доклад на тему использование давления воздуха в технических устройствах

Использование давления воздуха в технических устройствах

Простейшее устройство, использующее в своей работе атмосферное давление, - медицинский шприц. Он состоит из прозрачного цилиндра, внутри которого ходит поршень. Когда нам нужно набрать в шприц лекарственный раствор, мы начинаем поднимать поршень. Воздух между дном и поршнем разрежается. И за счёт разницы давлений внутри шприца и наружного атмосферного давления жидкость будет подниматься вверх, пока не заполнит свободное пространство.

Так же поднимается жидкость в пипетке. По такому же принципу устроены доильный аппарат, поилка для птиц, мыльница на присосках, пылесос.

Первым устройством, использующим атмосферное давление, был всасывающий водяной насос. Его изобрёл и описал древнегреческий механик Ктептизий в 1 веке до н.э. В те времена металлов ещё не было, и насосы изготавливались из дерева. Конечно, они часто ломались и были недолговечны. Но их успешно использовали для тушения пожаров. Позднее, когда началась промышленная революция, с таких насосов стали откачивать воду из шахт и рудников. В наше время водяные насосы используются для подъёма воды из скважин и колодцев.

Самый простой всасывающий насос, как и шприц, также состоит из цилиндра, внутри которого движется плотно пригнанный к стенкам цилиндра поршень. Но в отличие от шприца, в самом поршне и в нижней части цилиндра имеются 2 клапана. Они открываются только вверх. Когда поршень поднимается вверх, воздух в цилиндре разрежается, давление понижается. Открывается нижний клапан, и вода под воздействием атмосферного давления устремляется вверх за поршнем. Когда поршень начинает двигаться вниз, вода давит на нижний клапан, и он закрывается. Но в это же время под давлением воды открывается клапан в самом поршне, разрешая воде заполнять пространство над ним. Когда поршень снова начнёт своё движение вверх, находящаяся в цилиндре над ним вода также будет подниматься и начнёт выливаться в трубу.

Воздушный насос, которым мы накачиваем мяч или автомобильную шину, использует в своей работе сжатый воздух. Простейший воздушный насос похож на шприц. Конечно, его цилиндр и поршень отличается от аналогичных частей шприца размерами и материалом, из которого они изготовлены. Кроме того, такой насос имеет в корпусе 2 отверстия. Одно предназначено для забора воздуха, а в другое вставлен резиновый шланг с ниппелем на конце. Воздух попадает в корпус, когда поршень движется вверх. Опускаясь, поршень сжимает воздух и выталкивает его через ниппель в шину или мяч.

Ниппель - специальное при пропускающее воздух только в одну сторону. Он представляет собой тоненькую металлическую трубочку, в боковой поверхности которой есть маленькое отверстие. На это отверстие надевают резиновую трубочку, которая раздувается и пропускает воздух, подающийся из насоса под давлением. Обратно выйти трубочка воздуху не позволяет. Этот процесс мы наблюдаем, когда накачиваем простым ручным насосом колесо велосипеда. Если мы не поставим ниппель на шланг насоса, воздух тут же вырвется из колеса наружу.

Насос-компрессор

Работает такой насос по такому же принципу, что и воздушный насос. Но поршень приводится в движение не вручную, а с специального вращающегося маховика. Цилиндр в компрессоре расположен горизонтально, поршень движется влево-вправо. В цилиндре поставлена заслонка, в которой расположен клапан, открывающийся при движении поршня вправо. В этот момент воздух, сжатый поршнем, закачивается в шину или . При движении влево открывается клапан в поршне и атмосферный воздух попадает в цилиндр.

(7 класс) 1 Перемещение и скорость.
S= vt
v — скорость, s — расстояние,
t — время.
В СИ скорость измеряется в м/с
2 Плотность
ρ=m/V
ρ — плотность, m — масса,
V — объём.
Единицы измерения в СИ:
m — кг,
V — м3,
ρ — кг/м3.
3 Сила упругости:
F = kx
k — жёсткость,
x — удлинение (сжатие).
4 Сила тяжести на Земле: Fтяж = mg
m — масса, g — ускорение свободного падения. Эта величина постоянна и равна примерно 9,8 м/с (в задачах 10)
5 Давление

p= F/S
p — давление, F — сила, S — площадь.
Единица измерения
паскаль, Па

Давление жидкости (газа) на дно и стенки сосуда:
p = ρgh

ρ — плотность,
g - ускорение свободного падения,
h — высота.

6 Закон Архимеда:
на тело, погруженное в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила (сила Архимеда), равная весу вытесненной этим телом жидкости (или газа).
FA = ρgV
ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, V — объём части тела, погружённой в жидкость.

Вес тела в жидкости:
P1 = mg - FA

P1 — вес в жидкости,
FA - сила Архимеда.
7 Работа, мощность, энергия
A = FS
A — работа, F — сила,
S - перемещение.
A = Nt
N — мощность, A — работа, t — время.
8 Коэффициент полезного действия механизма
КПД= Ап/Аз ; КПД= Ап/Аз * 100%
Aп — полезная работа, Aз — затраченная работа.
Если в процентах , то
. 100%
9 Потенциальная энергия
E = mgh
m — масса,
g - ускорение свободного падения,
h — высота.

Кинетическая энергия

Е= mv^2/2
m — масса, v — скорость.
Единица измерения
энергии в СИ — Джоуль.
(8 класс) 1 Теплота при нагреве
Q = cm(t2 - t1)
с — удельная теплоёмкость
m — масса, кг

Теплота сгорания топлива
Q = qm
q — удельная теплота сгорания топлива,
3 Теплота при испарении или конденсации
Q = Lm
L -удельная теплота
парообразования,
4 Заряд любого тела
q = Ne
e - элементарный заряд
e = 1,6.10-19 Кл
Кл = A.c
Сила электрического тока
l = Q/t
5 Закон Ома
I =U/R
Oм= В/А
U — напряжение, В
R - сопротивление, Ом

(7 класс) 1 Перемещение и скорость.
S= vt
v — скорость, s — расстояние,
t — время.
В СИ скорость измеряется в м/с
2 Плотность
ρ=m/V
ρ — плотность, m — масса,
V — объём.
Единицы измерения в СИ:
m — кг,
V — м3,
ρ — кг/м3.
3 Сила упругости:
F = kx
k — жёсткость,
x — удлинение (сжатие).
4 Сила тяжести на Земле: Fтяж = mg
m — масса, g — ускорение свободного падения. Эта величина постоянна и равна примерно 9,8 м/с (в задачах 10)
5 Давление

p= F/S
p — давление, F — сила, S — площадь.
Единица измерения
паскаль, Па

Давление жидкости (газа) на дно и стенки сосуда:
p = ρgh

ρ — плотность,
g - ускорение свободного падения,
h — высота.

6 Закон Архимеда:
на тело, погруженное в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила (сила Архимеда), равная весу вытесненной этим телом жидкости (или газа).
FA = ρgV
ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, V — объём части тела, погружённой в жидкость.

Вес тела в жидкости:
P1 = mg - FA

P1 — вес в жидкости,
FA - сила Архимеда.
7 Работа, мощность, энергия
A = FS
A — работа, F — сила,
S - перемещение.
A = Nt
N — мощность, A — работа, t — время.
8 Коэффициент полезного действия механизма
КПД= Ап/Аз ; КПД= Ап/Аз * 100%
Aп — полезная работа, Aз — затраченная работа.
Если в процентах , то
. 100%
9 Потенциальная энергия
E = mgh
m — масса,
g - ускорение свободного падения,
h — высота.

Кинетическая энергия

Е= mv^2/2
m — масса, v — скорость.
Единица измерения
энергии в СИ — Джоуль.
(8 класс) 1 Теплота при нагреве
Q = cm(t2 - t1)
с — удельная теплоёмкость
m — масса, кг

Теплота сгорания топлива
Q = qm
q — удельная теплота сгорания топлива,
3 Теплота при испарении или конденсации
Q = Lm
L -удельная теплота
парообразования,
4 Заряд любого тела
q = Ne
e - элементарный заряд
e = 1,6.10-19 Кл
Кл = A.c
Сила электрического тока
l = Q/t
5 Закон Ома
I =U/R
Oм= В/А
U — напряжение, В
R - сопротивление, Ом