Сполучені посудини. Манометри

Клас______                                                                                            дата__________

Тема: Сполучені посудини. Манометри

Мета.
Навчальна. З'ясувати закономірність встановлення рівня рідин у сполучених посудинах, пояснити принцип дії водопроводу, шлюзів, гідравлічного пресу.
Розвиваюча. Розвивати творчі здібності та логічне мислення; показати практичну значущість набутих знань.
Виховна. Виховувати культуру оформлення задач.
Тип уроку. Урок вивчення нового матеріалу.
Матеріали для роботи з учнями:
 Відео. Сполучені посудини. Експеримент
                                                 План
1. Перевірка домашнього завдання.
2. Актуалізація опорних знань.
3. Вивчення нового матеріалу.
4. Вчимось розв’язувати задачі.
5. Запитання на закріплення вивченого.
6. Домашнє завдання.
7. Для допитливих.
                                                     Хід уроку
1. Перевірка домашнього завдання.
1. Внаслідок чого створюється атмосферний тиск? Як змінюється атмосферний тиск при збільшенні висоти над Землею?
2. Який тиск називають нормальним атмосферним тиском? Чому він дорівнює?
3. Які прилади використовують для вимірювання атмосферного тиску? Який принцип дії цих приладів?
4. Склянку з водою прикрили цупким папером та перевернули догори дном. Чому вода не виливається з посудини?
5. Сила тиску повітря на поверхню учнівської парти становить понад 70 кН. Чому не спостерігаються наслідки дії цієї сили?
6. Чому з пляшки з газованою водою, яку відкрито в глибокій шахті, не виходять бульбашки газу?
7. Чому пляшки з газованою водою є джерелом небезпеки під час польоту на повітряній кулі?
8. Який барометр є більш чутливим: ртутний чи водяний?

9. Чи можна провести дослід Торрічеллі в умовах невагомості? Відповідь обґрунтуйте.
10. Що притискує до скла (або інших гладких поверхонь) гумові присоски?
11. Де атмосферний тиск є більшим: на першому поверсі хмарочоса чи на сотому?
12. У якій частині трубки Торрічеллі тиск є найвищим? Чому він дорівнює?

2. Актуалізація опорних знань.
1. Чому з крана біжить вода, коли ми його відкриваємо?
2. Чому виливається вода з носика чайника, якщо його нахилити?
 

3. Вивчення нового матеріалу.
                                  Сполучені посудини

Ми з вами знаємо, як поводить себе рідина в одній посудині. А що буде з рідиною, якщо її помістити у дві з’єднані посудини? У три сполучені посудини? Яке практичне застосування цих посудин у побуті і техніці, медицині?

Сполучені посудини - це з’єднані між собою посудини, в яких рідина може вільно перетікати з однієї посудини в іншу.

Закон сполучених посудин: у сполучених посудинах вільні поверхні однорідної речовини встановлюються на одному рівні незалежно від форми посудини, якщо зовнішній тиск для всіх посудин є однаковим. h₁ = h₂

Що відбуватиметься в сполучених посудинах якщо рідини в колінах будуть  різнорідними?

На рівні АВ («нульовий») тиски в трубках однакові.
Друга властивість сполучених посудин:
У відкритих сполучених посудинах стовпчик нерухомої рідини з меншою густиною буде вищим, ніж стовпчик нерухомої рідини з більшою густиною. Відношення висот стовпчиків рідин обернено пропорційне до відношення їхніх густин:

Рідина з більшою густиною завжди опускається на дно.

                                  Використання сполучених посудин
Принцип сполучених посудин широко використовується при створенні різних   технічних пристроїв.
За законами сполучених посудин працюють артезіанські колодязі або свердловини.
Розгалуженою системою сполучених посудин є водонапірна мережа.

Шлюз - це гідротехнічна споруда для переведення суден на річці або каналі з одного рівня на інший.
Щоб не потрапляли неприємні запахи із каналізації до будинку використовують сифон.

                                                            Манометри
Атмосферний тиск вимірюється барометром. А от для вимірювання тисків, більших або менших від атмосферного, використовують манометри (від грецьких слів «манос» - рідкий, щільний та «метрео» - вимірюю).
 

Манометри – це вимірювальні прилади, які призначені для вимірювання тиску або різниці тисків.
Манометри бувають: рідинні та металеві.

Рідинний манометр. Рівень рідини в сполучених посудинах залежить від зовнішнього тиску. Це явище використане для побудови рідинних манометрів — приладів для вимірювання тиску.
Рідинний манометр складається з металевого або дерев’яного вертикального корпусу, на якому закріплена U-подібна скляна трубка й шкала для вимірювання висоти рівня рідини в кожному коліні трубки.

За допомогою гнучкої трубки одне із колін манометра з'єднують з круглою плоскою коробочкою, затягнутою гумовою плівкою. Якщо тиск у лівому і правому колінах однаковий, то рідина встановлюється на одному рівні. Якщо натиснути на плівку, то рівень рідини в коліні манометра, з'єднаному з коробочкою, знизиться, а в іншому — на стільки само підвищиться. Пояснюється це тим, що при натисканні на плівку тиск повітря в коробочці підвищується. Цей надлишковий тиск передається рідині у відповідному коліні, і її рівень знижується. Зниження рівня в цьому коліні буде відбуватися до тих пір, доки
надлишкова сила тиску не зрівноважиться вагою надлишкового стовпа рідини в другому коліні манометра. Тому за різницею висот стовпів рідини в манометрі можна бачити, наскільки тиск на плівку відрізняється від атмосферного.
Металевий манометр. Металеві деформаційні манометри відразу показують вимірюваний тиск.

При збільшенні тиску газу усередині трубки її кінці розпрямляються й викликають зміщення стрілки вправо по шкалі. При зменшенні тиску під дією сил пружності, що діють у стінках трубки, стрілка зміститься у зворотному напрямку. Шкала манометра проградуйована в Паскалях, кіло Паскалях або атмосферах (атм).

4. Вчимось розв’язувати задачі.
Задача 1. В сполучені посудини спочатку налили води, а потім в одне з колін долили гасу. Висота стовпа гасу 20 см. На скільки відрізнятимуться рівні рідин?

5. Запитання на закріплення вивченого.
1. Наведіть приклади сполучених посудин.
2. Сформулюйте основну властивість сполучених посудин.
3. Як поводяться рідини різної густини, налиті в сполучені посудини?
4. Що таке манометр?
5. Як працює відкритий рідинний манометр?
6. Як за допомогою сполучених посудин перевірити, чи є горизонтальним
положення фільонки (лінії, що відокремлює фарбовані панелі від верхньої частини стіни)?

7. Який із рідинних манометрів більш чутливий: ртутний або водяний? Чому?
8. Кран трубки, що з'єднує посудину з манометром, як показано на рисунку, відкрили. Більше або менше атмосферного є тиск повітря в посудині А?

6. Домашнє завдання.
Вивчити § 26, Вправа № 29 (1, 3)

7. Для допитливих.
Наукове відкриття властивостей сполучених посудин датується 1586 р., описані голландським ученим-інженером Сімоном Стевіном. Але ці властивості були відомі ще в стародавній Греції та в античному Римі, де велося будівництво водопроводів, водоочисних споруд, фонтанів, купальнь, спеціальних акваріумів для розведення морських і річкових риб, а також будівництво каналів водовідведень.

Ансамбль парків, палаців, фонтанів Петергоф - єдиний, що працює без насосів і складних водонапірних споруд, використовуючи принцип сполучених посудин.

Система безперервної подачі чорнила у принтерах. СНПЧ - це Система Безперервної Подачі Чорнила із зовнішніх ємностей в друкуючу голову струминного принтера. Принцип роботи СНПЧ – це принцип сполучених посудин - посудина-донор і посудина-акцептор (друкуюча головка) з'єднані спеціальним еластичним капіляром, через який надходять
чорнило в міру його використання в процесі друку.