Nội dung chính vật lí 8 cánh diều Bài 17: Áp suất trong chất lỏng và trong chất khí

BÀI 17: ÁP SUẤT CHẤT LỎNG VÀ CHẤT KHÍ

1. ÁP SUẤT CHẤT LỎNG
2. Chất lỏng gây ra áp suất lên đáy bình, thành bình và các vật ở trong nó

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

Khi lấy tay bóp giữa quả bóng làm lượng nước dồn về hai đầu bóng nên áp suất ở hai đầu bóng tăng lên làm cho nó bị căng phồng.

- Khi đặt một vật trên bàn, do có trọng lượng, vật sẽ tác dụng một áp suất lên mặt bàn (hình 17.1).

- Một khối chất lỏng đựng trong bình chứa, do có trọng lượng nên cũng gây ra áp suất lên đáy bình (hình 17.2). Chiều cao của khối chất lỏng trong bình càng lớn, trọng lượng của nó càng lớn nên áp suất của nó tác dụng lên đáy bình càng lớn. Nói cách khác, áp suất chất lỏng tăng theo độ sâu.

- Áp suất chất lỏng cũng tác dụng lên cả thành bình chứa nó (hình 17.3).

2. Sự truyền áp suất chất lỏng

+ Từ số chỉ của 3 áp kể, ta thấy áp suất tác dụng từ bên ngoài được truyền đi theo các hướng khác nhau. Tại cùng một độ sâu của chất lỏng, các giá trị áp suất này là như nhau.

+ Nguyên tắc hoạt động của máy nén thủy lực: Khi tác dụng lực f lên diện tích s, tác là đã tác dụng một áp suất từ bên ngoài lên chất lỏng. Áp suất này được truyền đi nguyên vẹn, tác dụng lực F lên diện tích S. Chênh lệch giữa s và S càng nhiều thì chênh lệch giữa f và F càng lớn. Vì vậy chỉ cần tác dụng lực f có giá trị nhỏ cũng có thể gây ra lực F có giá trị lớn.

+ Các ví dụ về áp suất tác dụng từ bên ngoài lên chất lỏng được truyền nguyên vẹn theo mọi hướng: Bóp ống thuốc đánh răng, Đài phun nước, Hệ thống phanh thủy lực,…

- Áp suất tác dụng vào chất lỏng sẽ được truyền đi nguyên vẹn theo mọi hướng.

1. ÁP SUẤT CHẤT KHÍ
2. Áp suất khí quyển

Không khí có tác dụng áp suất lên thành bình và lên các vật ở trong nó giống như chất lỏng vì không khí có trọng lượng và chiếm toàn bộ thể tích của không gian chứa.

- Chất khí cũng tác dụng áp suất lên các vật ở trong nó và lên thành bình. Trái Đất được bao quanh bởi khí quyển, một lớp không khí dày cỡ hàng nghìn km. Vì chất khí có trọng lượng nên mọi vật trên Trái Đất đều chịu áp suất của lớp không khí này, gọi là áp suất khí quyển.

- Áp suất khí quyển cũng tác dụng lên mọi vật và truyền theo mọi hướng.

- Áp suất khí quyển ở gần mặt đất là lớn nhất và có giá trị khoảng 100 000 Pa. Càng lên cao, áp suất khí quyển càng giảm.

2. Áp suất không khí trong đời sống
3. a) Sự tạo thành tiếng động trong tai khi chịu sự thay đổi đột ngột của áp suất

- Tai là một cơ quan phức tạp với ba phần khác nhau: tai ngoài, tai giữa, tai trong (hình 17.8)

- Khi đi máy bay hoặc đi ô tô lên vùng núi cao, ta thường có cảm giác hơi đau nhức tai, đôi khi còn nghe thấy tiếng động trong tai. 

- Nguyên nhân 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, 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.

- Trường hợp máy bay đang giảm nhanh độ cao để hạ cánh hay xe đi từ núi cao xuống khi đó áp suất không khí tăng đột ngột, làm mất cân bằng áp suất giữa tai giữa và tai ngoài (áp suất ở tai ngoài cao hơn áp suất ở tai giữa) khiến màng nhĩ bị đẩy về phía trong. Nếu vòi nhĩ mở, thông tai giữa với họng hầu làm tăng áp suất không khí ở tai giữa, màng nhĩ bị đẩy nhanh chóng về vị trí cũ. Sự di chuyển nhanh của màng nhĩ gây nên tiếng động trong tai.

1. b) Giác mút

- Giác mút làm bằng chất dẻo, có hình dạng tròn lõm (hình 17.9). 

- Ấn giác mút lên một bề mặt nhẵn để đẩy bớt không khí trong giác mút ra ngoài, làm giảm áp suất khí trong nó. Sau đó thả tay ra, áp suất khí quyển ở bên ngoài lớn hơn áp suất bên trong giác mút. Sự chênh lệch áp suất sẽ làm giác mút dính chặt vào bề mặt đó.

1. c) Bình xịt

- Một số bình xịt như: bình xịt nước hoa, bình xịt muỗi,...sử dụng khí nén để đẩy nước hoa hay dung dịch thuốc ra bên ngoài dưới dạng các giọt nhỏ. 

- Khi trong bình xịt có chứa chất lỏng và chất khi đã bị nén (áp suất cao) (hình 17.10), ta ấn nút ở nắp bình xịt, van nắp bình được mở ra. Áp suất của khí trong bình lớn hơn áp suất khí quyển nên chất lỏng bị đẩy qua ống dẫn, van và vòi xịt ở nắp bình ra ngoài. Khi nhả nút, van đóng lại.

1. d) Tàu đệm khí

- Tàu đệm khí là loại tàu khi hoạt động được nâng lên khỏi mặt đất hay mặt nước nhờ một lớp “đệm khí” (hình 17.11), nhờ đó giảm được ma sát. 

- Hình 17.12 là sơ đồ nguyên lí hoạt động của tàu đệm khí.