Чему равно давление на человека

Предлагаем самое важное по теме: "чему равно давление на человека" с комментариями профессиональных докторов. Мы постарались описать всю проблематику доступными словами. Если что-то не понятно или есть вопросы, то вы можете их оставить в специальном поле после статьи.

Решебник по физике за 7 класс (А.В.Перышкин, Н.А.Родина, 1998 год),
задача №4
к главе «Раздел III. Взаимодействие тел. §44 Упражнение 29».

Задание № 4. При массе 60 кг и росте 1,6 м площадь поверхности тела человека равна ≈ 1,6 м2. Рассчитайте силу, с которой атмосфера давит на человека (при нормальном атмосферном давлении).

Изображение - Чему равно давление на человека sila-davleniya-atmosfery-na-cheloveka-2

Ответ: 162 кН; человек не ощущает действия такой силы, т. к. давление внутри него соразмерно (почти такое же) внешнему воздушному.

В настоящее время заметно увеличилось количество людей, болезненно реагирующих на смену погоды. При этом активнее всего на человека воздействует атмосферное давление, вернее его резкие перепады.

В обычных условиях атмосферный воздух оказывает давление на все поверхности с силой около 1 килограмма на квадратный сантиметр, что в пересчете на поверхность тела человека составляет почти 18 тонн! Поэтому, даже относительно небольшие, но резкие колебания атмосферного давления существенно сказываются на самочувствии многих людей.

Например, при изменении атмосферного давления всего на 10 миллиметров ртутного столба давление на поверхность тела человека изменяется на 210 — 240 килограммов. В среднем атмосферное давление над уровнем моря составляет 760 миллиметров ртутного столба, но его колебания между сутками могут достигать 20 — 25 миллиметров ртутного столба. Такие резкие скачки очень плохо влияют на любой, даже относительно здоровый организм.

Атмосферное давление определяет содержание кислорода в воздухе, то есть в зависимости от перепадов давления мы, то оказываемся в атмосфере с относительно низким содержанием кислорода, то подвергаемся воздействию его высоких концентраций. В ответ на эти колебания раздражаются рецепторы кровеносных сосудов и часто происходит сосудистый спазм, особенно у людей пожилых, страдающих хроническими заболеваниями. Изменяется частота сердечных сокращений и величина артериального давления, появляется головная боль, головокружение, бессонница, раздражительность. У людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, могут учащаться приступы стенокардии, возникать гипертонические кризы и нарушения сердечного ритма. Резкое понижение атмосферного давления может негативно сказаться на самочувствии больных с бронхолегочными заболеваниями, хроническими заболеваниями суставов.

Поэтому всем метеочувствительным людям рекомендуется следить за прогнозом погоды. Если ожидаются перепады атмосферного давления, больным людям необходимо тщательно соблюдать график приема лекарств, а при некоторых заболеваниях сердца даже увеличить дозу медикаментов. Остальным же лучше отложить на это время все дела, которые могут подождать. Стоит пораньше лечь спать, отказавшись перед сном от вечерней сигареты (если вы курите) и как следует, проветрив комнату. А утром чашку кофе лучше заменить натуральным соком или отваром шиповника.

Две тонны

Изображение - Чему равно давление на человека sila-davleniya-atmosfery-na-cheloveka-4

Фото: shutterstock

Атмосферное давление составляет один килограмм на квадратный сантиметр. При площади кожи человека около двух квадратных метров получается, что каждый из нас живет под давлением две тонны. Это, однако, не вызывает затруднений. Наше тело в основном состоит из несжимаемых жидкостей, наполняющих клетки, и легко переносит даже в несколько раз большее давление, например, при погружении с аквалангом. Проблемы возникают как раз при снижении давления: газы, растворенные в жидкостях тела (прежде всего в крови), могут выделяться в виде пузырьков, что вызывает кессонную болезнь.

С какой силой атмосфера давит на человека? Если сравнить это давление с грузом, какой вес каждый из нас носит на себе?

Артериальное давление служит признаком, свидетельствующим о состоянии организма, а изменения параметров давления дают информацию о возможных заболеваниях. Поэтому человеку необходимо уметь определять свое давление и знать о том, какая у него должна быть норма артериального давления.

Как известно, кровь в организме течет по сосудам – венам, капиллярам, артериям. Кровяным давлением называют производимое кровью давление на стенки сосудов. Оно может быть нескольких видов:

  • Внутрисердечное
  • Капиллярное
  • Венозное
  • Артериальное

Наиболее важным в диагностическом плане является артериальное давление. Поэтому впредь, говоря о давлении, мы будем иметь в виду именно артериальное давление.

Давление создается в больших артериях в результате сократительной деятельности сердца. Именно благодаря артериальному давлению в сосудах осуществляется ток крови, и к тканям поступают питательные вещества и кислород.

Величина давления определяется двумя параметрами – значениями систолического и диастолического давления.

Изображение - Чему равно давление на человека shutterstock_572729227

Фото: Igor Podgorny/Shutterstock.com

Систолическое (или верхнее) артериальное давление создается в артериях во время наибольшего сжатия сердца (систолы). Диастолическое (нижнее) давление отмечается во время наибольшего расслабления сердца (диастолы). Давление исторически принято измерять в миллиметрах ртутного столба. С точки зрения физики оно показывает, на сколько миллиметров давление в сосудах превышает атмосферное давление.

Параметр записывается двумя числами. Например, давление 134/70 означает, что систолическое давление равно 134 мм ртутного столба, а диастолическое – 70 мм.

Разница между систолическим и диастолическим артериальным давлением носит название пульсового давления.

Этот параметр не бывает постоянным в разных ситуациях. На кровяное давление могут влиять различные обстоятельства. Во время физических нагрузок и стрессов давление поднимается, в моменты покоя и сна – понижается. Нормальным считается значение, измеренное в состоянии покоя.

Также нормальное давление человека не остается постоянным и в течение его жизни. Самое низкое давление у человека наблюдается в детстве, а с возрастом оно имеет тенденцию к повышению. Во время гормональных всплесков – в подростковом возрасте, в период беременности, кровеносное давление также может меняться. Норма давления зависит и от индивидуальных характеристик организма отдельных людей, но эти вариации невелики.

Читайте так же:  Поддержания артериального давления

Представления о том, какое должно быть нормальное артериальное давление в каком возрасте, менялись с течением времени. Если три десятилетия назад считалось, что норма АД имеет линейную зависимость от возраста и должна постепенно повышаться, то теперь медики полагают, что существует определенное значение, выше которого давление считается опасным в любом возрасте, даже в преклонном. Хотя определенную связь нормы АД с возрастом никто не отрицает. И на практике найти пожилого человека, у которого было бы давление в норме, весьма непросто. Поэтому повышенное давление, например, 150/90 для преклонного возраста нормой можно назвать лишь условно.

Повышенным артериальным давлением, однозначно относящимся к проявлениям патологии, принято считать значение выше 135/85. Величина давления, большая 145/90, является симптомом гипертонической болезни.

Аномально низким давлением, требующим установления его причин и лечения, для взрослых считается давление ниже 100/60. Оптимальные показатели нормы АД для взрослых находятся в диапазоне 110/65 – 120/75. Пульсовое давление, превышающее 55 мм и меньшее 30 мм, также, как правило, является признаком патологии.

[3]

Следует отметить, такие параметры, как давление и пульс, не имеют прямой взаимосвязи. Учащенный пульс (тахикардия) не всегда может свидетельствовать о гипертонии, а редкий (брадикардия) – о пониженном давлении. Более того, иногда при понижении артериального давления пульс может увеличиваться – из-за того, что организм будет стремиться компенсировать недостаток кровообращения, и наоборот. Для того, чтобы определить давление, необходимо его измерить.

Изображение - Чему равно давление на человека shutterstock_339189731

В медицинской практике чаще всего используется давление крови в артериях руки. На сегодняшний день для определения артериального давления применяются специальные приборы – тонометры. Как правило, они недороги и доступны для широкой массы населения.

Существует три основных типа тонометров:

  • Ручные
  • Полуавтоматические
  • Автоматические

Также тонометры могут быть аналоговыми и цифровыми. Большинство современных полуавтоматических и автоматических манометров являются цифровыми. Ручные тонометры несколько дешевле, но требуют определенных навыков работы с ними, поэтому они мало подходят для обычного человека.

Каков принцип действия тонометра? Процедура измерения давления выглядит так. Вокруг плеча оборачивается манжета, в которую накачивается воздух. Затем он постепенно выпускается. Для определения значений давления используется метод Короткова. Он заключается в фиксации шумов, возникающие в артериях в то время, когда давление меняется. Давление в манжете, совпадающее с началом шума, соответствует артериальному систолическому давлению, а давление, совпадающее с окончанием шума – диастолическому.

В ручных манометрах для определения начала и конца шумов применяется стетоскоп, наушники которого вставляются в уши измеряющего. Воздух в манжету накачивается вручную при помощи груши.

В автоматических и полуавтоматических манометрах пульс и давление фиксируются автоматически. Разница между полуавтоматическими и автоматическими аппаратами, однако, состоит в том, что в автоматических воздух в манжету накачивается мотором, а в полуавтоматических для этого используется груша.

Существуют также тонометры, измеряющие давление на запястье. Они компактнее и удобнее, но менее точны и подходят не всем пациентам (например, пожилым).

Результаты измерения давления на цифровых тонометрах обычно отображаются в виде трех цифр, например, 120 — 70 — 58. Это обозначает, что систолическое давление равно 120 мм, диастолическое – 70, а пульс – 58 ударов в минуту.

Давление при помощи манометра измеряют в сидячем положении. Перед измерением необходимо несколько минут посидеть в состоянии покоя. Также перед процедурой не рекомендуется употреблять кофе, алкоголь, заниматься физическими упражнениями. В помещении не должно быть слишком тепло или холодно.

Середина плеча, на которое накладывается манжета, должно находиться примерно на одном уровне с грудью. Лучше всего положить руку на стол. Не рекомендуется накладывать манжету на рукав одежды, двигать рукой во время измерения.

При использовании полуавтоматического или ручного манометра грушу надо накачивать равномерно, не слишком медленно и не слишком быстро. Для автоматических манометров одного измерения, как правило, недостаточно, так как автоматика может ошибиться и показать неверный результат. Рекомендуется сделать три измерения на разных руках и выбрать среднее значение. Между двумя измерениями на одной руке необходимо сделать паузу в несколько минут, чтобы сосуды вернулись в нормальное состояние.

Обычно давление на правой руке несколько выше из-за более развитой на ней мускулатуры. Но если эта разница значительна – более 10 мм, то это может свидетельствовать о патологии.

Следует учитывать и так называемый «эффект белого халата». Он выражается в том, что многие люди, особенно нервозные и мнительные, в кабинете у врача испытывают сильный стресс. В такой ситуации у человека повышается давление при измерении в амбулаторных условиях. Поэтому предпочтительнее измерять давление дома, в привычной и приятной обстановке.

Пожилым людям и людям, страдающим сердечно-сосудистыми заболеваниями, гипертонией, вегето-сосудистой дистонией, диабетом, давление необходимо измерять два раза в день – утром и вечером. Это дает возможность избежать критически опасных для здоровья повышений давления.

Существуют также аппараты, способные измерять давление в течение длительного времени, например, в течение суток. Они крепятся на теле пациента. Проводимый с их помощью мониторинг дает более полную информацию о динамике давления и о том, как оно меняется в зависимости от времени суток и характера деятельности человека.

Читайте так же:  Гипертония презентация

Во время физических нагрузок и стрессов давление может на какое-то время повышаться. Это явление считается нормальным и обусловлено выбросом в кровь сосудосужающего гормона – адреналина. Однако в состоянии покоя давление должно возвращаться в норму. Если этого не происходит, то это повод бить тревогу.

Постоянно повышенное давление – главный симптом гипертонической болезни. Высокое давление приводит к снижению работоспособности, быстрой утомляемости, одышке, болям в области сердца, ухудшению сна, увеличению вероятности кровотечений. Но самое страшное – оно существенно увеличивает риск возникновения таких тяжелых заболеваний, как инфаркт и инсульт.

Нередко может наблюдать и обратное явление – постоянно пониженное давление (гипотония). Это состояние не столь опасно, как гипертония, но также не сулит ничего хорошего. При гипотонии ухудшается кровоснабжение тканей, что может повлечь ослабление иммунитета и прочие заболевания, повышается риск обмороков и расстройств ЦНС.

Изображение - Чему равно давление на человека shutterstock_621671042

Фото: Ana D/Shutterstock.com

Нормальное давление человека — показатель относительный, так как у детей и подростков давление обычно несколько ниже, чем у взрослых, однако в возрасте 12 лет приближается к взрослым значениям.

Артериальное давление — каким оно должно быть у здорового человека

До тех пор, пока мы чувствуем себя хорошо, такое понятие, как артериальное давление нас мало интересует. Оценивать показатель кровяного давления и отслеживать его изменения мы начинаем только после возникновения неприятных симптомов, которые говорят о сбоях в работе организма. Что же представляет собой артериальное давление, от чего зависит и каким оно должно быть в норме у здорового человека?

Артериальное давление, часто обозначаемое аббревиатурой АД, — это сила, с которой поток крови при движении давит на стенки сосудов. Разумнее было бы назвать его кровяным, ведь кровь течёт не только по артериям, но и по венам и капиллярам. Однако измеряется чаще всего АД в крупных артериальных сосудах, близкорасположенных к поверхности тела, поэтому показатель так и называют — артериальное давление.

АД напрямую зависит от силы и частоты сокращений сердца, от того, какое количество крови оно пропускает через предсердия и желудочки в течение одной минуты, от состояния стенок сосудов, а также состава крови.

Кровяное давление — это важнейший медицинский показатель, который может рассказать врачу о состоянии сердечно-сосудистой, эндокринной и вегетативной нервной системы человека. Измеряется АД в миллиметрах ртутного столба, а записывается в виде дроби.

Различают два основных значения — верхнее и нижнее давление, которое правильно называть систолическим и диастолическим, а также пульсовое давление. Систолическое определяет давление крови на сосуды в момент систолы, то есть сердечного сокращения. Эта величина напрямую связана с работой сердца, силой и частотой его сокращений, а также с сопротивлением стенок сосудов.

[1]

Диастолическое давление фиксируется в момент расслабления желудочков сердца (диастолы). Этот показатель даёт представление о минимальном давлении крови в артериях, зависит он только от состояния стенок сосудов, от их сопротивления кровотоку.

Пульсовое давление отражает колебания сосудов во моменты между сокращениями и расслаблениями сердца (систолами и диастолами). Если АД измеряется посредством тонометра, то пульсовое давление вычисляется математически. От цифры систолического давления отнимают цифру диастолического и получают значение третьего показателя.

Изображение - Чему равно давление на человека arterialnoe-davlenie-640x443

Артериальное давление включает в себя два значения — давление крови на сосуды во время систолы (САД) и диастолы (ДАД)

Какое давление считается нормальным у взрослого человека?

Что влияет на кровяное давление? У абсолютно здорового человека показатели АД могут изменяться. Это происходит под влиянием многих факторов.

  • Снижение АД может отмечаться в летний период, в жару, когда включается механизм рефлекторного расширения сосудов для того, чтобы организм не перегревался. У некоторых людей часто наблюдается так называемый ортостатический эффект, то есть снижение кровяного давления при резком подъёме с кровати. Сосуды и сердце не могут настолько быстро перестроиться и человек испытывает шум в ушах, потемнение в глазах, мурашки, кратковременную слабость, то есть симптомы пониженного АД.
  • При значительной физической нагрузке и занятиях спортом усиливается работа сердца, соответственно происходит повышение кровяного давления.
  • АД здорового человека зависит от регуляции внутренними механизмами — центральной нервной системой и гормонами (адреналином, кортизолом). Поэтому на протяжении дня показатели меняются. Во время отдыха, сна кровяное давление снижается, в период бодрствования и особенно в период стресса — может повышаться.

По цифре пульсового давления кардиолог легко определит, в каком состоянии сосуды пациента: их просвет, эластичность стенок, есть ли стеноз (сужение), спазмы или воспалительные процессы. В норме пульсовое давление составляет 35 мм рт. ст. До 40 лет допускаются цифры 25–40, в более старшем возрасте — 50 мм рт. ст. Значительные отклонения от этих цифр сигнализируют о патологических процессах в органах сердечно-сосудистой системы, даже если систолическое давление нормальное и составляет 120–130 мм рт. ст.

ПД ниже 30 — однозначный сигнал о серьёзной проблеме. Речь может идти о серьёзных заболеваниях:

  • большая кровопотеря;
  • сердечная недостаточность;
  • инсульт левого желудочка;
  • инфаркт миокарда;
  • миокардит;
  • кардиосклероз.
Читайте так же:  Какое сегодня давление для метеочувствительных людей

Отклонение показателя в сторону увеличения — более 60 — свидетельствует о не менее серьёзных проблемах.

Кардиологи утверждают: повышенное пульсовое давление хуже, чем пониженное, так как свидетельствует о большой нагрузке на сердце, что чаще всего бывает при высокой степени гипертонической болезни. Кроме этого, причинами могут выступать другие заболевания:

  • атеросклероз;
  • внутричерепная гипертензия;
  • заболевания щитовидной железы;
  • малокровие;
  • эндокардит;
  • хроническая недостаточность внутренних органов.

Бывает, что ПД меняется в сторону повышения у абсолютно здоровых людей. Причиной может быть тяжёлый физический труд, очень быстрый бег. В этом случае показатель должен прийти в норму через четверть часа после прекращения нагрузки. Если так не происходит, то стоит насторожиться. Интересно, что снижения пульсового давления, даже кратковременного, у здоровых людей никогда не наблюдается.

Современные врачи пользуются нормами, которые можно применить к любому возрасту. Однако чаще всего учитываются усреднённые оптимальные значения для определённых возрастных групп.

Современная медицинская классификация нормального АД у взрослых выглядит таким образом:

  • оптимальное давление — ниже 120/80 мм рт. ст.
  • нормальное давление — 120/80–129/84 мм рт. ст.
  • высокое нормальное АД — 130/85–139/89 мм рт. ст.

Все показатели в пределах этих цифр признаются нормальными. Границей нормы низкого давления принято считать значение 90/60. Если тонометр выдаёт цифры ниже этих, то стоит вопрос о гипотонии, то есть патологическом снижении АД.

Изображение - Чему равно давление на человека arterialnoe-davlenie-3-640x392

Нормальным артериальным давлением считается показатель 120/80 мм. рт. ст

У разных здоровых людей нормальные показатели могут значительно отличаться.

С возрастом в организме происходят определённые изменения и показатели потихоньку сдвигаются от оптимальных к нормальным, а потом к нормальным высоким. Так как изменения в сердце и сосудах происходят очень медленно, организм успевает адаптироваться и человек не ощущает этого возрастного повышения АД.

Помимо возраста, на норму давления для каждого конкретного человека оказывает влияние его пол и конституционные особенности — рост, вес.

Видео (кликните для воспроизведения).

Поэтому были созданы специальные формулы, предназначенные для расчёта нормы давления для конкретного человека, учитывая его возраст и массу тела.

Формула Волынского предназначена для расчёта нормы АД у людей с 17 до 79 лет. Показатели верхнего (САД) и нижнего (ДАД) давления рассчитываются отдельно:

САД = 109 + (0,5 × количество лет) + (0,1 × вес в кг)

ДАД = 63 + (0,1 × годы жизни) + (0,15 × вес в кг)

АД человека напрямую связано с массой его тела. При увеличении веса давление растёт: лишние 10 кг в среднем дают повышение АД на 5 мм рт. ст.

Изображение - Чему равно давление на человека 220px-Chelovek_na_lyzhah_i_bez

По рыхлому снегу человек идёт с большим трудом, глубоко проваливаясь при каждом шаге. Но, надев лыжи, он может идти, почти не проваливаясь в него. Почему? На лыжах или без лыж человек действует на снег с одной и той же силой, равной своему весу. Однако действие этой силы в обоих случаях различно, потому что различна площадь поверхности, на которую давит человек, с лыжами и без лыж. Площадь поверхности лыж почти в 20 раз больше площади подошвы. Поэтому, стоя на лыжах, человек действует на каждый квадратный сантиметр площади поверхности снега с силой, в 20 раз меньшей, чем стоя на снегу без лыж.

Ученик, прикалывая кнопками газету к доске, действует на каждую кнопку с одинаковой силой. Однако кнопка, имеющая более острый конец, легче входит в дерево.

Значит, результат действия силы зависит не только от её модуля, направления и точки приложения, но и от площади той поверхности, к которой она приложена (перпендикулярно которой она действует).

Этот вывод подтверждают физические опыты.

Изображение - Чему равно давление на человека 220px-Opyt_s_gvozdyami_i_doskoy_v_peske

По углам небольшой доски надо вбить гвозди. Сначала гвозди, вбитые в доску, установим на песке остриями вверх и положим на доску гирю. В этом случае шляпки гвоздей лишь незначительно вдавливаются в песок. Затем доску перевернем и поставим гвозди на острие. В этом случае площадь опоры меньше, и под действием той же силы гвозди значительно углубляются в песок.

Изображение - Чему равно давление на человека 220px-Opyt_s_gvozdyami_i_doskoy_v_peske_2

От того, какая сила действует на каждую единицу площади поверхности, зависит результат действия этой силы.

В рассмотренных примерах силы действовали перпендикулярно поверхности тела. Вес человека был перпендикулярен поверхности снега; сила, действовавшая на кнопку, перпендикулярна поверхности доски.

Величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности, называется давлением.

Чтобы определить давление, надо силу, действующую перпендикулярно поверхности, разделить на площадь поверхности:

давление = сила / площадь.

Обозначим величины, входящие в это выражение: давление – p, сила, действующая на поверхность, – F и площадь поверхности – S.

Тогда получим формулу:

Понятно, что бóльшая по значению сила, действующую на ту же площадь, будет производить большее давление.

За единицу давления принимается такое давление, которое производит сила в 1 Н, действующая на поверхность площадью 1 м 2 перпендикулярно этой поверхности.

Единица давления – ньютон на квадратный метр ( 1 Н / м 2 ). В честь французского ученого Блеза Паскаля она называется паскалем (Па). Таким образом,

Используется также другие единицы давления: гектопаскаль (гПа) и килопаскаль (кПа).

Пример. Рассчитать давление, производимое на пол мальчиком, масса которого 45 кг, а площадь подошв его ботинок, соприкасающихся с полом, равна 300 см 2 .

Читайте так же:  Головокружение причины у мужчин при нормальном давлении

Запишем условие задачи и решим её.

Дано: m = 45 кг, S = 300 см 2 ; p = ?

В единицах СИ: S = 0,03 м 2

P = 9,8 Н · 45 кг ≈ 450 Н,

p = 450/0,03 Н / м 2 = 15000 Па = 15 кПа

‘Ответ’: p = 15000 Па = 15 кПа

Тяжелый гусеничный трактор производит на почву давление равное 40 – 50 кПа, т. е. всего в 2 – 3 раза больше, чем давление мальчика массой 45 кг. Это объясняется тем, что вес трактора распределяется на бóльшую площадь за счёт гусеничной передачи. А мы установили, что чем больше площадь опоры, тем меньше давление, производимое одной и той же силой на эту опору.

В зависимости от того, нужно ли получить малое или большое давление, площадь опоры увеличивается или уменьшается. Например, для того, чтобы грунт мог выдержать давление возводимого здания, увеличивают площадь нижней части фундамента.

Шины грузовых автомобилей и шасси самолетов делают значительно шире, чем легковых. Особенно широкими делают шины у автомобилей, предназначенных для передвижения в пустынях.

Тяжелые машины, как трактор, танк или болотоход, имея большую опорную площадь гусениц, проходят по болотистой местности, по которой не пройдет человек.

С другой стороны, при малой площади поверхности можно небольшой силой произвести большое давление. Например, вдавливая кнопку в доску, мы действуем на нее с силой около 50 Н. Так как площадь острия кнопки примерно 1 мм 2 , то давление, производимое ею, равно:

p = 50 Н/ 0, 000 001 м 2 = 50 000 000 Па = 50 000 кПа.

Для сравнения, это давление в 1000 раз больше давления, производимого гусеничным трактором на почву. Можно найти еще много таких примеров.

Лезвие режущих и острие колющих инструментов (ножей, ножниц, резцов, пил, игл и др.) специально остро оттачивается. Заточенный край острого лезвия имеет маленькую площадь, поэтому при помощи даже малой силы создается большое давление, и таким инструментом легко работать.

Режущие и колющие приспособления встречаются и в живой природе: это зубы, когти, клювы, шипы и др. – все они из твердого материала, гладкие и очень острые.

Изображение - Чему равно давление на человека 180px-Molekuly_besporyadochno_dvizhutsya

Изображение - Чему равно давление на человека 150px-Opyt_s_rezinovym_sharikom

Мы уже знаем, что газы, в отличие от твердых тел и жидкостей, заполняют весь сосуд, в котором находятся. Например, стальной баллон для хранения газов, камера автомобильной шины или волейбольный мяч. При этом газ оказывает давление на стенки, дно и крышку баллона, камеры или любого другого тела, в котором он находится. Давление газа обусловлено иными причинами, чем давление твердого тела на опору.

Известно, что молекулы газа беспорядочно движутся. При своем движении они сталкиваются друг с другом, а также со стенками сосуда, в котором находится газ. Молекул в газе много, поэтому и число их ударов очень велико. Например, число ударов молекул воздуха, находящегося в комнате, о поверхность площадью 1 см 2 за 1 с выражается двадцатитрехзначным числом. Хотя сила удара отдельной молекулы мала, но действие всех молекул на стенки сосуда значительно, — оно и создает давление газа.

Итак, давление газа на стенки сосуда (и на помещенное в газ тело) вызывается ударами молекул газа.

[2]

Рассмотрим следующий опыт. Под колокол воздушного насоса поместим резиновый шарик. Он содержит небольшое количество воздуха и имеет неправильную форму. Затем насосом откачиваем воздух из-под колокола. Оболочка шарика, вокруг которой воздух становится все более разреженным, постепенно раздувается и принимает форму правильного шара.

Как объяснить этот опыт?

Изображение - Чему равно давление на человека 150px-Stalniye_ballony_dlya_gaza

В нашем опыте движущиеся молекулы газа непрерывно ударяют о стенки шарика внутри и снаружи. При откачивании воздуха число молекул в колоколе вокруг оболочки шарика уменьшается. Но внутри шарика их число не изменяется. Поэтому число ударов молекул о внешние стенки оболочки становится меньше, чем число ударов о внутренние стенки. Шарик раздувается до тех пор, пока сила упругости его резиновой оболочки не станет равной силе давления газа. Оболочка шарика принимает форму шара. Это показывает, что газ давит на ее стенки по всем направлениям одинаково. Иначе говоря, число ударов молекул, приходящихся на каждый квадратный сантиметр площади поверхности, по всем направлениям одинаково. Одинаковое давление по всем направлениям характерно для газа и является следствием беспорядочного движения огромного числа молекул.

Попытаемся уменьшить объем газа, но так, чтобы масса его осталась неизменной. Это значит, что в каждом кубическом сантиметре газа молекул станет больше, плотность газа увеличится. Тогда число ударов молекул о стенки увеличится, т. е. возрастет давление газа. Это можно подтвердить опытом.

На рисунке а изображена стеклянная трубка, один конец которой закрыт тонкой резиновой пленкой. В трубку вставлен поршень. При вдвигании поршня объем воздуха в трубке уменьшается, т. е. газ сжимается. Резиновая пленка при этом выгибается наружу, указывая на то, что давление воздуха в трубке увеличилось.

Наоборот, при увеличении объема этой же массы газа, число молекул в каждом кубическом сантиметре уменьшается. От этого уменьшится число ударов о стенки сосуда – давление газа станет меньше. Действительно, при вытягивании поршня из трубки объем воздуха увеличивается, пленка прогибается внутрь сосуда. Это указывает на уменьшение давления воздуха в трубке. Такие же явления наблюдались бы, если бы вместо воздуха в трубке находился бы любой другой газ.

Итак, при уменьшении объема газа его давление увеличивается, а при увеличении объема давление уменьшается при условии, что масса и температура газа остаются неизменными.

Читайте так же:  Кардиолог таблетки от давления

А как изменится давление газа, если нагреть его при постоянном объеме? Известно, что скорость движения молекул газа при нагревании увеличивается. Двигаясь быстрее, молекулы будут ударять о стенки сосуда чаще. Кроме того, каждый удар молекулы о стенку будет сильнее. Вследствие этого, стенки сосуда будут испытывать большее давление.

Следовательно, давление газа в закрытом сосуде тем больше, чем выше температура газа, при условии, что масса газа и объем не изменяются.

Из этих опытов можно сделать общий вывод, что давление газа тем больше, чем чаще и сильнее молекулы ударяют о стенки сосуда.

Для хранения и перевозки газов их сильно сжимают. При этом давление их возрастает, газы необходимо заключать в специальные, очень прочные баллоны. В таких баллонах, например, содержат сжатый воздух в подводных лодках, кислород, используемый при сварке металлов. Конечно же, мы должны навсегда запомнить, что газовые баллоны нельзя нагревать, тем более, когда они заполнены газом. Потому что, как мы уже понимаем, может произойти взрыв с очень неприятными последствиями.

Изображение - Чему равно давление на человека 160px-Peredacha_davleniya

Изображение - Чему равно давление на человека 130px-Opys_s_davleniyem_na_vodu

Изображение - Чему равно давление на человека 130px-Opyt_s_davleniyem_na_gaz

В отличие от твердых тел отдельные слои и мелкие частицы жидкости и газа могут свободно перемещаться относительно друг друга по всем направлениям. Достаточно, например, слегка подуть на поверхность воды в стакане, чтобы вызвать движение воды. На реке или озере при малейшем ветерке появляется рябь.

Подвижностью частиц газа и жидкости объясняется, что давление, производимое на них, передается не только в направлении действия силы, а в каждую точку. Рассмотрим это явление подробнее.

На рисунке, а изображен сосуд, в котором содержится газ (или жидкость). Частицы равномерно распределены по всему сосуду. Сосуд закрыт поршнем, который может перемещаться вверх и вниз.

Прилагая некоторую силу, заставим поршень немного переместиться внутрь и сжать газ (жидкость), находящийся непосредственно под ним. Тогда частицы (молекулы) расположатся в этом месте более плотно, чем прежде(рис, б). Благодаря подвижности частицы газа будут перемещаться по всем направлениям. Вследствие этого их расположение опять станет равномерным, но более плотным, чем раньше (рис, в). Поэтому давление газа всюду возрастет. Значит, добавочное давление передается всем частицам газа или жидкости. Так, если давление на газ (жидкость) около самого поршня увеличится на 1 Па, то во всех точках внутри газа или жидкости давление станет больше прежнего на столько же. На 1 Па увеличится давление и на стенки сосуда, и на дно, и на поршень.

Давление, производимое на жидкость или газ, передается на любую точку одинаково во всех направлениях.

Это утверждение называется законом Паскаля.

На основе закона Паскаля легко объяснить следующие опыты.

На рисунке изображен полый шар, имеющий в различных местах небольшие отверстия. К шару присоединена трубка, в которую вставлен поршень. Если набрать воды в шар и вдвинуть в трубку поршень, то вода польется из всех отверстий шара. В этом опыте поршень давит на поверхность воды в трубке. Частицы воды, находящиеся под поршнем, уплотняясь, передают его давление другим слоям, лежащим глубже. Таким образом, давление поршня передается в каждую точку жидкости, заполняющей шар. В результате часть воды выталкивается из шара в виде одинаковых струек, вытекающих из всех отверстий.

Если шар заполнить дымом, то при вдвигании поршня в трубку из всех отверстий шара начнут выходить одинаковые струйки дыма. Это подтверждает, что и газы передают производимое на них давление во все стороны одинаково.

Изображение - Чему равно давление на человека 170px-Opyt_s_vodoy_i_trubkoy

На жидкости, как и на все тела на Земле, действует сила тяжести. Поэтому, каждый слой жидкости, налитой в сосуд, своим весом создает давление, которое по закону Паскаля передается по всем направлениям. Следовательно, внутри жидкости существует давление. В этом можно убедиться на опыте.

В стеклянную трубку, нижнее отверстие которой закрыто тонкой резиновой пленкой, нальем воду. Под действием веса жидкости дно трубки прогнется.

Видео (кликните для воспроизведения).

Опыт показывает, что, чем выше столб воды над резиновой пленкой, тем больше она прогибается. Но всякий раз после того, как резиновое дно прогнулось, вода в трубке приходит в равновесие (останавливается), так как, кроме силы тяжести, на воду действует сила упругости растянутой резиновой пленки.

Источники


  1. Иллек, Ян Юрьевич Диагностика и лечение ревматизма у детей / Иллек Ян Юрьевич. – М.: Медицинская литература имени Абу Али ибн Сино, 2013. – 517 c.

  2. Буяновская, Р. С. Внеприступный период ревматизма у детей и его санаторно-курортное лечение / Р.С. Буяновская. – М.: Государственное издательство медицинской литературы, 2017. – 240 c.

  3. Болезни мочевых органов. Болезни сердца. Плакат. – М.: АСТ, Астрель, Харвест, 2012. – 745 c.
Изображение - Чему равно давление на человека 34534645735234
Автор статьи: Иван Воронков

Позвольте представиться – Иван. Более 8 лет занимаюсь работаю семейным врачом. Считая себя профессионалом, хочу научить всех посетителей сайта решать разнообразные задачи. Все данные для сайта собраны и тщательно переработаны с целью донести как можно доступнее всю необходимую информацию. Перед применением описанного на сайте всегда необходима консультация с профессионалами.

Обо мнеОбратная связь
Оценка 4.9 проголосовавших: 8

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here