BÀI 17 - ÁP SUẤT CHẤT LỎNG VÀ CHẤT KHÍ

KHỞI ĐỘNG

Câu hỏi: Đổ đầy nước vào một quả bóng cao su và buộc kín đầu bóng, khi đó quả bóng căng lên. Nếu ấn tay vào quả bóng, ta có thể cảm nhận được một lực đẩy tác dụng lên ngón tay hoặc nếu bóp quá mạnh, quả bóng có thể bị vỡ. Vì sao như vậy?

Trả lời:

Khi quả bóng cao su được đổ đầy nước, và buộc chặt lượng nước tác động vào mặt bên trong tạo ra áp suất làm căng quả bóng lên lúc đó quả bóng bay đã được kéo dãn ra nếu dùng tay bóp quá mạnh quả bóng sẽ vỡ do nước cùng không khí bên trong áp suất và bị ép

I. ÁP SUẤT CHẤT LỎNG 

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

Câu hỏi 1: Một chất lỏng đựng trong bình chứa có gây ra áp suất lên đáy bình không? Vì sao?

Trả lời:

Một chất lỏng đựng trong bình chứa có gây ra áp suất lên đáy bình do có trọng lượng.

Câu hỏi 2: Vì sao khi bóp ở giữa thì hai đầu quả bóng ở hình 17.4 lại căng tròn? 

Trả lời:

Khi bóp ở giữa thì lượng không khí ở giữa quả bóng phân tán sang hai bên đầu quả bóng, lượng không khí tăng và hai đầu căng tròn.

2. Sự truyền áp suất chất lỏng 

Câu hỏi 3: Nêu ví dụ về áp suất tác dụng vào chất lỏng được truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng.

Trả lời:

Lấy 1 quả bóng chứa đầy nước và tạo các lỗ khác nhau ở các vị trí khác nhau và nhấn quả bóng, chúng ta có thể thấy rằng nước chảy ra. Như vậy áp suất tác dụng vào chất lỏng được truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng.

II. ÁP SUẤT CHẤT KHÍ 

1. Áp suất khí quyển 

Câu hỏi 4: Không khí có tác dụng áp suất lên thành bình và lên các vật ở trong nó giống như chất lỏng không?

Trả lời:

Không khí có tác dụng áp suất lên thành bình và lên các vật ở trong nó.

Luyện tập 1: Nêu ví dụ thực tế chứng tỏ sự tồn tại của áp suất khí quyển.

Trả lời:

Các bình pha trà thường có một lỗ nhỏ trên nắp để thông với khí quyển, như thế sẽ rót nước dễ hơn.

Luyện tập 2: Tính áp lực do khí quyển tác dụng lên một mặt bàn có kích thước 60 cm x 120 cm. Để tạo ra một áp lực tương tự, ta phải đặt lên mặt bàn một vật có khối lượng bao nhiêu?

Trả lời:

Ta có suất khí quyển = áp suất thủy ngân trong ống 

Quy đổi đơn vị:

760 mmHg = 103360 N/m²

60 cm = 0,6 m

120 cm = 1,2 m 

Diện tích của mặt bàn là S = 0,6 x 1,2 = 0,72 m²

Áp lực do khí quyển tác dụng lên một mặt bàn là:

F = S x p = 0,72 x 103360 = 74419,2 N/m²

Để tạo ra một áp lực tương tự, ta phải đặt lên mặt bàn một vật có khối lượng

m =    = 7441,92 kg.

2. Áp suất không khí trong đời sống 

Câu hỏi 5: Ta cũng có thể cảm nhận thấy tiếng động mạnh trong tai trong trường hợp máy bay đang giảm độ cao để hạ cánh nhanh hay xe đi từ núi cao xuống. Giải thích hiện tượng này.

Trả lời:

Khi đi máy bay, trong giai đoạn máy bay cất cánh hoặc khi đi ô tô lên vùng núi cao mà độ cao tăng đột ngột, ta thường có cảm giác hơi đau tức tai, đôi khi còn nghe thấy tiếng động trong tai. Nguyên nhân của hiện tượng này là 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 (áp suất ở tại giữa cao hơn áp suất ở tại 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.

Luyện tập 3: Vì sao không sử dụng được giác mút với tường nhám?

Trả lời:

Vì khi ấn giác mút thì không khí bên trong sẽ không thoát ra ngoài do có bề mặt gồ ghề của tường nhám.

Luyện tập 4: Một số bình xịt đã cạn dung dịch, khi ấn nút xịt, ta có thể nghe thấy tiếng xì mạnh. Vì sao?

Trả lời:

Vì áp suất của khí trong bình lớn hơn áp suất khí quyển.

Vận dụng: Nêu và phân tích một số ứng dụng về áp suất không khí trong đời sống.

Trả lời:

• Các bình uống nước thường có một lỗ nhỏ trên nắp để rót nước dễ hơn. Vì có lỗ thủng trên nắp nên khí trong bình thông với khí quyển, áp suất khí trong bình cộng với áp suất nước trong bình lớn hơn áp suất khí quyển bên ngoài giúp nước dễ dàng chảy ra.
• Bộ đồ áo giáp của phi hành gia. Trong cơ thể của con người và cả máu đều có không khí. Áp suất của không khí bên trong con người bằng áp suất khí quyển. Con người sống trong sự cân bằng giữa áp suất bên trong và bên ngoài cơ thể.
• Khi con người từ tàu vũ trụ bước ra khoảng không, áp suất từ bên ngoài tác dụng lên cơ thể là rất nhỏ, có thể xấp xỉ bằng 0. Con người không thể chịu được sự phá vỡ cân bằng áp suất như vậy. Áo giáp của nhà du hành có tác dụng giữ áp suất bên trong áo giáp có độ lớn xấp xỉ bằng áp suất khí quyển bình thường trên mặt đất.