Сполучені посудини — закон, приклади, застосування

Всім відомо, що потрібно зробити з чайником, щоб з його носика полилася вода, – просто нахилити. А ось питання, чи можна перевести корабель через гору в море або іншу водойму, викличе у нас сумнів. Щоб відповісти на нього, спочатку слід довідатися, що з себе представляють сполучені посудини.

Закон сполучених посудин

Сполучені посудини – це взаємодіють один з одним судини, які мають загальне дно.

Закон сполучених посудин говорить, що в таких судинах, яку б форму вони не мали, поверхні однорідних рідин в стані спокою знаходяться на одному рівні, тобто тиск, який чиниться на стінки на будь-якому горизонтальному рівні є однаковим.

Якщо ж в посудині рідини різні, то рівень вище в посудині, в якому рідина має меншу щільність. Тобто, якщо в одну посудину налити рідину, що має одного щільністю, а в другій – інший, то при рівновазі їх рівні що будуть однаковими. Отже звідси можна вивести формулу:

ρ1 / ρ2 = h2 / h1

де:

  • ρ – щільність рідини;
  • h – висота стовпа.

Також для сполучених посудин важливою є формула:

p = gρh

де:

  • g – прискорення вільного падіння;
  • ρ – щільність рідини (кг / куб.м);
  • h – глибина (висота стовпа рідини).

Цією формулою визначається тиск рідини на дно посудини.

Стародавнім римлянам було невідомо визначення сполучених посудин, тому їх акведуки – водопроводи займали величезну протяжність над поверхнею землі і будувалися з рівномірним ухилом вниз.

Властивості сполучених посудин

У сполучених посудинах рівень рідини однаковий. Це відбувається тому, що рідина виробляє однаковий тиск на стінки посудини. Досягти різного рівня однорідної рідини в сполучених посудинах можна за допомогою перегородки між ними.

Перегородка перекриє сполучення між судинами, і тоді можна в один з них долити рідина, щоб рівень змінився. У даній ситуації виникає тиск – тиск, вироблене вагою стовпа рідини висотою, що дорівнює різниці рівнів. І якщо прибрати перегородку, то саме цей тиск стане причиною того, що рідина буде перетікати в ту посудину, де її рівень нижче, до тих пір, поки рівні не стануть однаковими.

У житті дуже часто можна зустріти природний натиск. І таких прикладів досить багато. Наприклад, їм володіє вода в гірських річках, коли падає з висоти. Гребля також є прикладом природного напору. Чим вона вища, тим більше буде натиск води, піднятої греблею.

Застосування закону про сполучені посудини

Принцип дії сполучених посудин використовується при спорудженні фонтанів, водопроводів, шлюзів. Чайник і його носик теж є сполученими посудинами, так як вода, налита в чайник, заповнює носик і всю іншу частину до однакової висоти. Застосування властивостей таких судин, можуть навіть допомогти провести корабель через гору. І для цього якраз знадобитися шлюз. Шлюз – це ліфт для судів. Якщо водний простір перегороджено греблею, то рівень води у водосховищі вище, ніж в річці нижче за течією. І щоб дістатися до цього рівня, судно повинно зайти в шлюз, який відгороджений двома водними непроникними воротами. Коли шлюз повністю заповнюється водою, судно виходить з шлюзу і продовжує свій шлях (рівень води в шлюзі і водосховище вирівнюється за законом сполучених посудин).

Що ми дізналися?

З цієї теми по фізики за 7 клас можна ясно зрозуміти, які судини називаються сполученими. Ними можуть називатися лише ті судини, що володіють загальним дном, де рідина може вільно перетікати з однієї судини в іншій. Також сполучені посудини грають величезну роль в нашому повсякденному житті, полегшуючи її і допомагаючи виходити з важких ситуацій. Принципи сполучених посудин лежать в основі різних чайників, кавників, водомірних стекол на парових котлах.

Посилання на основну публікацію