Áp suất chất lỏng và chất khí

I. Áp suất chất lỏng

1. Chất lỏng gây ra áp suất lên đáy bình, thành bình và vật ở trong nó

• Khi đặt một vật trên bàn, do có trọng lượng, vật sẽ tác dụng một áp suất lên mặt bàn.

Hình 1: Một vật đặt trên mặt bàn

• Một khối chất lỏng đựng trong bình chứa, do có trọng lượng nên cũng gây ra áp suất lên đáy bình. Áp suất chất lỏng tăng theo độ sâu.

Hình 2: Bình đựng chất lỏng

• Chất lỏng cũng gây ra áp suất lên thành bình.

Ví dụ: Đổ đầy nước vào quả bóng cao su, buộc chặt đầu quả bóng, quả bóng bị căng tròn

Hình 3: Quả bóng cao su chứa nước

• Có nhiều hiện tượng chứng tỏ chất lỏng còn gây ra áp suất lên các vật ở trong chất lỏng.

Ví dụ: Lấy một ống trụ rỗng và một miếng bìa cứng không thấm nước to hơn miệng ống để làm đáy. Gắn một sợi dây vào miếng bìa. Dùng tay kéo sợi dây để miếng bìa đậy kín ống. Nhấn ống vào trong nước rồi buông tay kéo sợi dây, miếng bìa vẫn không rời khỏi đáy kể cả khi quay ống theo các phương khác nhau.

Điều đó chứng tỏ nước gây ra áp suất lên miếng bìa.

a) Ống trụ có miếng bìa ở đáy		b) Ống trụ ở trong nước
Hình 4

2. Sự truyền áp suất chất lỏng

Ví dụ: Dùng một xilanh có pít tông chứa đẩy nước nối với ba áp kế. Đặt khối kim loại lên pít-tông, ta thấy số chỉ của ba áp kế là như nhau.

• Áp suất p tại một điểm ở độ sâu h so với mặt thoáng chất lỏng được tính bằng:

p = d.h

• Trong lòng chất lỏng đứng yên, áp suất tại những điểm có cùng độ sâu như nhau là như nhau.

II - Áp suất khí quyển

1. Áp suất khí quyển

Trái Đất được bao quanh bởi lớp không khí dày hàng ngàn kilômét. Lớp không khí này được gọi là khí quyển.

Hình 5: Ảnh chụp bên ngoài Trái Đất

Thí nghiệm tìm hiểu áp suất khí quyển:

Chuẩn bị: Cốc chứa nước, tờ giấy không thấm nước, ống thuỷ tinh nhỏ hở hai đầu (ống pipet)

Tiến hành:

• Đậy kín một cốc nước đầy bằng một tờ giấy không thấm nước. Từ từ đưa tay nhẹ ra khỏi miệng cốc, quan sát nước có bị chảy ra ngoài không.

Nhận xét: Nước không bị chảy ra ngoài. Do áp suất khí quyển bên ngoài cốc tác dụng lên giấy lớn hơn áp suất của nước bên trong cốc tác dụng lên giấy.

• Cắm ống thuỷ tinh ngập vào nước trong cốc, dùng ngón tay bịt kín đầu trên của ống rồi nhấc lên, nghiêng theo nhiều hướng khác nhau.

Nhận xét: Nước trong ống không chảy ra ngoài. Do áp lực của không khí tác dụng vào nước từ phía dưới lên lớn hơn trọng lượng của cột nước nên nước không chảy ra khỏi ống.

Kết luận: Thí nghiệm trên cùng rất nhiều hiện tượng khác chứng tỏ sự tồn tại của áp suất khí quyển. Áp suất này tác dụng lên mọi vật và truyền theo mọi hướng.

Áp suất khí quyển cũng tăng theo độ sâu giống như áp suất chất lỏng.

Áp suất khí quyển ở gần mặt đất là lớn nhất và có giá trị khoảng 100000 Pa.

2. Áp suất không khí trong đời sống

Sự tạo thành tiếng động trong tai khi chịu sự thay đổi đột ngột của áp suất

• Khi thay đổi áp suất đột ngột, ta thấy có tiếng động trong tai như khi ngồi trên máy bay lúc hạ cánh hoặc cất cánh, khi leo núi cao,...

Hình 6: Người ngồi máy bay

• Nguyên nhân: do khi độ cao tăng quá nhanh, áp suất khí quyển giảm đột ngột, làm mất cân bằng áp suất giữa tai giữa và tai ngoài, đẩy màng nhĩ ra phía ngoài. Nếu vòi nhĩ mở, thông tai giữa với họng hầu làm giảm áp suất không khí ở tai giữa, màng nhĩ bị đẩy nhanh chóng về vị trí cũ. Sự di chuyển nhanh của màng nhĩ tạo nên một "tiếng động" trong tai.

Ứng dụng dựa vào áp suất không khí

Trong đời sống và kĩ thuật có nhiều dụng cụ và máy móc được chế tạo nhờ ứng dụng áp suất không khí.

Ví dụ: giác mút treo tường, bình xịt nước, tàu đệm khí,...

Hình 7: Giác mút treo tường	Hình 8: Bình xịt