До каких давлений жидкость несжимаема

Если до бесконечности сжимать воду, она сожмется или перестанет быть водой?

Ну, если до бесконечности, то сначала сомнете атомные ядра и вгоните туда электроны оболочек. Получиться нейтронное вещество. Если сжимать дальше, получите кварковую плазму и так далее.

Но реально, человечество пока не умеет достигать таких больших давлений в нужных масштабах.

А из того что достижимо, хватает для получения только «горячего льда».

Для того, чтобы узнать, а что будет с веществом при таком-то давлении и температуре, существуют фазовые диаграммы состояний вещества. Вот для воды эта диаграмма выглядит так.

(Не забудьте, что температура указана в градусах Кельвина, а не Цельсия!)

Фазовая диаграмма состояния воды. Римскими цифрами обозначены модификации льда.

«До бесконечности» ничего совершать невозможно. Даже Земля не может вращаться вокруг Солнца до бесконечности. А само Солнце не может до бесконечности светить. А что будет с водой, если в замкнутом объеме на нее оказывать давление? Она начнет сжиматься, как и все тела (конечно. сжимаемость воды намного меньше, чем, например, сжимаемость газов). Посмотрим на диаграмму состояния воды (вернее, вещества Н2О), которую привел В.А.Топоров. Начнем с комнатной температуры (300 К) и атмосферного давления (1000 Па) и будем при этой температуре увеличивать давление. Вода начнет понемногу сжиматься (коэффициент сжимаемости воды и других жидкостей и твердых тел можно посмотреть в таблице https://infotables.ru­ /fizika/299-szhimaemo­ st-elementov-i-zhidko­ stej-tablitsa

Когда давление превысит миллиард паскалей (примерно миллион атмосфер) вода перейдет в другую модификацию — лед-VI. При дальнейшем повышении давления он начнет переходить в другие виды льда, которые отличаются строением кристаллической решетки. При давлении выше 70 млн атмосфер получается тяжелый лед-10 плотностью 2,5 г/см3. Но состояние вещества при таких высоких давлениях изучено недостаточно.

Источник

Насколько сильно можно сжать воду?

Ответ будет сильно зависеть от того, как вы хотите сжимать и что вы считаете водой. Если сжимать воду при комнатной температуре, она останется жидкой до давления порядка 1 ГПа, при котором её плотность будет порядка 1.2 г/см3. То есть мы увеличим плотность на 20% или, если хотите, уменьшим объем на 1/6.

При более высоких давлениях жидкой фазы не будет, появятся последовательно лед-VI, лед-VII, лед-X. Дальше экспериментальных данных, насколько мне известно, нет, только расчёты (там тоже много чего интересного ожидается, но пока забудем). Лёд-X при 128 ГПа имеет плотность порядка 3.5 г/см3. Такой лёд уже получается тяжелее, например, гранита.

1 6 · Хороший ответ

Что произойдет с телом живого человека, если чрезмерно долго пробыть в воде?

Тоже самое если выпить очень много воды — ничего. Вода — основа жизни, человеческий плод развивается в воде в течении 9-ти месяцев и ничего с ним плохого не становиться.

5 · Хороший ответ

Объясните чайнику: если до Большого взрыва Вселенная была бесконечно мала, то как называлось то пространство, которое ее окружало?

Разум цепляется за привычное. Например, мы привыкли, что все тела падают вниз. Привыкли настолько, что в Англии, на родине Ньютона, еще в девятнадцатом веке огромной общественной популярностью пользовалась книга, в которой «доказывалось», что Земля — плоская, ведь иначе мы бы с нее упали. Раз она плоская, у нее должен быть край. Однако, путешествие Магеллана показало — если плыть все время на запад, то снова приплывешь в Европу, только уже с востока. Итак, Земля — шар, а с тем, что люди на другой стороне ходят «вверх ногами», придется смириться, хоть это и противоречит «здравому смыслу».

Ну, «здравый смысл» с тех пор кое-как примирился с законом всемирного тяготения, но теперь есть новая задача — понять, как Вселенная может быть ограниченной в объеме и при этом не иметь «краев» и чего-то «вне». Что ж, лучшая аналогия — это старые игры, где, выходя за конец экрана, какой-нибудь пэкмен, или диггер, или змейка, или Марио оказывались с противоположного. Для них, таким образом, края экрана не существовало.

Ограниченная по объему трехмерная вселенная — это нечто подобное. Представьте себе: вы находитесь в комнате, у которой как будто две двери в противоположных стенах. Вы открываете дверь и видите такую же комнату и себя со спины, открывающего дверь в следующей стене, за которой видна еще одна комната и еще один вы, и так далее. И за спиной у вас скрипнула дверь — на самом деле та же самая, потому что дверь — одна. И происходит это не потому, что существует бесконечное число вас, а потому что вселенная зациклена сама на себя — просто свет делает несколько кругов по этой вселенной прежде чем достичь ваших глаз. Если в этой нашей вселенной сделать скорость света, к примеру, один метр в секунду, то вы будете видеть себя в другой комнате уже с задержкой в несколько секунд. Теперь добавим еще двери, точнее, одну дверь двум другим стенам комнаты. А теперь — люк в полу и потолке с теми же эффектами.

А теперь — уберем стены, пол и потолок! И увидим многократные копии себя же через равные промежутки пространства. Хотя на самом деле эти копии настолько же реальны, насколько ваше отражение в зеркале — то, что мы видим в зеркале отраженную комнату, отнюдь не значит, что есть еще одна комната.

Поздравляю! Вот вы и очутились во вселенной с ограниченным объемом, но без краев и чего-то «вне». Это лишь один из вариантов, тороидальный. В сферической вселенной вы бы видели размытый образ себя во всем поле зрения — причем, считая, что угол обзора у нас 180°, вы бы видели в упор свой затылок, а в нижнем краю зрения — макушку, в верхнем — подошвы обуви, а по бокам — уши. Но это уже мелочи.

Почему так не происходит в нашей Вселенной? Дело в том, что она расширяется, и достаточно удаленные ее участки улетают от нас быстрее скорости света. В общем, даже если вселенная конечна, свет, испущенный нами или отраженный от нас, просто не имеет возможности к нам возвратиться. Это — большой вариант комнаты.

А теперь рассмотрим противоположный сценарий. Будем сжимать нашу комнату без стен. Вот нам уже в ней неуютно. Вот вы в нее уже не помещаетесь, вас прижимает носом к своему собственному затылку, который вы видите перед собой, и вы чувствуете затылком, как к нему прижало ваш же нос. Вот комната становится размером с атомное ядро. И вот мы приходим в состояние «сразу» после Большого Взрыва. «Сразу» заключено в кавычки, потому что время — это тоже лишь измерение пространства. Так что нет не только «вне» вселенной, но и «до» Большого Взрыва. Ну, то есть, в одной из моделей.

Источник

Гидростатика несжимаемой жидкости

1. Несжимаемые жидкости и газы. В отличие от твердых тел газы и жидкости не обладают постоянством формы. Они обладают лишь объемной упругостью. Сжимаемость жидкостей очень мала, и в подавляющем большинстве явлений жидкости можно считать практически несжимаемыми. Газы же сжимаются легче, и в большинстве явлений их сжимаемость проявляется отчетливо.

В настоящем разделе мы ограничимся таким кругом явлений, в которых эффекты сжимаемости настолько незначительны, что ими можно пренебречь.

2. Основные понятия.Основными величинами, определяющими состояние несжимаемой жидкости, являются давление p, плотность жидкости r и ее объем V.

Давление P определяется силой нормального напряжения, p = . Единица давления в СИ — паскаль, 1 Па = 1 Н/м 2 . Кроме того, используются кратные единицы: гектопаскаль: 1 гПа = 100 Па, килопаскаль: 1 кПа = 1000 Па, и т.д. Плотность вещества r определяется отношением массы вещества к объему, который она занимает, r = .

Для измерения плотности жидкостей используются ареометры. Давление в жидкостях и газах измеряется манометрами.

3. Закон Паскаля. Жидкости и газы не имеют регулярной структуры в расположении атомов и молекул, их свойства одинаковы по всем направлениям. Говорят, жидкости и газы изотропны. (От греч. isos – равный и tropos – направление).

В 1663 году французский ученый Блез Паскаль открыл закон, вытекающий из свойства изотропности жидкостей:

Давление на поверхность жидкости, произведенное внешними силами, передается жидкостью одинаково по всем направлениям.

Этот закон справедлив также и для газов. Правда, у газов нет свободной поверхности, поэтому смысл закона Паскаля сводится к тому, что в небольших газовых объемах, находящихся в равновесии, давление во всех точках одинаково.

4. Гидростатическое давление. Давление внутри жидкости на глубине h равно p = rgh (рис.87). Это так называемое гидростатическое давление. Действительно, p = . (28.1)

С увеличением глубины давление увеличивается. Если учесть еще атмосферное давление, то p = p+ rgh, (28.2)

где p – атмосферное давление на уровне поверхности жидкости.

Гидростатическое давление не зависит от конфигурации сосудов, в которых находится жидкость. Давление есть функция только высоты (глубины). Поэтому сила давления на дно сосуда зависит только от высоты уровня жидкости и площади дна (рис.88). Этот факт называют иногда гидростатическим парадоксом. Из него же следует и закон сообщающихся сосудов.

5. Закон Архимеда был открыт в 3-м веке до н.э. В современной формулировке он гласит:

На всякое тело, погруженное в жидкость, (или газ) действует со стороны этой жидкости (или газа) выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости.

Сила Архимеда направлена вверх и приложена к геометрическому центру погруженной части тела (рис.89).

Чтобы тело, погруженное в жидкость полностью или частично, находилось в равновесии, нужно, чтобы сумма сил, действующих на тело, была равной нулю.

. (28.3)

Это условие плавания тел. В зависимости от формы плавающего тела и положения его центра тяжести равновесие может быть устойчивым, неустойчивым и безразличным (рис.90).

Точка приложения равнодействующей сил Архимеда называется центром плавучести.

Если центр плавуче-сти выше центра тяжести, то положение равновесия устойчивое, если ниже — неустойчивое. Если точки A и С совпадают, равновесие безразличное.

6. Свободная поверхность жидкости в равновесии в поле консервативных сил совпадает с эквипотенциальной поверхностью (рис.91).

Касательная к поверхности жидкости в любой ее точке перпендикулярна вектору силы.

Если жидкость находится в НИСО, то поверхность жидкости нормальна вектору силы суммарного силового поля. . (28.4)

Так, если НИСО движется поступательно с ускорением

, то поверхность жидкости образует с вектором ускорения свободного падения угол a, причем tga= (рис.92).

Свободная поверхность во вращающемся сосуде принимает форму параболоида вращения (рис.93). Действительно, если ОУ – вертикальная ось, a r – полярный радиус, то из выражения тангенса угла между касательной к поверхности жидкости и горизонталью получаем дифференциальное уравнение линии, образуемой осевым сечением поверхности жидкости.

.

Постоянная С определяется объемом налитой в сосуд жидкости. Пример: ртутное зеркало телескопа Вуда.

Дата добавления: 2018-04-15 ; просмотров: 421 ;

Источник