Передача тиску рідинами й газами. Закон Паскаля

РОЗДІЛ II

ВЗАЄМОДІЯ ТІЛ

УРОК № 12/25

Тема уроку. Передача тиску рідинами й газами. Закон Паскаля

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Мета уроку: продовжити формування основних фізичних понять “маса”, “густина”, “сила”, “тиск”; розширити політехнічний кругозір учнів; показати зв’язок теорії із практикою; продовжити формувати вміння спостерігати та аналізувати фізичні явища.

Обладнання: пляшка і повітряна кулька, закріплена на її горлечку; скляна трубка з поршнем, з’єднана із циліндром,

що має гумове дно; скляна куля; прилад “Куля Паскаля”, порошок білого кольору (зубний порошок або товчена крейда); дзвін повітряного насоса.

План уроку

Етапи

Час

Прийоми і методи

I. Актуалізація опорних знань

5 хв.

Усне опитування

II. Вивчення нового матеріалу

20-25 хв.

Бесіда; демонстрації; виділення головного; висування гіпотез; записи у зошитах

III.

Закріплення нового матеріалу

10-15 хв.

Питання класу; відповіді біля дошки і з місця

IV. Домашнє завдання

1 хв.

Коментар учителя; записи на дошці й у щоденниках

Хід уроку

I. Актуалізація опорних знань

Питання класу

– Чому одна й та сама речовина в різних агрегатних станах має різні фізичні властивості? (Це зумовлено особливостями їхньої молекулярної будови і характером руху молекул.)

– Які особливості будови в газоподібних речовин? (Відстані між молекулами порівняно великі, а сили взаємного притягання дуже малі. Молекули газу перебувають у безперервному безладному русі.)

– Яку фізичну величину називають тиском?

– Які величини треба знати для обчислення тиску?

– У яких одиницях вимірюється тиск?

II. Вивчення нового матеріалу

Бесіда

Відомо, що молекули газу безладно рухаються, прагнучи розлетітися в різні боки. Стиснений з усіх боків стінками посудини газ у свою чергу сам тисне на його стінки. Кожна молекула, вдаряючись, чинить надзвичайно малий тиск, але кількість молекул в одиниці об’єму посудини величезна, і всі разом вони чинять значний тиск на стінки посудини.

Питання класу: Чи однаковий цей тиск на різні стінки?

Учні роблять припущення, що цей тиск однаковий, оскільки всі напрямки руху молекул усередині посудини рівноправні. Перевіримо це на досліді.

Демонстрація 1. Під дзвін повітряного насоса поміщають злегка надуту кульку. Повітря з-під дзвона починають викачувати, кулька при цьому поступово роздувається, набуваючи кулястої форми.

Питання класу

– Чому роздувається кулька? (При відкачуванні повітря кількість молекул у дзвоні зменшується, а всередині зав’язаної кульки їхня кількість не змінюється. Під впливом ударів молекул об внутрішні стінки кулька роздувається.)

– Про що свідчить куляста форма? (Тиск усередині кульки однаковий в усіх напрямках.)

Висновок. Газ тисне на стінки посудини однаково в усіх напрямках.

З’ясуємо, від чого залежить тиск, що чинять гази. Учні висловлюють свої припущення, що на значення тиску мають впливати температура і об’єм газу. Перевіримо ці припущення дослідним шляхом.

Демонстрація 2. На горлечко пляшки надівають гумову кульку.

Пляшку обережно опускають у посудину з гарячою водою. Кулька роздувається.

Демонстрація 3. Циліндр із гумовим дном з’єднують шлангом зі скляною кулею. Кулю з повітрям нагрівають. Гумове дно роздувається.

Висновок. При збільшенні температури тиск газу збільшується.

Питання класу: Як можна пояснити цей факт, отриманий дослідним шляхом? (При збільшенні температури швидкість руху молекул збільшується, а отже, вони частіше і сильніше співударяються із стінками посудини.)

Демонстрація 4. Скляна трубка з поршнем з’єднана з циліндром, що має гумове дно. Коли поршень всувається, гумове дно роздувається. Коли поршень висувається, відбувається зворотне – дно вдавлюється у циліндр.

Висновок. При зменшенні об’єму тиск газу збільшується, при збільшенні об’єму – зменшується.

Питання класу: Як пояснити спостережуване явище? (При зменшенні об’єму збільшується концентрація частинок (тобто їхня кількість в одиниці об’єму), а отже, і частота їх зіткнень зі стінками посудини.)

Гази зазвичай зберігають і перевозять у стисненому стані, тому їх доводиться поміщати у дуже міцні сталеві балони. У техніці

Гази (і рідини) використовують як передавачі зовнішнього тиску. Приміром, стисненим повітрям відчиняють двері вагонів у поїздах метрополітену і тролейбусів.

Демонстрація 5. “Кулю Паскаля” заповнюють білим порошком (крейдою або зубним порошком). Поршень всовують у циліндр, збільшуючи тиск газу в ньому. Струминка повітря разом із частинками порошку виходять через отвори в кулі в усіх напрямках. Дослід повторюють, заповнюючи кулю і циліндр водою, спостерігаючи при цьому струмені, що б’ють із усіх отворів.

Висновок (записується в зошит). Тиск, що діє на рідину або газ, передається без зміни в кожну точку рідини або газу.

Це твердження має у фізиці назву закону Паскаля.

III. Закріплення нового матеріалу

Питання класу

– Якщо із дрібнокаліберної гвинтівки вистрілити у варене яйце, у ньому утвориться акуратний отвір. Якщо ж куля потрапляє у сире яйце – воно розлітається вщент. Як це можна пояснити?

– Відповідно до якого фізичного закону відбувається видавлювання зубної пасти, крему з тюбика?

– Чому мильна булька має форму кулі?

– Людина може спокійно лежати на автомобільній камері, наповненій повітрям, якщо ж стати на неї ногами, то вона може лопнути. Чому? Чи обов’язково це відбудеться безпосередньо в тому місці, де стоїть людина?

Для повторення і закріплення вивченого ще раз акцентуємо увагу на наступних питаннях.

Питання класу (відповіді біля дошки і з місця)

– Як на основі молекулярно-кінетичної теорії пояснити виникнення тиску в газах?

– Як довести, що тиск газу на всі стінки посудини однаковий?

– Як змінюється тиск газу при зміненні температури? Чому?

– Як змінюється тиск газу при зміненні його об’єму? Чому?

– На основі молекулярно-кінетичної теорії поясніть, як передається тиск у рідинах і газах?

– Сформулюйте закон Паскаля.

– Де в природі й техніці цей закон знаходить своє практичне застосування?

IV. Домашнє завдання

[1]: § 18; впр. № 18 (задачі 1, 3).

[2]: § 12 (п. 3, 4).

Додаткове завдання. Підготувати коротке повідомлення на тему “Пневматичні машини й інструменти”.

Скарбничка цікавих фактів

O Переконайтеся самі!

Наші легені можуть служити ілюстрацією до газових законів. Коли ми робимо вдих, діафрагма розширюється, об’єм легенів збільшується, тиск усередині стає меншим за атмосферний і повітря з атмосфери заповнює наші легені. При видиху діафрагма стискується, об’єм легенів зменшується, тиск збільшується, і “відпрацьовані” гази виходять в атмосферу.

O Як працює пилосос?

Електромотор пускає в хід вентилятор, що, обертаючись, виштовхує повітря, створюючи в такий спосіб розрідження усередині пилососа, атмосферне повітря з пилом заповнює резервуар пилососа.

O Що всередині лампочки?

Інертний газ, який накачують у лампочки, створюючи усередині тиск, менший за атмосферний. Адже в робочому режимі газ нагріватиметься і тиск його зростатиме!

O Що таке “газ”?

Це слово придумав лікар Гельмонт в XVII столітті. У перекладі воно означає “хаос”.

O А як у космосі?

У скафандрі космонавта підтримується тиск, що становить 1/3 від атмосферного. У безповітряному просторі він роздувається. Щоправда, скафандри нового покоління – тверді, майже цілком металеві з шарнірами на ліктях і колінах. Тиск у них близький до атмосферного.




Передача тиску рідинами й газами. Закон Паскаля