Девятый класс
  1. Механика  1.1. Движение  1.1.1. Виды движения  1.1.2. Расстояние и перемещение  1.1.3. Скорость и вектор скорости  1.1.4. Ускорение  1.1.5. Графическое представление движения  1.1.6. Уравнения движения  1.1.7. Равномерное и неравномерное движение  1.1.8. Свободное падение и ускорение свободного падения  1.1.9. Relative speed  1.1.10. Circular motion  1.2. Законы силы и движения  1.2.1. Понятие силы  1.2.2. Первый закон Ньютона  1.2.3. Newton's second law of motion  1.2.4. Третий закон Ньютона  1.2.5. Инерция и виды инерции  1.2.6. Motion  1.2.7. Conservation of momentum  1.2.8. Применение законов Ньютона в повседневной жизни  1.2.9. Types of Forces (Contact and Non-Contact)  1.2.10. Friction and its effects  1.3. Гравитационная сила  1.3.1. Закон всемирного тяготения Ньютона  1.3.2. Важность гравитационной силы  1.3.3. Ускорение из-за гравитации  1.3.4. Свободное падение и невесомость  1.3.5. Масса и вес  1.3.6. Изменение g с высотой и глубиной  1.3.7. Kepler's laws of planetary motion  1.3.8. Satellites and their orbits  1.4. Work, Energy and Power  1.4.1. Понятие работы  1.4.2. Положительные и отрицательные действия  1.4.3. Работа, совершаемая постоянной и переменной силой  1.4.4. Энергия и ее формы  1.4.5. Кинетическая и потенциальная энергия  1.4.6. Закон сохранения энергии  1.4.8. Коммерческая единица энергии  1.4.9. Теорема о работе и энергии  1.5. Простые механизмы  1.5.1. Types of simple machines  1.5.2. Механическое преимущество  1.5.3. Эффективность машин  1.5.4. Рычаги и их типы  1.5.5. Блоки и наклонные плоскости  1.5.6. Шестерни и их применение
  2. Свойства материи  2.1. Состояния материи  2.1.1. Solids, liquids and gases  2.1.2. Свойства различных состояний вещества  2.1.3. Изменение состояния вещества  2.1.4. Плазма и конденсат Бозе — Эйнштейна  2.2. Плотность и давление  2.2.1. Понятие плотности и относительной плотности  2.2.2. Давление в твердых телах, жидкостях и газах  2.2.3. Pascal's law and its applications  2.2.4. Атмосферное давление и его вариации  2.2.5. Surface tension and capillarity  2.3. Плавучесть и принцип Архимеда  2.3.1. Выталкивающая сила  2.3.2. Закон Архимеда  2.3.3. Применения принципа Архимеда  2.3.4. плавучие и тонущие объекты  2.3.5. Теория плавания и принцип Архимеда
  3. Теплота и термодинамика  3.1. Температура и тепло  3.1.1. Концепция тепла и температуры  3.1.2. Измерение температуры  3.1.3. Шкалы температуры  3.2. Heat transfer  3.2.1. Проводимость тепла  3.2.2. Конвекция тепла  3.2.3. тепловое излучение  3.2.4. Применения теплообмена  3.2.5. Теплопроводность  3.3. Thermal expansion  3.3.1. Расширение твердых тел, жидкостей и газов  3.3.2. Abnormal expansion of water  3.3.3. Применение теплового расширения  3.4. Удельная теплоемкость и скрытая теплота  3.4.1. Концепция удельной теплоемкости  3.4.2. Измерение и применение удельной теплоемкости  3.4.3. Latent heat of fusion and vaporization  3.4.4. Тепловые двигатели и эффективность
  4. Волны и звук  4.1. Waves and their types  4.1.1. Механические и электромагнитные волны  4.1.2. Продольные и поперечные волны  4.1.3. Свойства волн  4.1.4. Длина волны, частота и скорость волны  4.1.5. Наложение волн  4.2. Звуковые волны  4.2.1. Природа и передача звука  4.2.2. Скорость звука в различных средах  4.2.3. Отражение звука и эхо  4.2.4. Sonar and ultrasound  4.2.5. Резонанс и пульсация  4.3. Характеристики звука  4.3.1. Интенсивность, громкость и качество звука  4.3.2. Эффект Доплера в звуке
  5. Освещение и оптика  5.1. Отражение света  5.1.1. Законы отражения  5.1.2. Отражение от плоского зеркала  5.1.3. Отражение от сферического зеркала  5.1.4. Формирование изображения вогнутыми и выпуклыми зеркалами  5.1.5. Применения отражения  5.2. Преломление света  5.2.1. Законы преломления  5.2.2. Показатель преломления  5.2.3. Преломление через стеклянную плиту  5.2.4. Refraction in water and air  5.2.5. Lenses and their types  5.2.6. Image formation by convex and concave lenses  5.2.7. Total internal reflection and its applications  5.3. Дисперсия и рассеяние света  5.3.1. Спектр белого света  5.3.2. Prisms and Dispersion  5.3.3. Эффект Тиндаля и голубое небо
  6. Электричество и магнетизм  6.1. Электрический заряд и статическое электричество  6.1.1. Понятие электрического заряда  6.1.2. Зарядка трением, контактом и индукцией  6.1.3. Электроскоп и его работа  6.2. Current Electricity  6.2.1. Понятие электрического тока  6.2.2. Ohm's Law and Resistance  6.2.3. Факторы, влияющие на сопротивление  6.2.4. Последовательные и параллельные схемы  6.2.5. Тепловой эффект электрического тока  6.2.6. Электрическая мощность и энергия  6.3. Магнетизм  6.3.1. Естественные и искусственные магниты  6.3.2. Свойства магнитов  6.3.3. Earth's magnetism  6.3.4. Magnetic field and field lines  6.3.5. Электромагниты и их применение
  7. Современная физика  7.1. структура атома  7.1.1. Atomic Structure and Subatomic Particles  7.1.2. Электроны, протоны и нейтроны  7.1.3. Модель Резерфорда и Бора  7.2. Радиоактивность  7.2.1. Types of radioactive emissions  7.2.2. Период полураспада и радиоактивный распад  7.2.3. Использование и опасности радиации
  8. Space science and astronomy  8.1. Вселенная и ее компоненты  8.1.1. Звезды и галактики  8.1.2. Planets and Solar System  8.2. Спутники  8.2.1. Естественные и искусственные спутники  8.2.2. Использование спутников

Девятый класс → Свойства материи → Плотность и давление ↓


Давление в твердых телах, жидкостях и газах


Давление — это важное понятие в физике, и понимание его работы в различных состояниях вещества важно для понимания поведения веществ в окружающем нас мире. В физике давление определяется как сила, приложенная на единицу площади. Оно выражается в единицах паскалей (Па) или ньютонов на квадратный метр (Н/м2). Давайте исследуем давление в твердых телах, жидкостях и газах, а также как плотность играет роль в каждом случае.

Давление в твердых телах

Давление в твердых телах главным образом используется, когда сила прикладывается к поверхности. Сила может быть распределена по всей поверхности или сосредоточена в определенной точке. Формула для расчета давления:

Давление (P) = Сила (F) / Площадь (A)

Например, если блок массой в 10 ньютонов помещен на стол, а площадь его основания равна 2 квадратным метрам, то давление, оказываемое на стол, можно рассчитать следующим образом:

P = F / A = 10 N / 2 м2 = 5 N/m2 или 5 Па

Это означает, что сила в 10 ньютонов распределена по площади в 2 квадратных метра, так что каждый квадратный метр испытывает давление в 5 паскалей.

Визуальный пример

10N сила 2м2 площадь

Давление в жидкостях

Жидкости имеют уникальные характеристики относительно давления, так как они адаптируются к форме своего контейнера. Давление в жидкости обусловлено весом жидкости над определенной глубиной. Это означает, что чем глубже вы погружаетесь в жидкость, тем большее давление оказывается. Формула для расчета давления в жидкости:

Давление (P) = Плотность (ρ) × Сила тяжести (g) × Глубина (h)

Рассмотрим ситуацию с большой емкостью, наполненной водой. Плотность воды примерно 1000 кг/м3, а сила тяжести на Земле составляет около 9,8 м/с2. Допустим, вам нужно рассчитать давление на глубине 3 м в емкости:

P = 1000 кг/м3 × 9,8 м/с2 × 3 м = 29400 Па или 29,4 кПа

Это говорит нам о том, что давление, оказываемое жидкостью на глубине 3 метра, составляет 29,4 килопаскалей.

Визуальный пример

Вода 3м

Давление в газах

В отличие от твердых тел и жидкостей, газы содержат частицы, которые не фиксированы на месте, а свободно перемещаются. Давление в газах вызвано воздействием молекул газа, столкнувшихся с поверхностями их контейнера. На давление газа влияют температура, объем и количество частиц газа. Закон идеального газа объясняет эту зависимость:

PV = nRT
  • P = Давление
  • V = объем
  • n = количество вещества в молях
  • R = универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/моль К)
  • T = температура в Кельвинах

Представим себе герметичный контейнер объемом 2 кубических метра, заполненный газом. Если у вас есть 1 моль газа при температуре 300 Кельвинов, найдите давление, оказываемое газом:

PV = nRT 
P × 2 м3 = 1 моль × 8,31 Дж/моль·К × 300 К 
P = (1 × 8,31 × 300) / 2 = 1246,5 / 2 = 623,25 Па

Давление газа внутри контейнера составляет 623,25 Паскаля.

Факторы, влияющие на давление в газах

  • Температура: С увеличением температуры газа, кинетическая энергия частиц увеличивается, вызывая более сильные столкновения с стенками, что увеличивает давление.
  • Объем: Если объем газа уменьшается, то то же количество молекул будет сталкиваться с более малой площадью, увеличивая давление.
  • Количество молей газа: Увеличение количества молей газа увеличивает давление, поскольку больше молекул приводит к большему количеству столкновений со стенками контейнера.

Визуальный пример

Молекулы газа

Связь давления и плотности

В любой среде - твердом теле, жидкости или газе - плотность играет важную роль в определении давления. Плотность определяется как масса на единицу объема вещества:

Плотность (ρ) = Масса (m) / Объем (V)

Большая плотность означает больше массы в том же объеме, что часто приводит к большему давлению:

  • Для твердых тел: более плотные вещества будут оказывать большее давление на поверхность, на которой они находятся, потому что у них больше массы на ту же площадь поверхности.
  • В жидкостях: увеличение плотности увеличивает вес на определенной глубине, что приводит к увеличению давления в соответствии с формулой давления жидкости.
  • Для газов: увеличение плотности обычно приводит к увеличению давления для данного объема, поскольку больше частиц сталкивается со стенками контейнера.

Заключение

Понимание давления в твердых телах, жидкостях и газах является ключом к пониманию того, как материалы работают в различных условиях. Знание соотношения между давлением, силой и площадью в твердых телах позволяет нам делать прогнозы о структурной стабильности и поддержке. В жидкостях понимание давления жидкости важно для применения от гидравлических систем до прогнозирования погодных условий. Для газов взаимодействие между температурой, объемом, давлением и количеством молей является фундаментальным в процессах, таких как наполнение воздушного шара или понимание атмосферного давления.

Вкратце, давление является объединяющим понятием, которое связывает поведение различных состояний вещества, позволяя нам интерпретировать и манипулировать физическим миром во множестве практических и научных способов.


Девятый класс → 2.2.2


U
username
0%
завершено в Девятый класс

← Предыдущий (2.2.1)
Понятие плотности и относительной плотности
Следующий (2.2.3) →
Pascal's law and its applications

Комментарии 



Давление в твердых телах, жидкостях и газах

https://www.physicsflow.com/g9/2.2.2?pfal=ru