BRÈVE THÉORIE. La caractéristique la plus importante d'un liquide est l'existence Surface libre. Les molécules de la couche superficielle du liquide, d'une épaisseur d'environ 10 -9 m, sont dans un état différent des molécules de l'épaisseur du liquide. La couche superficielle exerce une pression sur le liquide, appelée moléculaire, ce qui conduit à l'apparition de forces, appelées forces tension superficielle.
Les forces de tension superficielle en tout point de la surface sont dirigées tangentiellement à celui-ci et le long de la normale à tout élément de la ligne tracée mentalement à la surface du liquide. Coefficient de tension superficielle- une grandeur physique indiquant la force de tension superficielle agissant par unité de longueur de la ligne divisant la surface du liquide en parties :
D'autre part, la tension superficielle peut être définie comme une valeur numériquement égale à l'énergie libre d'une couche superficielle unitaire d'un liquide. En dessous de énergie gratuite comprendre cette partie de l'énergie du système, grâce à laquelle le travail peut être effectué dans un processus isotherme.
Le coefficient de tension superficielle dépend de la nature du liquide. Pour chaque liquide, c'est une fonction de la température et dépend du milieu qui se trouve au-dessus de la surface libre du liquide.
MONTAGE EXPÉRIMENTAL. Le dispositif expérimental est représenté sur la fig. 1. Il se compose d'un aspirateur A relié à un micromanomètre M et d'un récipient B contenant le liquide à tester. L'eau est versée dans l'aspirateur. À l'aide du robinet K, l'aspirateur A peut être déconnecté du récipient B et connecté au même récipient C avec un autre liquide de test. Les récipients B et C sont hermétiquement fermés avec des bouchons en caoutchouc percés. Un tube de verre est inséré dans chaque trou, dont l'extrémité est un capillaire. Le capillaire est immergé à une très faible profondeur dans le liquide (de sorte qu'il ne touche que la surface du liquide). Le micromanomètre mesure la différence de pression d'air entre l'atmosphère et l'aspirateur, ou de manière équivalente, entre le capillaire et le récipient B ou C.
Le micromanomètre est constitué de deux vases communicants, dont l'un est une coupelle de grand diamètre et l'autre est un tube de verre incliné de petit diamètre (2 - 3 mm) (Fig. 2). Avec un rapport suffisamment grand des sections transversales de la coupelle et du tube, le changement de niveau dans la coupelle peut être négligé. Ensuite, la valeur mesurée de la différence de pression peut être déterminée à partir du niveau de liquide dans un tube de petit diamètre :
où - densité du fluide de jauge; - la distance du niveau de liquide accepté dans la coupelle au niveau dans le tube le long de la pente du tube ; - l'angle formé par le tube incliné avec le plan d'horizon.
Au moment initial, lorsque la pression d'air au-dessus de la surface du liquide dans le capillaire et le récipient B est la même et égale à la pression atmosphérique. Le niveau du liquide mouillant dans le capillaire est plus élevé que dans le récipient B, et le niveau du liquide non mouillant est plus bas, car le liquide mouillant dans le capillaire forme un ménisque concave et le liquide non mouillant forme un ménisque convexe .
La pression moléculaire sous la surface convexe du liquide est plus grande, et sous le concave - moins par rapport à la pression sous la surface plane. La pression moléculaire due à la courbure de la surface est appelée surpression capillaire (pression de Laplace). L'excès de pression sous une surface convexe est considéré comme positif, sous un concave - négatif. Elle est toujours dirigée vers le centre de courbure de la section de surface, c'est-à-dire vers sa concavité. Dans le cas d'une surface sphérique, la surpression peut être calculée à l'aide de la formule :
où est le coefficient de tension superficielle, est le rayon de la surface sphérique.
Le liquide mouillant le capillaire monte jusqu'à ce que la pression hydrostatique de la hauteur de la colonne de liquide (Fig. 3a) équilibre la surpression dirigée vers le haut dans ce cas. La hauteur 0 est déterminée à partir de la condition d'équilibre :
où est l'accélération de la chute libre, c'est-à-dire
Si, en tournant la valve de l'aspirateur A, en libérez lentement de l'eau, la pression d'air dans l'aspirateur, dans le récipient B qui lui est connecté et dans le coude incliné du micromanomètre commencera à diminuer. Dans un capillaire au-dessus de la surface du liquide, la pression est égale à la pression atmosphérique. En raison de la différence de pression croissante, le ménisque du liquide dans le capillaire descendra, conservant sa courbure, jusqu'à ce qu'il descende à l'extrémité inférieure du capillaire (Fig. 3b). À ce stade, la pression d'air dans le capillaire sera :
où est la pression de l'air dans le récipient B, est la profondeur d'immersion du capillaire dans le liquide, - pression de Laplace. La différence de pression d'air dans le capillaire et le récipient B est égale à :
+ p \u003d p ex +ρg h = 2σ / r+ρg h
À partir de ce moment, la courbure du ménisque commence à changer. La pression d'air dans l'aspirateur et le récipient B continue de diminuer. Lorsque la différence de pression augmente, le rayon de courbure du ménisque diminue et la courbure augmente. Il arrive un moment où le rayon de courbure devient égal au rayon intérieur du capillaire (Fig. 3c), et la différence de pression devient maximale. Alors le rayon de courbure du ménisque augmente à nouveau, et l'équilibre sera instable. Entreprend une bulle d'air qui se détache du capillaire et remonte à la surface. Le liquide remplit le trou. Puis tout se répète. Sur la fig. La figure 4 montre comment évolue le rayon de courbure du ménisque liquide, à partir du moment où il atteint l'extrémité inférieure du capillaire.
De ce qui précède, il résulte que :
, (1)
où est le rayon intérieur du capillaire. Cette différence peut être déterminée à l'aide d'un micromanomètre, puisque
où - la masse volumique du liquide manométrique, - le déplacement maximal du niveau de liquide dans le tube incliné du micromanomètre, - l'angle entre le coude incliné du micromanomètre et l'horizontale (voir Fig. 2).
A partir des formules (1) et (2) on obtient :
. (3)
La profondeur d'immersion du capillaire dans le liquide étant négligeable, elle peut être négligée, alors :
ou 
, (4)
où est le diamètre intérieur du capillaire.
Dans le cas où le liquide ne mouille pas les parois du capillaire, le diamètre extérieur du capillaire est pris comme dans la formule (4). L'eau est utilisée comme fluide manométrique dans le micromanomètre ( \u003d 1 × 10 3 kg / m 3).
DES MESURES.
1. Versez de l'eau dans l'aspirateur jusqu'au repère et fermez-le. Atteindre des pressions égales dans les deux genoux du micromanomètre, pour cela retirer brièvement la valve K. La placer dans une position dans laquelle elle relie le récipient à l'aspirateur.
2. Ouvrez le robinet de l'aspirateur jusqu'à ce que la pression change assez lentement. Les bulles d'air doivent se détacher environ toutes les 10 à 15 secondes. Après avoir établi la fréquence indiquée de formation de bulles, des mesures peuvent être prises.
EXERCER. 1. Utilisez un thermomètre pour déterminer et enregistrer la température ambiante t.
2. Déterminez neuf fois le déplacement maximal du niveau de liquide dans le coude incliné du micromanomètre. Pour calculer le coefficient de tension superficielle, prenez la valeur moyenne H mer.
3. De même, déterminez le coefficient de tension superficielle de l'alcool éthylique.
4. Trouvez les erreurs absolues et relatives limites dans la détermination de la tension superficielle de chaque liquide. Enregistrez pour chaque liquide les résultats de mesure finaux, en tenant compte de leur précision selon la formule.
Le tissu peut être percé avec une aiguille, mais pas avec un crayon (si vous appliquez la même force). Le crayon et l'aiguille ont des formes différentes et exercent donc une pression inégale sur le tissu. La pression est omniprésente. Il active les mécanismes (voir l'article ""). Cela affecte . exercer une pression sur les surfaces avec lesquelles ils entrent en contact. La pression atmosphérique affecte le temps un appareil de mesure de la pression atmosphérique -.
Qu'est-ce que la pression
Lorsqu'un corps agit perpendiculairement à sa surface, le corps est sous pression. La pression dépend de l'importance de la force et de la surface de la surface sur laquelle la force agit. Par exemple, si vous sortez dans la neige avec des chaussures ordinaires, vous pouvez échouer ; cela n'arrivera pas si nous chaussons des skis. Le poids du corps est le même, mais dans le second cas, la pression est répartie sur une plus grande surface. Plus la surface est grande, plus la pression est faible. Le renne a de larges sabots - après tout, il marche sur la neige et la pression du sabot sur la neige doit être aussi faible que possible. Si le couteau est tranchant, une force est appliquée à la surface d'une petite zone. Un couteau émoussé répartit la force sur une plus grande surface et coupe donc moins bien. Unité de pression - pascal(Pa) - nommé d'après le scientifique français Blaise Pascal (1623 - 1662), qui a fait de nombreuses découvertes dans le domaine de la pression atmosphérique.
Pression des liquides et des gaz
Les liquides et les gaz prennent la forme du récipient dans lequel ils sont contenus. Contrairement aux solides, les liquides et les gaz appuient sur toutes les parois du récipient. La pression des liquides et des gaz est dirigée dans toutes les directions. appuie non seulement sur le fond, mais aussi sur les parois de l'aquarium. L'aquarium lui-même ne fait que pousser vers le bas. appuie de l'intérieur sur le ballon de football dans toutes les directions, et donc le ballon est rond.
Mécanismes hydrauliques
L'action des mécanismes hydrauliques est basée sur la pression du fluide. Le liquide ne se comprime pas, donc si vous lui appliquez une force, il sera obligé de bouger. Et les freins fonctionnent sur le principe hydraulique. La réduction de la vitesse de la piste est obtenue à l'aide de la pression du liquide de frein. Le conducteur appuie sur la pédale, le piston pompe le liquide de frein à travers le cylindre, puis il pénètre dans les deux autres cylindres par le tube et appuie sur les pistons. Les pistons pressent les plaquettes de frein contre le disque de roue. La résultante ralentit la rotation de la roue.
Mécanismes pneumatiques
Les mécanismes pneumatiques fonctionnent en raison de la pression des gaz - généralement de l'air. Contrairement aux liquides, l'air peut être comprimé, puis sa pression augmente. L'action d'un marteau-piqueur est basée sur le fait que le piston comprime l'air à l'intérieur à une très haute pression. Dans un marteau-piqueur, l'air comprimé appuie sur la fraise avec une telle force que même la pierre peut être percée.
Un extincteur à mousse est un appareil pneumatique alimenté par du dioxyde de carbone comprimé. En pressant la poignée, vous libérez le dioxyde de carbone comprimé dans la cartouche. Le gaz appuie avec une grande force sur une solution spéciale, la déplaçant dans le tube et le tuyau. Un filet d'eau et de mousse s'échappe du tuyau.
Pression atmosphérique
La pression atmosphérique est créée par le poids de l'air au-dessus de la surface. Pour chaque mètre carré, l'air presse avec une force supérieure au poids d'un éléphant. Près de la surface de la Terre, la pression est plus élevée que élevée dans le ciel. À une altitude de 10 000 mètres, où volent des avions à réaction, la pression est faible, car une masse d'air insignifiante appuie d'en haut. 
La pression atmosphérique normale est maintenue dans la cabine afin que les personnes puissent respirer librement à haute altitude. Mais même dans une cabine pressurisée, les gens ont les oreilles bouchées lorsque la pression est inférieure à la pression à l'intérieur de l'oreillette.
La pression atmosphérique est mesurée en millimètres de mercure. Lorsque la pression change, il en va de même. La basse pression signifie que le temps se détériore à venir. La haute pression apporte un temps clair. La pression normale au niveau de la mer est de 760 mm (101 300 Pa). Les jours d'ouragan, elle peut chuter à 683 mm (910 Pa).
Pression de l'air- la force avec laquelle l'air appuie sur la surface de la terre. Elle se mesure en millimètres de mercure, millibars. En moyenne, elle est de 1,033 g pour 1 cm2.
La raison de la formation du vent est la différence de pression atmosphérique. Le vent souffle d'une zone de haute pression vers une zone de basse pression. Plus la différence de pression atmosphérique est grande, plus le vent est fort. La répartition de la pression atmosphérique sur Terre détermine la direction des vents qui règnent dans la troposphère à différentes latitudes.
Formé lorsque la vapeur d'eau se condense dans l'air ascendant en raison de son refroidissement.
. L'eau à l'état liquide ou solide qui tombe à la surface de la terre est appelée précipitation.
Il existe deux types de précipitations :
tomber des nuages (pluie, neige, céréales, grêle);
formé près de la surface de la Terre (, rosée, gel).
La précipitation est mesurée par une couche d'eau (en mm.), Qui se forme si l'eau précipitée ne s'écoule pas et ne s'évapore pas. En moyenne, 1130 mm tombent sur la Terre par an. précipitation.
Répartition des précipitations. Les précipitations atmosphériques sont réparties sur la surface terrestre de manière très inégale. Certaines zones souffrent d'un excès d'humidité, d'autres de son manque. Les territoires situés le long des tropiques nord et sud reçoivent particulièrement peu de précipitations, là où l'air est haut et le besoin de précipitations est particulièrement important.
La raison principale de cette irrégularité est le placement des ceintures de pression atmosphérique. Ainsi, dans la région équatoriale de la zone de basse pression, l'air constamment chauffé contient beaucoup d'humidité, il monte, se refroidit et devient saturé. Par conséquent, beaucoup de nuages se forment dans la région équatoriale et il y a de fortes pluies. Il y a aussi beaucoup de précipitations dans d'autres régions de la surface de la terre où la pression est basse.
Dans les ceintures à haute pression, les courants d'air descendants prédominent. L'air froid, descendant, contient peu d'humidité. Lorsqu'il est abaissé, il se contracte et se réchauffe, grâce à quoi il s'éloigne du point de saturation et devient plus sec. Par conséquent, dans les zones de haute pression au-dessus des tropiques et près des pôles, il y a peu de précipitations.
Par la quantité de précipitations, il est encore impossible de juger de l'apport d'humidité du territoire. Il est nécessaire de prendre en compte l'éventuelle évaporation - volatilité. Cela dépend de la quantité de chaleur solaire : plus elle est élevée, plus l'humidité peut s'évaporer, le cas échéant. L'évaporation peut être grande et l'évaporation petite. Par exemple, la volatilité (la quantité d'humidité qui peut s'évaporer à une température donnée) est de 4 500 mm/an, et l'évaporation (la quantité qui s'évapore réellement) n'est que de 100 mm/an. Selon le rapport d'évapotranspiration et d'évaporation, la teneur en humidité du territoire est jugée. Le coefficient d'humidité est utilisé pour déterminer la teneur en humidité. Coefficient d'humidité - le rapport des précipitations annuelles à l'évaporation pour la même période de temps. Il est exprimé en fraction en pourcentage. Si le coefficient est égal à 1 - humidité suffisante, s'il est inférieur à 1, l'humidité est insuffisante et s'il est supérieur à 1, l'humidité est excessive. Selon le degré d'humidité, on distingue les zones humides (humides) et sèches (arides).
37.1. Expérience à domicile.
1. Gonflez le ballon en caoutchouc.
2. Numérotez les phrases dans un ordre tel que vous obtenez une histoire cohérente sur l'expérience.
37.2. Le récipient sous le piston contient du gaz (Fig. a), dont le volume change à température constante. La figure b montre un graphique de la distance h, à laquelle le piston est situé par rapport au fond, au temps t. Remplissez les trous dans le texte en utilisant les mots : augmente ; ne change pas; diminue.
37.3. La figure montre une installation pour étudier la dépendance de la pression de gaz dans un récipient fermé à la température. Les chiffres indiquent : 1 - tube à essai avec de l'air ; 2 - lampe à alcool; 3 - bouchon en caoutchouc ; 4 - tube en verre; 5 - cylindre; 6 - membrane en caoutchouc. Mettez un signe "+" à côté des affirmations vraies et un signe "" à côté des affirmations incorrectes.
37.4. Considérons les graphiques de la pression p en fonction du temps t correspondant à divers processus dans les gaz. Complète les mots manquants dans la phrase.
Au fil du temps, la pression
en cours 1 augmente;
en cours 2 permanent;
en cours 3 diminue.
38.1. Expérience à domicile.
Prenez un sac en plastique et faites-y quatre trous de même taille à différents endroits sur le fond du sac, en utilisant, par exemple, une aiguille épaisse. Versez de l'eau dans un sac au-dessus de la baignoire, maintenez-le dessus avec votre main et faites sortir l'eau par les trous. Changez la position de la main avec le sac, en observant les changements qui se produisent avec les courants d'eau. Dessinez l'expérience et décrivez vos observations.
38.2. Cochez les énoncés qui reflètent l'essence de la loi de Pascal.
✓ La pression appliquée à un gaz ou à un liquide est transmise en tout point de la même manière dans toutes les directions.
38.3. Ajouter du texte.
En gonflant un ballon en caoutchouc, on lui donne la forme d'un ballon. Avec un gonflage supplémentaire, la balle, augmentant de volume, conserve toujours la forme d'une balle, ce qui illustre la validité de la loi Pascal, à savoir : les gaz transmettent la pression produite sur eux dans toutes les directions sans changement.
38.4. La figure montre le transfert de pression par un corps solide et liquide enfermé sous un disque dans un récipient.
a) Cochez la bonne phrase.
Après avoir installé le poids sur le disque, la pression augmente ... .
✓ vers le bas dans les deux récipients, vers la paroi latérale - uniquement dans le récipient 2
b) Répondez aux questions en écrivant les formules nécessaires et en faisant les calculs appropriés.
Avec quelle force un poids de 200 g placé dessus exercera-t-il une pression sur un disque d'une surface de 100 cm2 ? F \u003d m * g / S \u003d 0,2 * 10 / 0,01 \u003d 200 H
Comment la pression va-t-elle changer et de combien :
au fond de la cuve 1 200N;
au fond du bateau 2 200N;
sur la paroi latérale de la cuve 1 0N;
sur la paroi latérale de la cuve 2 200N?
39.1. Marquez la bonne fin de phrase.
Les ouvertures inférieure et latérale du tube sont resserrées avec des membranes en caoutchouc identiques. L'eau est versée dans le tube et lentement abaissée dans un large récipient d'eau jusqu'à ce que le niveau d'eau dans le tube corresponde au niveau d'eau dans le récipient. Dans cette position de la membrane ... .
✓ les deux sont plats
39.2. La figure montre une expérience avec un navire dont le fond peut tomber.
Trois observations ont été faites au cours de l'expérience.
1. Le fond d'une bouteille vide est pressé si le tube est immergé dans l'eau à une certaine profondeur H.
2. Le fond est toujours pressé contre le tube lorsque l'eau commence à y être versée.
3. Le fond commence à s'éloigner du tube au moment où le niveau d'eau dans le tube coïncide avec le niveau d'eau dans le récipient.
a) Dans la colonne de gauche du tableau, écrivez le nombre d'observations qui vous permettent d'arriver aux conclusions indiquées dans la colonne de droite.
b) Notez vos hypothèses sur ce qui pourrait changer dans l'expérience décrite ci-dessus si :
il y aura de l'eau dans le récipient et de l'huile de tournesol sera versée dans le tube ; le fond du tube commencera à s'éloigner lorsque le niveau d'huile sera supérieur au niveau d'eau dans le récipient ;
il y aura de l'huile de tournesol dans le récipient et de l'eau sera versée dans le tube ; le fond du tube commencera à s'éloigner avant que les niveaux d'eau et d'huile ne coïncident.
39.3. Un cylindre fermé d'une surface de base de 0,03 m2 et d'une hauteur de 1,2 m contient de l'air d'une densité de 1,3 kg/m3. Déterminer la pression d'air "poids" au bas du cylindre.
40.1. Notez lesquelles des expériences présentées dans la figure confirment que la pression dans un liquide augmente avec la profondeur.
Expliquez ce que chaque expérience démontre.
40.2. Le cube est placé dans un liquide de densité p, versé dans un récipient ouvert. Associez les niveaux de liquide indiqués aux formules de calcul de la pression créée par une colonne de liquide à ces niveaux.
40.3. Marquez d'un "+" les affirmations correctes.
Des récipients de formes diverses étaient remplis d'eau. Où … .
+ la pression de l'eau au fond de tous les récipients est la même, puisque la pression du liquide au fond n'est déterminée que par la hauteur de la colonne de liquide.
40.4. Choisissez quelques mots manquants dans le texte. "Le fond des récipients 1, 2 et 3 est un film en caoutchouc fixé dans le support de l'instrument."
40.5. Quelle est la pression de l'eau au fond d'un aquarium rectangulaire de 2 m de long, 1 m de large et 50 cm de profondeur, rempli d'eau jusqu'en haut.
40.6. À l'aide du dessin, déterminez :
a) la pression créée par une colonne de kérosène à la surface de l'eau :
pk \u003d p * g * h \u003d 800 * 10 * 0,5 \u003d 4000 Pa;
b) pression au fond de la cuve, créée uniquement par une colonne d'eau :
pv \u003d 1000 * 10 * 0,3 \u003d 3000 Pa;
c) pression au fond de la cuve créée par deux liquides :
p = 4000 + 3000 = 7000 Pa.
41.1. L'eau est versée dans l'un des tubes des vases communicants. Que se passe-t-il si la pince est retirée du tube en plastique ?
Le niveau d'eau dans les tubes deviendra le même.
41.2. L'eau est versée dans l'un des tubes des vases communicants et l'essence est versée dans l'autre. Si la pince est retirée du tube en plastique, alors :
41.3. Complétez le texte avec les formules appropriées et tirez une conclusion.
Les vases communicants sont remplis du même liquide. pression de la colonne de liquide
41.4. Quelle est la hauteur de la colonne d'eau dans le récipient en U par rapport au niveau AB si la hauteur de la colonne de kérosène est de 50 cm ?
41.5. Les vases communicants sont remplis d'huile moteur et d'eau. Calculez de combien de centimètres le niveau d'eau se trouve sous le niveau d'huile si la hauteur de la colonne d'huile par rapport à l'interface liquide est Nm = 40 cm.
42.1. Une boule de verre de 1 litre a été mise en équilibre sur une balance. La balle est fermée par un bouchon de liège dans lequel un tube en caoutchouc est inséré. Lorsque l'air a été pompé hors de la balle avec une pompe et que le tube a été serré avec une pince, l'équilibre de la balance a été perturbé.
a) Quelle masse de poids devra être placée sur le côté gauche de la balance pour les équilibrer ? Densité de l'air 1,3 kg/m3.
b) Quel est le poids de l'air dans le ballon avant évacuation ?
Paire = m * g \u003d 0,0013 * 10 \u003d 0,013 H
42.2. Décrivez ce qui se passe si l'extrémité du tube en caoutchouc du ballon, d'où l'air a été évacué (voir tâche 42.1), est abaissée dans un verre d'eau, puis la pince est retirée. Expliquez le phénomène.
Le ballon se remplira d'eau car la pression à l'intérieur du ballon est inférieure à la pression atmosphérique.
42.3. Un carré de 0,5 m de côté est dessiné sur l'asphalte.Calculez la masse et le poids d'une colonne d'air de 100 m de haut située au-dessus du carré, en supposant que la densité de l'air ne change pas avec la hauteur et est égale à 1,3 kg/m3.
42.4. Au fur et à mesure que le piston monte à l'intérieur du tube de verre, l'eau monte derrière lui. Marquez la bonne explication de ce phénomène.
L'eau monte derrière le piston... .
✓ sous la pression de l'air extérieur, remplissant l'espace sans air formé entre le piston et l'eau.
43.1. Les cercles A, B, C représentent schématiquement de l'air de différentes densités. Marquez sur la figure les endroits où chaque cercle doit être placé afin d'obtenir l'image entière, illustrant la dépendance de la densité de l'air sur la hauteur au-dessus du niveau de la mer.
43.2. Choisis la bonne réponse.
Pour quitter la Terre, toute molécule de la coquille d'air terrestre doit avoir une vitesse supérieure à ... .
✓ 11,2 km/s
43.3. Sur la Lune, dont la masse est environ 80 fois inférieure à la masse de la Terre, il n'y a pas de coquille d'air (atmosphère). Comment cela peut-il être expliqué? Notez votre hypothèse.
Contrairement à la Terre, les molécules d'air sont faiblement retenues par la Lune. Par conséquent, la lune n'a pas d'atmosphère.
44.1. Choisissez la bonne déclaration.
Dans l'expérience de Torricelli dans un tube de verre au-dessus de la surface du mercure... .
✓ un espace sans air est créé
44.2. Dans trois récipients ouverts, il y a du mercure: dans le récipient A, la hauteur de la colonne de mercure est de 1 m, dans le récipient B - 1 dm, dans le récipient C - 1 mm. Calculer la pression exercée sur le fond du récipient par une colonne de mercure dans chaque cas.
44.3. Notez les valeurs de pression dans les unités indiquées selon l'exemple donné, en arrondissant le résultat au nombre entier le plus proche.
44.4. Trouver la pression au fond d'un cylindre rempli d'huile de tournesol si la pression atmosphérique est de 750 mm Hg. Art.
44.5. Quelle pression subit un plongeur autonome à 12 m de profondeur sous l'eau si la pression atmosphérique est de 100 kPa ? Combien de fois cette pression est-elle supérieure à la pression atmosphérique ?
45.1. La figure montre un schéma du baromètre anéroïde. Les détails distincts de la conception de l'appareil sont indiqués par des chiffres. Remplissez le tableau.
45.2. Remplissez les trous dans le texte.
Les figures montrent un instrument appelé baromètre anéroïde.
Cet appareil mesure ___ Pression atmosphérique __.
Enregistrer la lecture de chaque instrument en tenant compte de l'erreur de mesure.
45.3. Remplissez les trous dans le texte. "La différence de pression atmosphérique dans les différentes couches de l'atmosphère terrestre provoque le mouvement des masses d'air."
45.4. Enregistrez les valeurs de pression dans les unités indiquées, en arrondissant le résultat à l'entier le plus proche.
46.1. La figure a montre un tuyau Torricelli au niveau de la mer. Dans les figures b et c, marquez le niveau de mercure dans le tube placé sur la montagne et dans la mine, respectivement.
46.2. Remplissez les trous du texte en utilisant les mots indiqués entre parenthèses.
Les mesures montrent que la pression de l'air rapidement diminue(diminue, augmente) avec l'augmentation de la hauteur. La raison en est non seulement diminuer(diminuer, augmenter) la densité de l'air, mais aussi rétrograder(diminution, augmentation) de sa température à une distance pouvant atteindre 10 km de la surface de la Terre.
46.3. La hauteur de la tour de télévision d'Ostankino atteint 562 m. Quelle est la pression atmosphérique près du sommet de la tour de télévision si la pression atmosphérique à sa base est de 750 mm Hg. Art.? Exprimez la pression en mm Hg. Art. et en unités SI, en arrondissant les deux valeurs à des nombres entiers.
46.4. Sélectionnez dans la figure et encerclez le graphique qui reflète le plus correctement la dépendance de la pression atmosphérique p sur la hauteur h au-dessus du niveau de la mer.
46.5. Pour un kinéscope TV, les dimensions de l'écran sont l \u003d 40 cm et h \u003d 30 cm.Avec quelle force l'atmosphère appuie-t-elle sur l'écran de l'extérieur (ou quelle est la force de pression), si la pression atmosphérique patm \u003d 100 kPa ?
47.1. Construisez un graphique de la pression p, mesurée sous l'eau, à partir de la profondeur d'immersion h, en remplissant d'abord le tableau. Considérons g = 10 N/kg, patm = 100 kPa.
47.2. La figure montre un manomètre à liquide ouvert. Le prix de division et l'échelle de l'appareil sont de 1 cm.
a) Déterminez de combien la pression d'air dans la branche gauche du manomètre diffère de la pression atmosphérique. 10 millimètres
b) Déterminez la pression d'air dans le coude gauche du manomètre, en tenant compte du fait que la pression atmosphérique est de 100 kPa.
p(lev) + p*g*h = p(atm) + p*g*h
47.3. La figure montre un tube en forme de U rempli de mercure, dont l'extrémité droite est fermée. Quelle est la pression atmosphérique si la différence de niveaux de liquide dans les coudes d'un tube en U est de 765 mm et que la membrane est immergée dans l'eau à une profondeur de 20 cm ?
47.4. a) Déterminer la valeur de division et la lecture du manomètre métallique (Fig. a).
b) Décrivez le principe de fonctionnement de l'appareil en utilisant les désignations numériques des pièces (Fig. b).
La partie principale est en métal plié en arc. le tube 1, à l'aide d'une vanne 4, communique avec le récipient dans lequel la pression est mesurée. Le mouvement de l'extrémité fermée du tube à l'aide du levier 5 et de l'engrenage 3 est transmis à la flèche 2.
48.1. a) Barrez inutilement les mots surlignés pour obtenir une description du fonctionnement de la pompe à piston illustrée sur la figure.
Lorsque la poignée de la pompe descend, le piston dans le récipient A monte et descend, la vanne supérieure est ouverte, fermée, la vanne inférieure est ouverte, fermée, l'eau du récipient B ne se déplace pas dans l'espace sous le piston, l'eau ne s'écouler du tuyau d'évacuation.
b) Décris ce qui se passe lorsque la poignée de la pompe se soulève.
Le piston monte, l'eau monte du récipient B avec lui, la vanne inférieure s'ouvre et l'eau se déplace derrière le piston. De l'eau s'écoule du tuyau de sortie.
48.2. Avec une pompe à piston, dont le schéma est donné à la tâche 48.1, à pression atmosphérique normale, l'eau peut être soulevée à une hauteur maximale de 10 m. Expliquez pourquoi.
48.3. Insérez les mots manquants dans le texte pour obtenir une description du fonctionnement d'une pompe à piston avec une chambre à air.
49.1. Compléter les formules montrant la relation correcte entre les aires des pistons de la machine hydraulique au repos et les masses des charges.
49.2. La surface du petit piston de la machine hydraulique est de 0,04 m2, la surface du grand piston est de 0,2 m2. Avec quelle force doit-on agir sur le petit piston pour soulever uniformément une charge de 100 kg, située sur le gros piston ?
49.3. Remplissez les lacunes du texte décrivant le principe de fonctionnement de la presse hydraulique, dont le schéma est illustré sur la figure.
49.4. Décrire le principe de fonctionnement d'un marteau-piqueur dont le schéma de dispositif est illustré sur la figure.
L'air comprimé est amené par le flexible 3. Le dispositif 2, appelé bobine, le dirige alternativement vers les parties supérieure et inférieure du cylindre. Sous l'action de cet air, le percuteur 4 commence à se déplacer rapidement dans un sens ou dans l'autre, périodiquement (avec une fréquence de 1000 - 1500 battements par minute), agissant sur le pic 1.
49.5. La figure montre un schéma du dispositif de freinage pneumatique d'un wagon.
a) Insérer dans le texte les numéros manquants indiquant les parties correspondantes de la figure. "Lorsque la conduite ____ et le réservoir 3 sont remplis d'air comprimé, sa pression sur le piston ___ du cylindre de frein est la même des deux côtés, tandis que les plaquettes de frein ne touchent pas les roues."
b) Choisissez l'ordre correct des nombres manquants indiquant les détails dans le texte.
✓ 1 – 4 – 7 – 4 – 5 – 6
1. Pression atmosphérique. Comme le montre la présentation précédente du matériau, la couche d'air au-dessus de la surface de la terre s'étend jusqu'à une hauteur d'environ 1000 km. Cet air est retenu près de la surface de la terre par la force de gravité, c'est-à-dire a un certain poids. A la surface de la terre et sur tous les objets situés à proximité de sa surface, cet air crée une pression égale à 1033 g/cm. Par conséquent, sur toute la surface du corps humain, ayant une superficie de 1,6 à 1,8 m, cet air exerce respectivement une pression d'environ 16 à 18 tonnes. Habituellement, nous ne le ressentons pas, car sous la même pression, les gaz sont dissous dans les fluides et les tissus du corps et de l'intérieur équilibrent la pression externe à la surface du corps. Cependant, lorsque la pression atmosphérique externe change en raison des conditions météorologiques, il faut un certain temps pour l'équilibrer de l'intérieur, ce qui est nécessaire pour augmenter ou diminuer la quantité de gaz dissous dans le corps. Pendant ce temps, une personne peut ressentir un certain inconfort, car lorsque la pression atmosphérique ne change que de quelques mm. rt. colonne, la pression totale à la surface du corps change de dizaines de kilogrammes. Ces changements sont particulièrement ressentis par les personnes souffrant de maladies chroniques du système musculo-squelettique, du système cardiovasculaire, etc.
De plus, une personne peut rencontrer un changement de pression barométrique au cours de ses activités: lors de la montée en hauteur, lors de la plongée, du travail en caisson, etc. Par conséquent, les médecins doivent savoir quel effet une diminution et une augmentation de la pression atmosphérique ont sur le corps.
Influence de la pression réduite
Avec une pression artérielle basse, une personne survient principalement lors de la montée en hauteur (lors d'excursions en montagne ou lors de l'utilisation d'un avion). Dans ce cas, le principal facteur qui affecte une personne est le manque d'oxygène.
Avec l'augmentation de l'altitude, la pression atmosphérique diminue progressivement (d'environ 1 mm Hg pour chaque 10 m d'altitude). A 6 km d'altitude, la pression atmosphérique est déjà deux fois plus basse qu'au niveau de la mer, et à 16 km d'altitude - 10 fois plus basse.
Bien que le pourcentage d'oxygène dans l'air atmosphérique, comme nous l'avons noté précédemment, ne change presque pas avec l'altitude, cependant, en raison d'une diminution de la pression totale, la pression partielle d'oxygène dans celui-ci diminue également, c'est-à-dire la proportion de pression fournie par l'oxygène dans la pression totale.
Il s'avère que c'est la pression partielle d'oxygène qui assure la transition (diffusion) de l'oxygène de l'air alvéolaire vers le sang veineux. Au contraire, cette transition se produit en raison de la différence de pression partielle d'oxygène dans le sang veineux et dans l'air alvéolaire. Cette différence est appelée pression diffuse. Avec une pression diffuse faible, l'artérialisation du sang dans les poumons devient difficile, l'hypoxémie s'installe, qui est le principal facteur de développement de l'altitude et du mal des montagnes. Les symptômes de ces maladies sont très similaires aux symptômes de carence générale en oxygène que nous avons décrits précédemment: essoufflement, palpitations, blanchissement de la peau et acrocyanose, étourdissements, faiblesse, fatigue, somnolence, nausées, vomissements, perte de conscience. Les premiers signes d'altitude ou de mal des montagnes commencent déjà à apparaître à partir d'une hauteur de 3-4 km.
En fonction de la pression partielle d'oxygène dans l'air à différentes hauteurs, on distingue les zones suivantes (selon le degré d'influence sur le corps humain):
1. Zone indifférente jusqu'à 2 km
2. Zone de compensation complète 2-4 km
3. Zone de compensation incomplète 4-6 km
4. Zone critique 6-8 km
5. Zone mortelle au dessus de 8 km
Naturellement, la division en de telles zones est conditionnelle, car différentes personnes tolèrent une carence en oxygène de différentes manières. Dans ce cas, le degré de forme physique du corps joue un rôle important. Chez les personnes entraînées, l'activité des mécanismes compensatoires est améliorée, la quantité de sang circulant, d'hémoglobine et d'érythrocytes est augmentée et l'adaptation tissulaire est améliorée.
En plus du manque d'oxygène, une diminution de la pression barométrique lors de la montée à une hauteur entraîne d'autres violations de l'état du corps. Ce sont tout d'abord des troubles de la décompression, exprimés par la dilatation des gaz situés dans les cavités naturelles du corps (sinus paranasaux, oreille moyenne, dents mal remplies, gaz dans les intestins, etc.). Dans ce cas, des douleurs peuvent survenir, atteignant parfois une force considérable. Ces phénomènes sont particulièrement dangereux avec une forte baisse de pression (par exemple, dépressurisation des cabines d'avions). Dans de tels cas, des dommages aux poumons, aux intestins, des saignements de nez, etc. peuvent survenir. Diminution de la pression à 47 mm Hg. Art. et plus bas (à une altitude de 19 km) conduit au fait que les liquides du corps bouillent à la température du corps, puisque la pression devient inférieure à la pression de la vapeur d'eau à cette température. Cela se traduit par la survenue de ce que l'on appelle l'emphysème sous-cutané.
Influence de la haute pression
Une personne est obligée d'effectuer des travaux de plongée et de caisson à pression élevée. Les personnes en bonne santé supportent la transition vers l'hypertension artérielle sans douleur. Seulement parfois, il y a un inconfort à court terme. Dans ce cas, la pression dans toutes les cavités internes du corps est équilibrée avec la pression externe, ainsi que la dissolution de l'azote dans les fluides et les tissus du corps en fonction de sa pression partielle dans l'air inhalé. Pour chaque atmosphère supplémentaire de pression dans le corps, 1 litre supplémentaire d'azote est dissous.
La situation est beaucoup plus grave lors du passage d'une atmosphère à pression accrue à une atmosphère normale (lors de la décompression). Dans le même temps, l'azote, dissous dans le sang et les fluides tissulaires du corps, a tendance à se détacher dans l'atmosphère extérieure. Si la décompression est lente, l'azote diffuse progressivement dans les poumons et la désaturation se produit normalement. Cependant, en cas de décompression accélérée, l'azote n'a pas le temps de diffuser à travers les alvéoles pulmonaires et est libéré dans les liquides tissulaires et dans le sang sous forme gazeuse (sous forme de bulles), ce qui provoque des phénomènes douloureux appelés mal de décompression. La libération d'azote se produit d'abord à partir des fluides tissulaires, car ils ont le coefficient de sursaturation en azote le plus bas, puis peut également se produire dans la circulation sanguine (à partir du sang). L'accident de décompression se traduit principalement par la survenue de douleurs aiguës dans les muscles, les os et les articulations. Chez les personnes, cette maladie est très justement appelée "pause". À l'avenir, les symptômes se développent en fonction de la localisation des emboles vasculaires (marbrure cutanée, paresthésie, parésie, paralysie, etc.).
La décompression est un moment crucial dans un tel travail et prend un temps considérable. Le programme de travail dans le caisson à une pression égale à trois atmosphères supplémentaires (3 ATM) est le suivant :
La durée du demi-poste complet est de 5 heures 20 minutes.
Période de compression - 20 min.
Travail dans le caisson - 2 heures 48 minutes.
Période de décompression - 2 h 12 min.
Naturellement, lorsque vous travaillez dans des caissons avec une pression plus élevée, la période de décompression est considérablement allongée et, par conséquent, réduite.
La période de travail dans la chambre de travail.
2. Mouvement d'air. En raison du chauffage inégal de la surface de la terre, des endroits à haute et basse pression atmosphérique sont créés, ce qui, à son tour, entraîne le mouvement des masses d'air.
Le mouvement de l'air contribue au maintien de la constance et de la relative homogénéité du milieu aérien (équilibrage des températures, mélange des gaz, dilution des pollutions), et contribue également au dégagement de chaleur par le corps. La soi-disant "rose des vents", qui est une représentation graphique de la fréquence de la direction du vent dans une zone donnée sur une certaine période de temps, revêt une importance particulière dans la planification des zones peuplées. Lors de la planification du territoire des zones peuplées, la zone industrielle doit être située du côté sous le vent par rapport à la zone résidentielle. La vitesse du mouvement de l'air dans l'atmosphère peut varier d'un calme complet à des ouragans (plus de 29 m/s). Dans les locaux résidentiels et publics, la vitesse de l'air est normalisée entre 0,2 et 0,4 m/s. Une vitesse d'air trop faible indique une mauvaise ventilation de la pièce, élevée (plus de 0,5 m / s) - crée une sensation désagréable de courant d'air.
3. Humidité de l'air. L'air de la troposphère contient une quantité importante de vapeur d'eau, qui se forme à la suite de l'évaporation de la surface de l'eau, du sol, de la végétation, etc. Ces vapeurs passent d'un état d'agrégation à un autre, affectant la dynamique globale de l'humidité de l'atmosphère. La quantité d'humidité dans l'air diminue rapidement avec l'altitude. Ainsi, à une altitude de 8 km, l'humidité de l'air n'est que d'environ 1 % de la quantité d'humidité déterminée au niveau du sol.
Pour l'homme, le plus important est l'humidité relative de l'air, qui indique le degré de saturation de l'air en vapeur d'eau. Il joue un rôle important dans la mise en place de la thermorégulation de l'organisme. La valeur optimale de l'humidité relative de l'air est considérée comme étant de 40 à 60%, acceptable - 30 à 70%. À faible humidité de l'air (15-10%), une déshydratation plus intense du corps se produit. Dans le même temps, une soif accrue, une sécheresse des muqueuses des voies respiratoires, l'apparition de fissures sur celles-ci avec des phénomènes inflammatoires ultérieurs, etc. sont subjectivement ressenties. Ces sensations sont particulièrement douloureuses chez les patients fébriles. Par conséquent, une attention particulière doit être accordée aux conditions microclimatiques dans les services de ces patients. Une humidité élevée de l'air nuit à la thermorégulation du corps, rendant difficile ou intensifiant le transfert de chaleur en fonction de la température de l'air (voir ci-dessous les questions de thermorégulation).
4. Température de l'air. L'homme s'est adapté à l'existence dans certaines valeurs de température. À la surface de la terre, la température de l'air, en fonction de la latitude de la région et de la saison de l'année, fluctue d'environ 100 ° C. Au fur et à mesure que vous montez en hauteur, la température de l'air diminue progressivement (d'environ 0,56 ° C pour chaque 100 m de dénivelé positif). Cette valeur est appelée gradient de température normal. Cependant, en raison des conditions météorologiques particulières (faible nébulosité, brouillard), ce gradient de température est parfois violé et la soi-disant inversion de température se produit, lorsque les couches supérieures de l'air deviennent plus chaudes que les couches inférieures. Ceci est particulièrement important pour résoudre les problèmes liés à la pollution de l'air.
L'apparition d'une inversion de température réduit les possibilités de dilution des polluants émis dans l'air et contribue à la création de fortes concentrations.
Pour considérer l'influence de la température de l'air sur le corps humain, il est nécessaire de rappeler les principaux mécanismes de thermorégulation.
Thermorégulation. L'une des conditions les plus importantes pour le fonctionnement normal du corps humain est de maintenir une température corporelle constante. Dans des conditions normales, une personne perd en moyenne environ 2400-2700 kcal par jour. Environ 90% de cette chaleur est dégagée vers l'environnement extérieur par la peau, les 10 à 15% restants sont dépensés pour chauffer les aliments, les boissons et l'air inhalé, ainsi que pour l'évaporation de la surface des muqueuses des voies respiratoires , etc. Par conséquent, le moyen le plus important de transfert de chaleur est la surface du corps. De la surface du corps, la chaleur est dégagée sous forme de rayonnement (rayonnement infrarouge), de conduction (par contact direct avec les objets environnants et une couche d'air adjacente à la surface du corps) et d'évaporation (sous forme de sueur ou d'autres liquides).
Dans des conditions de confort normales (à température ambiante dans des vêtements légers), le rapport du degré de transfert de chaleur par ces méthodes est le suivant :
1. Rayonnement - 45 %
2. Détention - 30 %
3. Évaporation - 25%
En utilisant ces mécanismes de transfert de chaleur, le corps peut largement se protéger de l'exposition à des températures élevées et éviter la surchauffe. Ces mécanismes de thermorégulation sont appelés physiques. En plus d'eux, il existe également des mécanismes chimiques, qui résident dans le fait que lorsqu'ils sont exposés à des températures basses ou élevées, les processus métaboliques du corps changent, entraînant une augmentation ou une diminution de la production de chaleur.
L'effet complexe des facteurs météorologiques sur le corps. La surchauffe se produit généralement lorsque la température ambiante est élevée en combinaison avec une humidité élevée. Avec de l'air sec, les températures élevées sont beaucoup plus faciles à supporter, car dans ce cas une partie importante de la chaleur est dégagée par évaporation. Lors de l'évaporation de 1 g de sueur, environ 0,6 kcal sont consommés. Le transfert de chaleur est particulièrement bon s'il est accompagné d'un mouvement d'air. Ensuite, l'évaporation se produit le plus intensément. Cependant, si la température élevée de l'air s'accompagne d'une humidité élevée, l'évaporation de la surface du corps ne se produira pas assez intensément ou s'arrêtera complètement (l'air est saturé d'humidité). Dans ce cas, le transfert de chaleur ne se produira pas et la chaleur commencera à s'accumuler dans le corps - une surchauffe se produira. Il existe deux manifestations de surchauffe : l'hyperthermie et la maladie convulsive. Avec l'hyperthermie, on distingue trois degrés : a) léger, b) modéré, c) sévère (coup de chaleur). La maladie convulsive survient en raison d'une forte diminution des chlorures dans le sang et les tissus corporels, qui sont perdus lors d'une transpiration intense.
Hypothermie. Les basses températures combinées à une faible humidité relative et à une faible vitesse de l'air sont bien tolérées par les humains. Cependant, les basses températures combinées à une humidité élevée et à la vitesse de l'air créent des opportunités d'hypothermie. En raison de la conductivité thermique élevée de l'eau (28 fois supérieure à celle de l'air) et de sa capacité thermique élevée, dans des conditions d'air humide, le transfert de chaleur par conduction thermique augmente fortement. Ceci est facilité par l'augmentation de la vitesse de l'air. L'hypothermie peut être générale et locale. L'hypothermie générale contribue à l'apparition de rhumes et de maladies infectieuses en raison d'une diminution de la résistance globale de l'organisme. L'hypothermie locale peut entraîner des frissons et des engelures, les extrémités étant les plus touchées ("pied de tranchée"). Avec un refroidissement local, des réactions réflexes peuvent également se produire dans d'autres organes et systèmes.
Ainsi, il devient clair qu'une humidité élevée de l'air joue un rôle négatif dans la thermorégulation à la fois à haute et à basse température, et qu'une augmentation de la vitesse de l'air contribue généralement au transfert de chaleur. L'exception est lorsque la température de l'air est supérieure à la température corporelle et que l'humidité relative atteint 100%.
Dans ce cas, une augmentation de la vitesse de circulation de l'air n'entraînera pas d'augmentation du transfert de chaleur ni par la méthode d'évaporation (l'air est saturé d'humidité) ni par la méthode de conduction (la température de l'air est supérieure à la température de surface du corps ).
réactions météotropes. Les conditions météorologiques ont un impact significatif sur l'évolution de nombreuses maladies. Dans les conditions de la région de Moscou, par exemple, chez près de 70% des patients cardiovasculaires, la détérioration du temps coïncide avec des périodes de changements importants des conditions météorologiques. Une relation similaire a été notée par de nombreuses études menées dans presque toutes les régions climatiques et géographiques, tant dans notre pays qu'à l'étranger. Les personnes souffrant de maladies pulmonaires chroniques non spécifiques se distinguent également par une sensibilité accrue aux intempéries. Ces patients ne tolèrent pas les conditions météorologiques avec une humidité élevée, des changements brusques de température, des vents forts. La relation avec les conditions météorologiques pour l'évolution de la maladie avec l'asthme bronchique est très prononcée. Cela se reflète même dans la répartition géographique inégale de cette maladie, qui est plus fréquente dans les zones au climat humide et aux changements climatiques contrastés. Ainsi, par exemple, dans les régions du nord, dans les montagnes et dans le sud de l'Asie centrale, l'incidence de l'asthme bronchique est 2 à 3 fois plus faible que dans les pays baltes. L'hypersensibilité aux conditions météorologiques et à leur évolution chez les patients atteints de maladies rhumatismales est également bien connue. L'apparition de douleurs rhumatismales dans les articulations, précédant ou accompagnant un changement de temps, est devenue l'un des exemples classiques d'une réaction météopathique. Ce n'est pas un hasard si de nombreux patients atteints de rhumatismes sont désignés au sens figuré comme des "baromètres vivants". Les patients atteints de diabète, de maladies neuropsychiatriques et d'autres maladies réagissent souvent aux conditions météorologiques changeantes. Il existe des preuves de l'influence des conditions météorologiques sur la pratique chirurgicale. Il a été noté, en particulier, que dans des conditions météorologiques défavorables, l'évolution et l'issue de la période postopératoire s'aggravent chez les patients cardiovasculaires et autres.
Le point de départ pour justifier et mettre en œuvre des mesures préventives en cas de réactions météotropes est une évaluation médicale du temps. Il existe plusieurs types de classification des types de temps dont la plus simple est la classification selon G.P. Fedorov. Selon cette classification, on distingue trois types de temps :
1) Optimal - fluctuations de température quotidiennes jusqu'à 2 ° C, vitesse
Mouvement d'air jusqu'à 3 m/s, changement de pression atmosphérique jusqu'à 4 mbar.
2) Irritant - fluctuations de température jusqu'à 4 ° C, vitesse de l'air jusqu'à 9 m / s, changement de pression atmosphérique jusqu'à 8 mbar.
3) Aigu - fluctuations de température de plus de 4 ° C, vitesse de l'air de plus de 9 m / s, changements de pression atmosphérique de plus de 8 mbar.
Dans la pratique médicale, il est souhaitable de produire une prévision météorologique médicale basée sur cette classification et de prendre les mesures préventives appropriées.
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