Что сжимается вода или воздух

Содержание

Основные понятия о жидкости и сжатом воздухе
Охлаждение. Вода или воздух?
почему когда в бутылку наливаешь воду не можешь сжать а когда воздух можеш
Архимедова сила: что это такое и как действует
«Эврика!» Открытие закона Архимеда
Формула силы Архимеда
Как действует сила Архимеда
Сила Архимеда в жидкости: почему корабли не тонут
Сила Архимеда в газах: почему летают дирижабли
Когда сила Архимеда не работает
Интересное по рубрике
Найдите необходимую статью по тегам
Подпишитесь на нашу рассылку
Мы в инстаграм
Рекомендуем прочитать
Реальный опыт семейного обучения

Основные понятия о жидкости и сжатом воздухе

Жидкости являются телами, которые имеют почти постоянный объем, но не имеют постоянной формы.

Жидкости разделяются на вязкие и невязкие. К вязким жидкостям относятся: глицерин, машинное масло, олифа и др. Невязкими и текучими жидкостями являются: вода, бензин, спирт и др. При нагревании жидкости расширяются в объеме: например, вода расширяется на 0,0006, глицерин на 0,0003, керосин на 0,001 своего первоначального объема при повышении температуры на Г. С увеличением давления жидкость незначительно сжимается, т. е. уменьшается в объеме. При давлении в 1 атмосферу вода сжимается на 0,00005 своего первоначального объема. Величина эта так незначительна, что практически можно считать жидкости несжимаемыми.

Сжатый воздух, которым пользуются в качестве механической движущей силы для приведения в действие машин, вырабатывается из атмосферного воздуха.

Как все газы, так и атмосферный воздух обладает способностью сжиматься. На этом важном свойстве — способности к сжатию атмосферного воздуха — и основан способ получения сжатого воздуха и его применение в промышленности.

Сжатие атмосферного воздуха производится особыми машинами, называемыми компрессорами.

Существуют компрессоры поршневые и турбинные, резко отличающиеся по своему устройству и принципу работы. Поршневые компрессоры строят одноступенчатыми, двухступенчатыми и многоступенчатыми.

Одноступенчатыми они называются потому, что воздух сжимается в них до рабочего давления в 6—7 ат за один прием — одну ступень. В двухступенчатых компрессорах воздух до рабочего давления сжимается в два приема — две ступени. Процесс сжатия воздуха в двухступенчатом компрессоре производится сначала в первом цилиндре до 4 от, а потом через промежуточный охладитель переходит во второй, в котором он подвергается вторичному сжатию до 7 ат.

При потреблении сжатого воздуха, превышающего давление 6—7 ат, применяют многоступенчатые компрессоры. Давление в них может быть доведено до 150 ат.

Для получения сжатого воздуха высокого давления применяются турбинные компрессоры. Турбинные компрессоры имеют ряд преимуществ перед поршневыми компрессорами, они конструктивно более совершенны, надежны в действии и более компактны. Но турбинные компрессоры более дорогие как по стоимости, так и по эксплуатационным расходам, поэтому они применяются обычно при большом потреблении сжатого воздуха.

Атмосферный воздух в компрессорах подвергается сжатию. Степень сжатия зависит исключительно от количества затраченной для этого энергии. Чем больше будет затрачено энергии, тем сильнее будет сжат атмосферный воздух.

При сжатии воздух уменьшается в объеме и занимает меньше места: объем сжатого воздуха много меньше объема атмосферного воздуха. Сжатый до определенного давления воздух обладает большой упругостью. Эта упругость сжатого воздуха есть не что иное, как запасенная частицами воздуха энергия давления. Чем больше будет сжат воздух, тем больше, в силу своей упругости, он будет стремиться к расширению. Воздух, освобождаясь от сжатия, стремится к быстрому расширению и этим производит определенную работу. Энергия при превращении в работу широко используется в пневматических инструментах и машинах. Подача сжатого воздуха от компрессоров к необходимым местам производится по трубопроводам.

Источник

Охлаждение. Вода или воздух?

После многих лет работы с водой в системах охлаждения радиоэлектронных изделий (Вакуумных ламп и тиратронов), где отводимая мощность измерялась более чем киловаттами, у меня сложилось определенное отношение к воде.
И не потому что поддон для сбора воды это обычное явление в этих системах, на моем сайте в разделе «Охлаждение» http://electrosad.narod.ruничего не говорится об этих системах.
Вода, конечно, позволяет отводить много больше тепла, чем воздух (около 4000 раз), тому подтверждение и ее теплоемкость. Казалось бы, ставь водяную систему охлаждения и вперед. Гони, сколько хочешь. Менее 0,01 л/мин воды достаточно для отвода тепла от охладителя. Это совсем небольшая помпа которая нужна больше для преодоления сопротивления длинных трубок, да и шумит она чуть-чуть, но тоже шумит.
Но реальную мощность 60 – 80 – 100 Вт (у кого какая), надо все-таки отводить. Что получаем в результате? Тот же шум что раньше был у воздушного кулера процессора на внешнем теплообменнике.
Но посмотрим данные:

Более новые модели имеют несколько меньший уровень шума (порядка 38,3дб при не лучшем тепловом сопротивлении 0,37 К/Вт), но согласитесь разница небольшая.
Получается, при хорошем теплосъеме — по шуму выигрыш водянки небольшой.

Теперь еще об одном явлении, с которым не стакивается ни один начинающий применять воду.
Это микроорганизмы.
В практически любой воде есть жизнь – в ней обитают всевозможные микроорганизмы: бактерии, вирусы, простейшие, водоросли, грибки. Некоторые виду живут в самых агрессивных средах.
Для защиты от микроорганизмов производители применяют химические добавки к воде, мы раньше применяли 18% раствор этилового спирта. С большинством микроорганизмов это помогает, причем какое-то время. Поскольку добавки имеют свойство со временем снижать свою концентрацию.
Так что через определенное время, а некоторые микроорганизмы и сразу, начинают активно размножаться в системе. Для этого надо проводить периодическую промывку системы.
Это минус, да еще какой!
Когда чистить пыль недосуг, кому захочется возиться с водой, вот тогда то и потребуются поддоны!
А недоработки тоже заставляют задуматься. Вода при нагреве имеет свойство расширяться. Поэтому все водяные системы в обязательном порядке должны быть снабжены расширительным сосудом. Иногда используют так называемый «уравнительный резервуар», но это не совсем то. Видел только несколько систем которые сделаны как положено, но их цены впечатляют.
Вот это: шум, вода, регулярная замена ее, цена и недоработки большинства систем и останавливают меня от применения ВОДЫ.

Источник

почему когда в бутылку наливаешь воду не можешь сжать а когда воздух можеш

всякую ярунду не пишити будуту помогать помогайте

Потому что расстояния между молекулами в жидкостях очень маленькие, а в газах — просто громадные по сравнению с размерами молекул. Поэтому жидкость сжать очень трудно, почти невозможно, молекулам деваться некуда. А газ сжать сравнительно легко — просто расстояния между молекулами газа уменьшатся. Как видишь, объяснить-то тебе эту простую вещь до меня наши «умники» не смогли.. . Они тебе, вишь, говорят, что жидкость не сжимается, сжимаемость, мол, там почти нулевая, но ты-то спрашиваешь, почему это происходит.. . Вот поэтому.

ну для начала тебе стоит понять есть ли у тебя мозги.

Пионэр задал нормальный вопрос, познает мир ёмаё, а вы «мозгов нет». У вас их тоже когда-то не было. Общая суть ответа будет такая — сжатие веществ зависит от двух факторов: 1. уменьшение расстояния между молекулами 2. уменьшение расстояния между элементами образующими молекулу вещества.
Ну, понятно, что если мы поменяем расстояние между элементами в молекуле, то молекула разрушится. Да и сила внутримолекулярной связи столь велика.. . короче невозможно это :))))))
А вот межмолекулярные связи намного слабее. В газе, молекулы которого находятся далекооо друг от друга — придвинуть их друг к дружке легко, поэтому газы хорошо сжимаются. Молекулы же воды лежат плотно друг к другу, одна на другой и ни в какую не хотят при сжатии прижиматься еще ближе — поэтому воду практически невозможно сжать.

потому что есть такое понятие сжимаемость — способность вещества изменять свой объем под воздействием внешнего давления
у газов высокая сжимаемость
а у жидкостей она почти нулевая

Источник

Архимедова сила: что это такое и как действует

Рассказываем, почему железные корабли не тонут, а воздушные шары летают, что такое «эврика» и при чём здесь Дональд Дак.

Гениальный учёный Архимед, живший в древнегреческих Сиракузах в III веке до нашей эры, прославился среди современников как создатель оборонительных машин, способных перевернуть боевой корабль. Другое его изобретение, «Архимедов винт», по сей день остаётся важнейшей деталью гигантских буровых установок и кухонных мясорубок. Мир обязан Архимеду революционными открытиями в области оптики, математики и механики.

Его личность окутана легендами, порой весьма забавными. С одной из них мы и начнём нашу статью.

«Эврика!» Открытие закона Архимеда

Однажды царь Сиракуз Гиерон II обратился к Архимеду с просьбой установить, действительно ли его корона выполнена из чистого золота, как утверждал ювелир. Правитель подозревал, что мастер прикарманил часть драгоценного металла и частично заменил его серебром.

В те времена не существовало способов определить химический состав металлического сплава. Задача поставила учёного в тупик. Размышляя над ней, он отправился в баню и лёг в ванну, до краёв наполненную водой. Когда часть воды вылилась наружу, на Архимеда снизошло озарение. Такое, что учёный голышом выскочил на улицу и закричал «Эврика!», что по-древнегречески означает «Нашёл!».

Он предположил, что вес вытесненной воды был равен весу его тела, и оказался прав. Явившись к царю, он попросил принести золотой слиток, равный по весу короне, и опустить оба предмета в наполненные до краёв резервуары с водой. Корона вытеснила больше воды, чем слиток. При одной и той же массе объём короны оказался больше, чем объём слитка, а значит, она обладала меньшей плотностью, чем золото. Выходит, царь правильно подозревал своего ювелира.

Так был открыт принцип, который теперь мы называем законом Архимеда:

На тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости или газа в объёме погружённой части тела.

Эта выталкивающая сила и называется силой Архимеда.

Формула силы Архимеда

На любой объект, погружённый в воду, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной им жидкости. Таким образом, вес объекта, погружённого в воду, будет отличаться от его веса в воздухе в меньшую сторону. Разница будет равна весу вытесненной воды.

Чем больше плотность среды — тем меньше вес. Именно поэтому погрузившись в воду, мы можем легко поднять другого человека.

Выталкивающая сила зависит от трёх факторов:

плотности жидкости или газа (p);
ускорения свободного падения (g);
объёма погружённой части тела (V).

Сопоставив эти данные, получаем формулу:

Как действует сила Архимеда

Поскольку сила Архимеда, действующая на тело, зависит от объёма его погружённой части и плотности среды, в которой оно находится, можно рассчитать, как поведёт себя то или иное тело в определённой жидкости или газе.

Если плотность тела меньше плотности жидкости или газа — оно будет плавать на поверхности.

Если плотности тела и жидкости или газа равны — тело будет находиться в безразличном равновесии в толще жидкости или газа.

Если плотность тела больше, чем плотность жидкости или газа, — оно уйдёт на дно.

Сила Архимеда в жидкости: почему корабли не тонут

Корпус корабля заполнен воздухом, поэтому общая плотность судна оказывается меньше плотности воды, и сила Архимеда выталкивает его на поверхность. Но если корабль получит пробоину и пространство внутри заполнится водой, то общая плотность судна увеличится, и оно утонет.

В подводных лодках существуют специальные резервуары, заполняемые водой или сжатым воздухом в зависимости от того, нужно ли уйти на глубину или подняться ближе к поверхности. Тот же самый принцип используют рыбы, наполняя воздухом специальный орган — плавательный пузырь.

На тело, плотно прилегающее ко дну, выталкивающая сила не действует. Это учитывают при подъёме затонувших кораблей. Сначала судно слегка приподнимают, позволяя воде проникнуть под него. Тогда давление воды начинает действовать на корабль снизу.

Но чтобы поднять корабль на поверхность, необходимо уменьшить его плотность. Разумеется, воздух в получившем пробоину корпусе не удержится. Поэтому его заполняют каким-нибудь лёгким веществом, например, шариками пенополистирола.

Примечательно, что эта идея впервые пришла в голову не учёным, а авторам диснеевского комикса, в котором Дональд Дак таким образом поднимает со дна яхту Скруджа Макдака. Датский инженер Карл Кройер (Karl Krøyer), впервые применивший метод на практике, по собственному признанию вдохновлялся «Утиными историями».

Сила Архимеда в газах: почему летают дирижабли

В воздухе архимедова сила действует так же, как в жидкости. Но поскольку плотность воздуха обычно намного меньше, чем плотность окружённых им предметов, выталкивающая сила оказывается ничтожно мала.

Впрочем, есть исключения. Воздушный шарик, наполненный гелием, стремится вверх именно потому, что плотность гелия ниже, чем плотность воздуха. А если наполнить шар обычным воздухом — он упадёт на землю. Плотность воздуха в нём будет такая же, как у воздуха снаружи, но более высокая плотность резины обеспечит падение шарика.

Этот принцип используется в аэростатах — воздушные шары и дирижабли наполняют гелием или горячим воздухом (чем горячее воздух, тем ниже его плотность), чтобы подняться, и снижают концентрацию гелия (или температуру воздуха), чтобы спуститься. На них действует та же выталкивающая сила, что и на подводные лодки. Именно поэтому перемещения на аэростатах называют воздухоплаванием.

Учите физику вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду PHYSICS72021 вы получите бесплатный доступ к курсу физики 7 класса, в котором изучается архимедова сила.

Когда сила Архимеда не работает

Если тело плотно прилегает к поверхности. Если между телом и поверхностью нет жидкости или газа — нет и выталкивающей силы. Именно поэтому подводным лодкам нельзя ложиться на илистое дно — мощности их двигателей не хватит, чтобы преодолеть давление толщи воды сверху.
В невесомости. Наличие веса у жидкости или газа — обязательное условие для возникновения архимедовой силы. В состоянии невесомости горячий воздух не поднимается, а холодный не опускается. Поэтому на МКС создают принудительную конвекцию воздуха с помощью вентиляторов.
В растворах и смесях. Если в воду налить спирт, на него не будет действовать сила Архимеда, хотя плотность спирта меньше плотности воды. Поскольку связь между молекулами спирта слабее, чем связь молекул воды, он растворится в воде, и образуется новая жидкость — водный раствор спирта.