Áp Suất Chất Lỏng – Áp Suất Khí Quyển
Tính chất, công thức, định luật Pascal, áp suất khí quyển và các ứng dụng thực tế
Khi nhúng một bình hình trụ có đáy C và các lỗ A, B ở thành bình được bịt bằng màng cao su mỏng vào nước, ta quan sát thấy:
Ba quan sát quan trọng:
- Tất cả các màng cao su ở cả thành bình lẫn đáy bình đều bị biến dạng (móp vào trong) → chất lỏng gây áp suất theo mọi phương.
- Ở cùng độ sâu, khi di chuyển bình đến các vị trí khác nhau, màng cao su biến dạng như nhau → áp suất tại cùng một độ sâu là không đổi.
- Khi nhúng bình sâu hơn, màng cao su biến dạng nhiều hơn → càng sâu, áp suất càng lớn.
• $d$ : trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m³); $d = 10 \times D$
• $h$ : độ sâu tính từ mặt thoáng đến điểm cần tính áp suất (m)
$d = 10 \times 1000 = 10\,000$ N/m³
Áp suất tại đáy: $p = d \times h = 10\,000 \times 1 = 10\,000$ Pa.
Ứng dụng quan trọng – Máy nén thuỷ lực:
Cách hoạt động: Khi tác dụng lực $f$ lên pít-tông nhỏ (diện tích $s$), áp suất $p = \dfrac{f}{s}$ được chất lỏng truyền nguyên vẹn đến pít-tông lớn (diện tích $S$), tạo ra lực nâng $F$.
$f = F \times \dfrac{s}{S} = 10\,000 \times \dfrac{1}{5} = 2000$ N.
Bao bọc quanh Trái Đất là lớp không khí dày tới hàng nghìn ki-lô-mét, gọi là khí quyển. Con người và mọi sinh vật đều sống dưới đáy tầng khí quyển này.
▸ Thí nghiệm chứng minh sự tồn tại của áp suất khí quyển:
(tấm nylon không rơi)
- Thí nghiệm 1 – Cốc nước úp ngược: Rót đầy nước vào cốc, đậy tấm nylon cứng rồi úp ngược → tấm nylon không rơi, nước không chảy ra.
→ Vì áp suất khí quyển từ phía dưới tác dụng lên tấm nylon lớn hơn áp suất nước trong cốc. - Thí nghiệm 2 – Ống thuỷ tinh: Nhúng ống hở hai đầu vào nước, bịt đầu trên rồi kéo ra → nước không chảy dù nghiêng ống theo bất kì phương nào.
→ Áp suất khí quyển từ phía dưới giữ nước lại theo mọi phương.
• Áp suất trên mặt hồ chính là áp suất khí quyển.
• Áp suất tại đáy hồ = áp suất khí quyển + áp suất chất lỏng (do cột nước phía trên).
• Càng lên cao, không khí càng loãng → áp suất khí quyển càng giảm.
• Áp suất khí quyển ở điều kiện tiêu chuẩn (mực nước biển): 76 cmHg = 101 325 Pa ≈ 1 atm.
▸ a) Tiếng động trong tai khi thay đổi áp suất đột ngột
Trong tai có bộ phận gọi là vòi tai (ống nối tai giữa với vòm mũi, họng), có nhiệm vụ cân bằng áp suất hai bên màng nhĩ. Khi áp suất thay đổi đột ngột (máy bay cất/hạ cánh, leo núi cao, đi thang máy nhanh…), vòi tai không phản ứng kịp → mất cân bằng áp suất → màng nhĩ bị đẩy về phía có áp suất nhỏ hơn → gây tiếng động hoặc ù tai.
▸ b) Một số ứng dụng phổ biến
Khi hút không khí, áp suất bên trong hộp giảm xuống nhỏ hơn áp suất khí quyển bên ngoài → áp suất khí quyển ép từ mọi phía → hộp bị bẹp.
▸ Các công thức cần nhớ:
▸ Các lưu ý cần ghi nhớ:
• Tác dụng theo mọi phương, không chỉ xuống đáy bình.
• Cùng độ sâu trong cùng chất lỏng → áp suất bằng nhau.
• Áp suất tỉ lệ thuận với độ sâu (sâu gấp đôi → áp suất gấp đôi).
• Cùng độ sâu, chất lỏng có $D$ lớn hơn → áp suất lớn hơn.
• Áp suất truyền nguyên vẹn theo mọi hướng.
• Áp suất ở pít-tông nhỏ = áp suất ở pít-tông lớn: $\dfrac{f}{s} = \dfrac{F}{S}$.
• $S$ lớn hơn $s$ bao nhiêu lần thì $F$ lớn hơn $f$ bấy nhiêu lần.
• Tác dụng theo mọi phương lên mọi vật trên Trái Đất.
• Càng lên cao → áp suất càng giảm.
• Không tính bằng công thức $p = d \times h$.
• Ở mực nước biển: $76$ cmHg $\approx 101\,325$ Pa $\approx 1$ atm.
• Áp suất chất lỏng: tính bằng công thức $p = dh$, biết chính xác.
• Áp suất khí quyển: không tính bằng công thức này, chỉ biết qua đo (ví dụ bằng ống Torricelli).
Cùng luyện bài Áp suất chất lỏng – khí quyển!
22 câu: 17 trắc nghiệm · 3 đúng/sai · 2 tự luận
Tuyệt vời!
Cô Trần Thị Thanh Thảo
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS
Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu