Давление жидкости в сосуде формула. Гидростатическое давление: формула и свойства. Парциальное давление и его формула

В результате потребления алкоголя, обычно - утром на следующий день, человек испытывает неприятное состояние, называемое похмельем, или похмельным синдромом. Оно чаще всего сопровождается тошнотой, болит голова, ощущается общая слабость. С учетом описанной картины очень многих людей интересует вопрос: как правильно похмелиться после употребления алкоголя.

Тяжелое утреннее самочувствие включает в себя целый ряд неприятных симптомов, таких как головная боль, тошнота и рвота, нарушения пищеварения, усиленная жажда, тремор рук, температура, озноб, повышенное или пониженное артериальное давление и общее недомогание. Кроме того, с похмелья человек может столкнуться с чувством вины (имеющим биохимическое происхождение), даже если не совершал ничего плохого. Человек здоровый, еще не являющийся алкоголиком, в этом состоянии испытывает сильное отвращение к любым мыслям о повторной выпивке.

К основным видам алкогольного воздействия, вызывающим утреннее похмелье, относятся следующие.

В результате употребления алкоголя нарушается формирование быстрых фаз сна человека. Это важнейшие периоды ночного отдыха, когда головной мозг должен трудиться, формируя сновидения, а организм в целом - набираться сил. Человек с похмелья совершенно не чувствует себя выспавшимся, даже проспав более 8–9 часов. Причина: в отсутствие фаз быстрого сна полноценно отдохнуть просто невозможно.

Похмелье представляет собой обширный комплекс проблем и нарушений деятельности организма, причиной возникновения которых является употребление спиртного.

Нужно ли похмеляться

Для правильного ответа на вопрос о возможности опохмеляться в целом следует разобраться, что вообще дает «опохмелка» и как на самом деле тело реагирует на выпитый ранее алкоголь. Только имея представление о сущности происходящих в организме внутренних обменных процессов, можно более-менее осознанно принимать решение о том, допустимо ли и требуется ли принятие мер для облегчения состояния похмелья.

Проще говоря, выбирать наиболее предпочтительное средство борьбы следует в зависимости от типа этого самого похмелья. У человека, в недавнем прошлом (чаще всего - накануне), злоупотребившего алкоголем, может быть всего два состояния. При этом отличия в мелкой симптоматике не играют настолько важной роли, какую приписывают им страдающие с похмелья обыватели.

Различать нужно следующие два синдрома.

• похмельный - естественный ответ любого человеческого организма на алкогольное отравление;
• абстинентный - реакция, проявляющаяся у людей с химической зависимостью, то есть алкоголиков, на недоступность этанола, являющегося жизненно необходимым наркотиком.

В вопросе о том, можно ли снять похмелье посредством утреннего приема алкоголя, в народе существует определенная путаница. Это связано с недостаточным пониманием различия между двумя совершенно разными состояниями организма - похмельным и абстинентным синдромами. Абстинентный синдром может сопровождаться похмельным, но только не наоборот.

С учетом этой классификации, несмотря на то, что симптоматика обычного похмельного состояния и недомогания в результате запоя может быть во многом практически одинакова, очень важную роль играет история конкретных взаимоотношений данного человека со спиртными напитками.

После разового употребления алкоголя

При наличии только похмельного синдрома, то есть длительной, но не острой интоксикации, прием минимальной дозы спирта для устранения похмелья оказывается просто бесполезным. Даже для проявления эффекта обезболивания в крови должна присутствовать достаточно значительная доза этанола. Однако поддерживать определенную концентрацию алкоголя в своем организме просто бессмысленно по трем причинам.

1. В первую очередь, в процессе застолья и последующей беспокойной ночи в организме скапливается такое количество алкогольных токсинов, что новые порции спиртного уже не обеспечат достаточного наркотического воздействия, способного полностью нивелировать отрицательные симптомы имеющегося отравления.
2. Кроме того, сам алкоголь в процессе принятия при этом выступает в роли дополнительного токсина, еще более нагружающего и без того измученную печень. В процессе расщепления этилового спирта и его последующего обезвреживания естественные механизмы организма, отвечающие за противодействие отравлению, уже оказались серьезно подорваны на уровне клеток.
3. В конце концов, в случае человека, не пьющего совсем или выпивающего очень мало и редко, возможность похмелиться отрицается самой естественной реакции организма. Утром с похмелья такого «трезвенника» просто выворачивает наизнанку даже при взгляде на спиртное или ощущении его запаха.

После разового алкогольного отравления организм недвусмысленно указывает на то, что дальнейшее потребление отравы недопустимо.

При регулярном приеме спиртного

В ситуации, когда пьющий именно просит или ищет способ опохмелиться, картина немного иная. Вследствие длительного злоупотребления спиртным у человека уже выработалась физическая зависимость от алкоголя, полноценно избавиться от которой невозможно. Практически спиртное становится элементом биохимии обменных процессов жизнедеятельности, и недостаток алкоголя приводит к серьезному их нарушению. Именно по этой причине и возникают наиболее тяжелые случаи алкогольной абстиненции.

Уже давно научно доказано: при отсутствии «лечения» похмелья алкоголик не умирает, но при этом он испытывает серьезные мучения, которым, даже с точки зрения банальной человечности, можно уделить определенное внимание. Тем не менее не следует идти у пьяницы на поводу и искать возможность быстрее помочь ему «полечиться» - избавиться от похмелья.

Проблема в том, что чаще всего алкоголик не удовлетворится небольшой, но необходимой для жизнедеятельности, то есть восстановления процессов обмена, дозой спиртного. Эта норма будет при любой возможности превышена, поскольку одним из критериев алкоголизма является именно утрата контроля за количеством выпиваемого. Проще говоря, пьяница, принявший стакан, уже просто не может остановиться самостоятельно, что постепенно приводит его к запою.

При запое

Многие люди, сталкивавшиеся на собственном опыте с запойной зависимостью от алкоголя, интересуются вопросом: как правильно похмелиться и допустимо ли это в принципе? Существует способ, который можно охарактеризовать как «вышибание клина клином»: в этом случае правильное осуществление борьбы с похмельем действительно позволяет убрать данный синдром. Но при этом очень важно строго соблюдать меру. В случае излишне рьяного «лечения» можно не только следующим утром проснуться в худшем состоянии, но и растянуть неконтролируемый прием алкоголя на все более и более длительный период.

Специалисты утверждают, что при этом оптимальной дозой водки является количество от 50 граммов для взрослого человека весом 60–85 кг до 100 граммов для инвидуума, масса тела которого превышает 85 кг. Если более предпочтительным видом алкоголя является пиво, то можно выпить одну-две бутылки светлого напитка, также в зависимости от массы тела. Сразу после приема спиртного необходимо лечь спать, а утром проснуться уже нормальным человеком без какого-либо похмелья.

Эффективность способа «клин клином» проявляется только в случае абстинентного синдрома при запойном алкоголизме. Если же человек просто вечером переборщил со спиртным, то назавтра не следует поправлять себя новой дозой алкоголя. Зато «утреннюю опохмелку» можно использовать как тест для собственного организма: если принятая с похмелья порция спиртного не вызывает ничего, кроме отвращения - все не так уж плохо!

Можно ли похмеляться пивом, водкой или другим спиртным

Похмелье представляет собой отравление организма недоокисленными продуктами распада крепких напитков, требующее терапии по тем же принципам, что и другие виды отравлений. Небольшая доза спиртного наутро может оказать определенное успокаивающее и анестезирующее действие, хотя и будет крайней мерой. В каком-то плане наименьшим из зол при этом можно назвать обычную водку - один из наиболее чистых видов алкоголя, нагружающий печень значительно меньше, чем другие спиртные напитки: коньяк, виски, вино и т. д.

Также специальные исследования показывают, что определенные плюсы есть и употребления пива, в «живых» марках которого (но не в современных пастеризованных), в частности, содержится множество витаминов, включая группу B. Наряду с отравлением, человек с похмелья страдает от отечности тканей, тогда как пиво выступает в роли отличного мочегонного, устраняющего отеки, и, соответственно, снижающего головная боль и степень нагрузки на другие органы, включая сердце.

Народные способы опохмела

Наиболее известным домашним средством для борьбы с похмельем является, несомненно, рассол: чаще всего огуречный, реже - капустный или помидорный. Эти жидкости не только борются с обезвоживанием организма, но и обеспечивают пополнение запасов необходимых солей, выведенных в процессе детоксикации. Также при похмелье отлично проявляет себя клюквенный морс.

Многие пытаются справляться с похмельным синдромом при помощи кофе или чая. Они могут положительно повлиять на кровообращение и восстановление сил организма. На самом деле далеко не всегда можно налегать на эти напитки. Кофе с похмелья стоит принимать не более одной небольшой чашки, и только в случае пониженного давления.

Черный чай должен быть слабозаваренным, желательно - с лимоном. Оптимальным выбором является употребление зеленого чая или травяного, приготовленного из таких растений, как мята, ромашка, расторопша, розмарин и т. д. Заваривание настоя трав осуществляется в концентрации одна столовая ложка сухого растения на пол-литра горячей воды. При этом важно, чтобы напиток был сладким. Однако в процессе употребления можно почувствовать ухудшение состояния. В этом случае следует сразу же от него отказаться: такой способ борьбы с похмельем организму не подходит.

Значительное улучшение состояния после приема крепкого алкоголя обеспечивают кисломолочные продукты, такие как кефир, мацони, айран. Перед их употреблением лучше выпить стакан воды. Еще один рецепт: молоко нагревают и добавляют небольшое количество касторового масла. Дождавшись остывания напитка до приемлемой температуры, его выпивают залпом.

Также для борьбы с признаками похмелья могут успешно использоваться фруктовые соки: яблочный, апельсиновый или гранатовый. Именно эти напитки отличаются наибольшим содержанием фруктозы, ускоряющей нейтрализацию алкоголя в организме с похмелья. Аналогичными свойствами обладает пчелиный мед, пара ложечек которого также может существенно облегчить состояние похмелья.

Содержащийся в алкоголе этиловый спирт оказывает мощное раздражающее воздействие на все органы желудочно-кишечного тракта, провоцируя такие распространенные симптомы похмелья, как тошнота, рвота, изжога и тяжесть в желудке. Для восстановления функций пищеварительной системы можно принять кружку бульона, причем варить для этого мясо курицы совсем не обязательно. Достаточно использовать концентрат: кубик, растворяемый в горячей воде.

Многим людям с похмелья помогает следующий рецепт: в кружку разбивают одно куриное яйцо, добавляют пару капелек уксусной кислоты и по щепотке соли и перца. Смесь как следует перемешивают и залпом выпивают. Перец можно заменить небольшим количеством томатного сока или соуса (кетчупа).

Похмельный синдром у некоторых людей сопровождается насморком. Для облегчения дыхания в такой ситуации требуется прочистка носовых пазух. Помимо аптечных капель, для этого может использоваться сок алоэ, промывание носа солевым раствором или дыхание над паром от кипящей, немного подсоленной воды.

Медикаментозные средства

Наряду с народными способами, в борьбе с похмельем широко применяются лекарственные препараты, имеющиеся у многих дома, или, как минимум, в ближайшей аптеке.

1. Активированный уголь представляет собой одно из наиболее надежных и проверенных временем средств борьбы с похмельем. Он является энтеросорбентом, поглощающим имеющиеся в желудочно-кишечном тракте остатки алкоголя, после чего выводящим их наружу естественным образом.
2. Помимо активированного угля, в современной фармацевтике существует широкий спектр сорбентов: «Смекта», «Полисорб», «Энтеросгель» и другие. Новейшие препараты более эффективно борются с похмельем, обеспечивая при этом меньшее раздражение слизистой оболочки желудка. Планируя применение сорбентов, не следует одновременно принимать другие препараты от похмелья: они также будут поглощены, не успев принести никакой пользы. Прием следует разделить не менее чем на полтора часа.
3. Представленные в аптеках в широком ассортименте мягкодействующие успокоительные препараты на основе пустырника или валерианы помогают бороться с сопровождающими похмелье бессонницей и депрессией, успокаивают нервную систему и предотвращают развитие запоя. Принимать какие-то более мощные медикаменты снотворного и успокоительного действия не следует из-за высокого риска несовместимости с алкоголем.
4. Янтарная кислота - недорогие, но эффективные в борьбе с похмельем таблетки. Препарат обеспечивает ускорение центрального звена обмена веществ (цикл трикарбоновых кислот), позволяя организму значительно быстрее справиться с последствиями приема спиртного. Янтарная кислота противопоказана при болезнях желудка: гастрите и язве.
5. Препараты магния, такие как магнезия (сульфат магния), магнесол, панангин (аспаркам) и т. д. - также довольно действенные лекарства по невысокой цене, в борьбе с похмельем позволяющие снизить ущерб сердцу, ускорить обмен веществ, ослабить головную боль, устранить отеки и справиться с депрессией.

Определенные медицинские препараты не предназначены именно для борьбы с состоянием похмелья, но способны заметно его облегчить. В частности, мочегонные, такие как «Верошпирон». Человек с похмелья страдает от недостаточного объема циркулирующей крови, поскольку в процессе приема алкоголя жидкость перераспределяется из кровеносных сосудов в ткани организма, вызывая отеки. Для решения проблемы следует пить как можно больше обычной или минеральной воды, другой жидкости одновременно с мочегонными средствами. Помимо «Верошпирона» или аналогичного препарата, можно воспользоваться и пищевыми продуктами с тем же эффектом, включая арбуз, зеленый чай или безалкогольное пиво.

Определенные таблетки, такие как «Мексидол», «Глицин», «Пикамилон», «Пантогам» или «Новопассит», обеспечивают восстановление мозговой деятельности, успокоение нервной системы и уменьшение головной боли. На ранней стадии похмелья, если в процессе приема спиртного человек не переедал, эффективно проявляет себя препарат «Глутаргин», успокаивающий нервы, снимающий отеки и борющийся с интоксикацией.

Столкнувшись с похмельем, важно иметь в виду, что определенные процедуры и мероприятия в этот период противопоказаны. В первую очередь, ни в коем случае не следует пытаться похмелиться спиртным. Новая порция не помогает, а лишь вредит, в определенных ситуациях приводя человека к запою.

Аспирин - неоднозначное средство ввиду его агрессивного влияния на слизистую желудка. С этим препаратом надо быть осторожным, хотя он и поможет снять отеки, следствием которых является головная боль - один из наиболее тяжелых симптомов похмелья. Однако прием этого лекарства допускается не ранее, чем через шесть часов после последней дозы спиртного: аспирин и алкоголь несовместимы.

Курящему человеку с похмелья желательно пропустить первую утреннюю сигарету натощак, поскольку никотин вызывает усиление алкогольного воздействия и похмельных симптомов. Кроме того, он может провоцировать тошноту и рвоту. Воздерживаться от сигарет лучше на протяжении всего трудного дня.

Столкнувшись с похмельем, надо постараться успокоиться, отгоняя любые мысли о плохом: не нужно укорять себя за какие-либо нехорошие поступки, намного важнее отвлечься на что-то приятное. В этом смысле полезны сон, принятие ванны, прослушивание любимой музыки или просмотр фильмов. Умственные и физические усилия в день похмелья хорошо бы свести к минимуму.

При сильной разбитости ни в коем случае не стоит идти на пляж, поскольку жаркое солнце только усугубит недомогание, а температурный перепад может негативно сказаться на уровне давления и сердечной деятельности. Во время плавания с похмелья повышается риск возникновения судорог. Оптимальным решением проблемы водных процедур является контрастный душ.

В состоянии похмелья рекомендуется отказаться от деловых встреч и мероприятий. По возможности, постараться отпроситься с работы, поскольку в этот день все равно вряд ли удастся показать достаточную продуктивность. Для полноценного избавления от синдрома намного важнее максимум сна и покоя. Человек, выпивший чая с мятой и медом, как следует выспавшийся, на другой день будет ощущать лишь бодрость и свежесть.

В целом же изначально не рискуйте возникновением критического состояния похмелья: нужно контролировать объем употребляемого алкоголя. Перед крупным застольем надо пить как можно больше воды, помогающей организму быстрее перерабатывать спиртные напитки, а потребляя алкоголь - кушать овощные, мясные и рыбные блюда, включая икру, картофельное пюре и т. д. Закусывая, не смешивая спиртные напитки, а также активно двигаясь, танцуя и общаясь с другими людьми, человек ограничивает себя в количестве выпитого и снижает степень будущего похмелья.

С ним сложно не согласиться. Беда в том, что не всегда у нас получается соблюсти все эти пять условий. Особенно тяжко бывает определиться с последним. После того, как человек нарушает количественную заповедь, на следующее утро ему гарантированно состояние, которое немцы называют katzenjammer – «кошачий вой», французы - guele de bois – «деревянное рыло», норвежцы - jeg har tommermenn – «плотники в голове». На Руси это состояние всегда называлось предельно конкретно: .

Ставим диагноз

«Если бы в следующее утро Степе Лиходееву сказали бы так: «Степа! Тебя расстреляют, если ты сию минуту не встанешь!» - Степа ответил бы томным, чуть слышным голосом: «Расстреливайте, делайте со мною, что хотите, но я не встану». Не то что встать, - ему казалось, что он не может открыть глаз, потому что, если он только это сделает, сверкнет молния и голову его тут же разнесет на куски. В этой голове гудел тяжелый колокол, между глазными яблоками и закрытыми веками проплывали коричневые пятна с огненно-зеленым ободком, и в довершение всего тошнило, причем казалось, что тошнота эта связана со звуками какого-то назойливого патефона». Так описал страдания директора театра Варьете из романа «Мастер и Маргарита» . Точнее описать, наверное, сложно. Большинству взрослых людей эти симптомы знакомы не понаслышке. И каждый старается в меру своих человеческих сил. Только вот не каждый знает, какую тактику борьбы избрать. Какой способ выбрать, чтобы и быстро было, и не вредно. Чаще всего используется правило Авиценны, повторенное в том же романе посетившим Степу Воландом: «Подобное лечится подобным». Однако если разобраться глубже, все оказывается значительно сложнее и старое мудрое правило срабатывает не всегда.

В вопросах, связанных с похмельем далеко не все так однозначно, как кажется. Наркологи сегодня различают два вида похмелья. При всей схожести симптомов, они имеют совершенно разные корни, и, как следствие, лечатся так же по-разному. Отличить их несложно. Находясь в состоянии похмелья просто спросите себя, хотите ли вы выпить рюмку алкоголя. Иначе говоря, тянет ли вас «опохмелиться». Если стакан так и просится в руку, а после принятия дозы голова проясняется, глаза фокусируются, а шум в ушах и тремор (дрожь в руках) прекращаются – у вас «абстинентный синдром». «Синдром лишения алкоголя», серьезная и опасная болезнь непосредственно предшествующая и сопутствующая хроническому алкоголизму. Тут таблетки не помогут: непреодолимое желание выпить сигналит о том, что организм уже не может нормально функционировать без дозы спирта. В этом случае следует обращаться к профессиональному наркологу, чтобы он вовремя купировал начинающийся запой.

Если же от одной мысли о спиртном уже начинает мутить, а влить его в организм стоит больших усилий, значит вам повезло и у вас всего лишь «алкогольная интоксикация», сиречь – отравление. Явление временное и самопроходящее. У Степы, судя по тому, что совет Воланда ему явно понравился, был классический случай «абстинентного синдрома». А вот Шурик, «не рассчитавший свои силы» в кинофильме «Кавказская пленница», страдал именно от интоксикации.

Препарирование похмелья

Но откуда берется весь этот сложный комплекс похмельных симптомов? У каждого из них своя причина. Дело в том, что хотя спирт – довольно простое вещество, на организм человека он наступает сразу по нескольким фронтам.

В малых дозах этиловый спирт (по другому - этанол), составляющий основу любого алкоголя, не только не вреден, но даже полезен человеку. Недаром всяческие настойки целебных трав, кореньев и прочего лекарственного добра фармацевты делают именно на этаноле. Но то, что в одних дозах может быть приносящим благо лекарством, в других дозах само превращается в серьезный яд. Смертельной для неподготовленного человека при однократном потреблении считается доза от 6 до 8 грамм спирта на килограмм массы тела. То есть, для здорового мужчины весом в 80 кг выпитые залпом 2 бутылки водки скорее всего окажутся последними в жизни. Последствия будут не столь печальными, если процесс несколько растянуть по времени и совместить, например, с приемом пищи, называемой, в этом случае «закуской». Но избежать тех самых симптомов, о которых мы уже говорили, в этом случае не удастся никак.

Первый и главный – головная боль. Ее вызывает образовавшийся в процессе разложения спирта этиловый альдегид. В нормальных условиях наша печень довольно быстро переводит излишки спирта в альдегид, а его, в свою очередь, разбивает на углекислый газ и воду. Но когда алкоголь начинает поступать в больших количествах, в ее работе наступает «аврал». Печень начинает «захлебываться», и недобитая ядовитая гадость выплескивается в кровь.

«Сушняк» является следствием того, что химики называют «дегидрацией». Спирт «связывает» воду в организме: каждая его молекула «привязывает» к себе четыре молекулы воды. Грубо говоря, потребление 50 грамм спирта равносильно выведению из организма 200 грамм воды. Кроме того, чтобы вывести заброшенные вами в организм яды наружу вместе с мочой и потом, почкам и другим органам выведения требуется много воды. Именно поэтому алкоголь по праву считается хорошим мочегонным средством. Любители пива знают это не понаслышке.

Обострение органов чувств, когда во рту стоит неповторимый кошачий вкус, яркий свет пугает, а любые звуки бьют прямо по мозгам, минуя барабанные перепонки, связанно с перестройкой нервной системы. Наркотическая доза привела ее в состояние повышенной боеготовности. Чувствительность нейронов была выкручена до предела, пропускная способность аксонов, этих магистралей, по которым движется нервный импульс, доведена до максимума. Один стандартный нервный импульс в условиях похмелья превращается в десять, а то и в сто. Руки трясутся крупной дрожью, Глаза не могут задержаться на одном объекте, а сознание – сконцентрироваться на одной мысли. Инерционность нервной системы человека невелика, поэтому эти симптомы обычно пропадают первыми.

И, наконец, тошнота - результат банального пищевого отравления ядами и сивушными маслами, попавшими в алкогольный напиток. Тут много зависит от того, какой именно напиток вызвал похмелье. Хорошая водка, например, тошноту вызывает крайне редко. А вот виски, ром или темное пиво, в составе которых сивушные масла являются обязательным компонентом, - почти всегда.

Не таблеткой единой

Четыре источника похмелья подразумевают четыре фронта борьбы с ним.

Собственно, бороться стоит начинать уже во время возлияния. С профилактическими целями. Тут главное, не дать печени «захлебнуться». Чтобы критические дозы не переросли в «закритические» постарайтесь растянуть процесс приема алкоголя во времени. Пейте мелкими дозами и : из спирто-пищевой смеси алкоголь будет поступать в кровь значительно медленнее и равномернее. Кроме того, пища создает на стенках желудка жировое покрытие, которое также замедляет насыщение крови спиртом.

Если предполагается потребление больших доз красного вина, виски, рома, самогона, либо водки сомнительного качества (в жизни иногда случаются ситуации, когда отказаться от «приема» нет возможности), для того, чтобы заранее нейтрализовать действие «сивухи» выпейте пачку активированного угля. Желательно таблетки растолочь, растворить в воде и употребить либо «до», либо «во» время пития. Уголь всосет в себя всю гадость, а заодно – поможет печени, приняв часть ее работы по очистке организма на себя. Утром избавиться от оставшихся масел поможет промывание желудка. Но лучше всего будет поставить хорошую клизму. Это, конечно, не очень приятно, зато быстро, полезно и эффективно.

Справиться с обезвоживанием можно только одним методом: . Хорошо, если это будет миниральная вода без газа. Углекислота ускоряет процесс усвоения спирта (вспомните, как быстро пьянят шампанское и прочие игристые вина), следовательно она нам не к чему. А вот содержащиеся в минералке калий, кальций, йод, железо и, в особенности, магний очень пригодятся: после обильных мочеиспусканий в организме вполне может образоваться дефицит всех этих жизненно важных минералов. Магний блокирует в клетках каналы, по которым в них попадает кальций. При его нехватке кальций свободно проходит в клетку, вызывая ее чрезмерное возбуждение, что приводит к состоянию повышенной нервозности, к головной боли, мышечной слабости и сердечной аритмии. Как логичное дополнение – примите несколько драже поливитаминов.

Кстати, вернемся на секундочку к углекислоте. Правила хорошего тона вовсе не запрещают «выгонять» газ из игристых вин. Считается вполне допустимым помешивать шампанское, сидр или другие игристые вина ложечкой или соломинкой, дабы газ их скорее покинул. В некоторых домах для этой цели есть даже специальные «мешалочки». Конечно, делать это можно только тогда, когда ваше завтрашнее состояние волнует вас больше, чем желание правильно оценить вкус напитка.

Для того, чтобы успокоить нервную систему, постарайтесь заснуть. Не получится – просто полежите без движения, закрыв глаза и отрешившись от всех возможных мыслей. Неплохо устроить принудительный опохмел: через «не хочу» выпить бутылку пива, желательно тоже без газа, выдохшегося. Нет пива – выпейте стопку водки, но не больше. Чтобы подавить рвотный рефлекс, пить ее можно методом «паровозика». Наберите полный рот любого лимонада, поднесите стопку ко рту и влейте в него водку в то время, как будете глотать лимонад, - таким образом вам удастся обмануть вкусовые рецепторы, которые, как уже говорилось, во время похмелья на все посторонние вкусы реагируют особенно остро. А малая доза алкоголя поможет спустить нервное напряжение «на тормозах».

И не надо давать себе клятвенных зароков «никогда больше не пить». Зло заключается не в алкоголе, а в нашем неумении правильно его употреблять. Ведь на Руси всегда говорили: «Пей, да норму разумей».

ВОСЕМЬ ШАГОВ К ВЫХОДУ ИЗ ПОХМЕЛЬЯ

1) заставьте себя выпить бутылку пива . Похмелятся водкой можно только в случае его отсутствия. Если похмелье легкое, пиво можно заменить кефиром или простоквашей.

2) проглотите таблеток десять активированного угля или несколько таблеток олахола , он поможет желудку справится с токсинами.

3) проглотите таблетку аспирина, несколько аскорбинок и пару драже поливитаминов . Эта смесь поможет справиться с головной болью, снизит давление и настроит организма на нормальную работу.

4) если мутит – не ждите логичного исхода, помогите желудку, промойте его сами . Для «промывки» используйте слабый солевой или содовый раствор

5) пейте как можно больше жидкости . Лучше если это будет рассол. Запивать его можно щелочной минералкой, соком или компотом. Хорошо помогают слабый, теплый и сладкий чай и кофе.

6) поешьте. Если это будет невозможно – выпейте хотя бы чашку теплого бульона. Если и это будет тяжело, смешайте томатный сок с яичным желтком, добавьте, если есть, ложку коньяка и выпейте смесь одним глотком.

7) примите контрастный душ . Ваше кровообращение после него усилится, что ускорит процесс разложения оставшегося в организме алкоголя

8) для окончательного выхода - сходите в баню . Лучше в сауну, только с температурой не переборщите.

Норма у всех разная

Вычислить собственную норму, если знаешь, какого состояния хочешь достичь, не так сложно. Для этого можно воспользоваться нашей таблицей. Составлена она в расчете на пятидесятиграммовые рюмки сорокоградусных напитков. Для того, чтобы перевести таблицу на крепкие вина – умножьте количество рюмок в два раза, на слабые – в три раза. Для пива число будет обозначать количество 500-грамовых бокалов или бутылок.

Таблица составлена с учетом продолжительного времени мероприятия и нормальной закусочной емкости. Цифры показывают процентное содержание спирта в крови.

Калькулятор ниже предназначен для расчета неизвестной величины по заданным, используя формулу давления столба жидкости.
Сама формула:

Калькулятор позволяет найти

• давление столба жидкости по известным плотности жидкости, высоте столба жидкости и ускорению свободного падения
• высоту столба жидкости по известным давлению жидкости, плотности жидкости и ускорению свободного падения
• плотность жидкости по известным давлению жидкости, высоте столба жидкости и ускорению свободного падения
• ускорение свободного падения по известным давлению жидкости, плотности жидкости и высоте столба жидкости

Вывод формул для всех случаев тривиален. Для плотности по умолчанию используется значение плотности воды, для ускорения свободного падения - земное ускорение, и для давления - величина равная давлению в одну атмосферу. Немного теории, как водится, под калькулятором.

давление плотность высота ускорение свободного падения

Давление в жидкости, Па

Высота столба жидкости, м

Плотность жидкости, кг/м3

Ускорение свободного падения, м/с2

Гидростатическое давление - давление столба воды над условным уровнем.

Формула гидростатического давления выводится достаточно просто

Из этой формулы видно, что давление не зависит от площади сосуда или его формы. Оно зависит только от плотности и высоты столба конкретной жидкости. Из чего следует, что, увеличив высоту сосуда, мы можем при небольшом объеме создать довольно высокое давление.
В 1648 г. это продемонстрировал Блез Паскаль. Он вставил в закрытую бочку, наполненную водой, узкую трубку и, поднявшись на балкон второго этажа, влил в эту трубку кружку воды. Из-за малой толщины трубки вода в ней поднялась до большой высоты, и давление в бочке увеличилось настолько, что крепления бочки не выдержали, и она треснула.

Также это приводит к такому явлению как гидростатический парадокс.

Гидростатический парадокс - явление, при котором сила весового давления налитой в сосуд жидкости на дно сосуда может отличаться от веса налитой жидкости. В сосудах с увеличивающимся кверху поперечным сечением сила давления на дно сосуда меньше веса жидкости, в сосудах с уменьшающимся кверху поперечным сечением сила давления на дно сосуда больше веса жидкости. Сила давления жидкости на дно сосуда равно весу жидкости лишь для сосуда цилиндрической формы.

На картинке вверху давление на дно сосуда по всех случаях одинакова и не зависит от веса налитой жидкости, а только от ее уровня. Причина гидростатического парадокса состоит в том, что жидкость давит не только на дно, но и на стенки сосуда. Давление жидкости на наклонные стенки имеет вертикальную составляющую. В расширяющемся кверху сосуде она направлена вниз, в сужающемся кверху сосуде она направлена вверх. Вес жидкости в сосуде будет равен сумме вертикальных составляющих давления жидкости по всей внутренней площади сосуда

Человек на лыжах, и без них.

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.

Опыт.Результат действия данной силы зависит от того, какая сила действует на единицу площади поверхности.

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.

Опыт. Вторая иллюстрация.

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:

p = F/S

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,

1 Па = 1 Н / м 2 .

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

1 кПа = 1000 Па;

1 гПа = 100 Па;

1 Па = 0,001 кПа;

1 Па = 0,01 гПа.

Запишем условие задачи и решим её.

Дано : m = 45 кг, S = 300 см 2 ; p = ?

В единицах СИ: S = 0,03 м 2

Решение:

p = F /S ,

F = P ,

P = g·m ,

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

Способы уменьшения и увеличения давления.

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.

Давление

Известно, что молекулы газа беспорядочно движутся.

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 .

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?

Для хранения и перевозки сжатого газа используются специальные прочные стальные баллоны.

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 .

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.

Закон Паскаля.

Давление передается в каждую точку жидкости или газа.

Давление поршня передается в каждую точку жидкости, заполняющей шар.

Теперь газ.

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 .

Давление в жидкости и газе.

Под действием веса жидкости резиновое дно в трубке прогнется.

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.

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.

Иллюстрация.

Дно отходит от цилиндра вследствие давления на него силы тяжести.

Опустим трубку с резиновым дном, в которую налита вода, в другой, более широкий сосуд с водой. Мы увидим, что по мере опускания трубки резиновая пленка постепенно выпрямляется. Полное выпрямление пленки показывает, что силы, действующие на нее сверху и снизу, равны. Наступает полное выпрямление пленки тогда, когда уровни воды в трубке и сосуде совпадают.

Такой же опыт можно провести с трубкой, в которой резиновая пленка закрывает боковое отверстие, как это показано на рисунке, а. Погрузим эту трубку с водой в другой сосуд с водой, как это изображено на рисунке, б . Мы заметим, что пленка снова выпрямится, как только уровни воды в трубке и сосуде сравняются. Это означает, что силы, действующие на резиновую пленку, одинаковы со всех сторон.

Возьмем сосуд, дно которого может отпадать. Опустим его в банку с водой. Дно при этом окажется плотно прижатым к краю сосуда и не отпадет. Его прижимает сила давления воды, направленная снизу вверх.

Будем осторожно наливать воду в сосуд и следить за его дном. Как только уровень воды в сосуде совпадет с уровнем воды в банке, оно отпадет от сосуда.

В момент отрыва на дно давит сверху вниз столб жидкости в сосуде, а снизу вверх на дно передается давление такого же по высоте столба жидкости, но находящейся в банке. Оба эти давления одинаковы, дно же отходит от цилиндра вследствие действия на него собственной силы тяжести.

Выше были описаны опыты с водой, но если взять вместо воды любую другую жидкость, результаты опыта будут те же.

Итак, опыты показывают, что внутри жидкости существует давление, и на одном и том же уровне оно одинаково по всем направлениям. С глубиной давление увеличивается .

Газы в этом отношении не отличаются от жидкостей, ведь они тоже имеют вес. Но надо помнить, что плотность газа в сотни раз меньше плотности жидкости. Вес газа, находящегося в сосуде, мал, и его "весовое" давление во многих случаях можно не учитывать.

Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда.

Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда.

Рассмотрим, как можно рассчитывать давление жидкости на дно и стенки сосуда. Решим сначала задачу для сосуда, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда.

Сила F , с которой жидкость, налитая в этот сосуд, давит на его дно, равна весу P жидкости, находящейся в сосуде. Вес жидкости можно определить, зная ее массу m . Массу, как известно, можно вычислить по формуле: m = ρ·V . Объем жидкости, налитой в выбранный нами сосуд, легко рассчитать. Если высоту столба жидкости, находящейся в сосуде, обозначить буквой h , а площадь дна сосуда S , то V = S·h .

Масса жидкости m = ρ·V , или m = ρ·S·h .

Вес этой жидкости P = g·m , или P = g·ρ·S·h .

Так как вес столба жидкости равен силе, с которой жидкость давит на дно сосуда, то, разделив вес P на площадь S , получим давление жидкости p :

p = P/S , или p = g·ρ·S·h/S,

Мы получили формулу для расчета давления жидкости на дно сосуда. Из этой формулы видно, что давление жидкости на дно сосуда зависит только от плотности и высоты столба жидкости .

Следовательно, по выведенной формуле можно рассчитывать давление жидкости, налитой в сосуд любой формы (строго говоря, наш расчет годится только для сосудов, имеющих форму прямой призмы и цилиндра. В курсах физики для института доказано, что формула верна и для сосуда произвольной формы). Кроме того, по ней можно вычислить и давление на стенки сосуда. Давление внутри жидкости, в том числе давление снизу вверх, также рассчитывается по этой формуле, так как давление на одной и той же глубине одинаково по всем направлениям.

При расчете давления по формуле p = gρh надо плотность ρ выражать в килограммах на кубический метр (кг/м 3), а высоту столба жидкости h - в метрах (м), g = 9,8 Н/кг, тогда давление будет выражено в паскалях (Па).

Пример . Определите давление нефти на дно цистерны, если высота столба нефти 10 м, а плотность ее 800 кг/м 3 .

Запишем условие задачи и запишем ее.

Дано :

ρ = 800 кг/м 3

Решение :

p = 9.8 Н/кг · 800 кг/м 3 · 10 м ≈ 80 000 Па ≈ 80 кПа.

Ответ : p ≈ 80 кПа.

Сообщающиеся сосуды.

Сообщающиеся сосуды.

На рисунке изображены два сосуда, соединённые между собой резиновой трубкой. Такие сосуды называются сообщающимися . Лейка, чайник, кофейник - примеры сообщающихся сосудов. Из опыта мы знаем, что вода, налитая, например, в лейку, стоит всегда на одном уровне в носике и внутри.

С сообщающимися сосудами можно проделать следующий простой опыт. В начале опыта резиновую трубку зажимаем в середине, и в одну из трубок наливаем воду. Затем зажим открываем, и вода вмиг перетекает в другую трубку, пока поверхности воды в обеих трубках не установятся на одном уровне. Можно закрепить одну из трубок в штативе, а другую поднимать, опускать или наклонять в разные стороны. И в этом случае, как только жидкость успокоится, ее уровни в обеих трубках уравняются.

В сообщающихся сосудах любой формы и сечения поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне (при условии, что давление воздуха над жидкостью одинаково) (рис. 109).

Это можно обосновать следующим образом. Жидкость покоится, не перемещаясь из одного сосуда в другой. Значит, давления в обоих сосудах на любом уровне одинаковы. Жидкость в обоих сосудах одна и та же, т. е. имеет одинаковую плотность. Следовательно, должны быть одинаковы и ее высоты. Когда мы поднимаем один сосуд или доливаем в него жидкость, давление в нем увеличивается и жидкость перемещается в другой сосуд до тех пор, пока давления не уравновесятся.

Если в один из сообщающихся сосудов налить жидкость одной плотности, а во второй - другой плотности, то при равновесии уровни этих жидкостей не будут одинаковыми. И это понятно. Мы ведь знаем, что давление жидкости на дно сосуда прямо пропорционально высоте столба и плотности жидкости. А в этом случае плотности жидкостей будут различны.

При равенстве давлений высота столба жидкости с большей плотностью будет меньше высоты столба жидкости с меньшей плотностью (рис.).

Опыт. Как определить массу воздуха.

Вес воздуха. Атмосферное давление.

Существование атмосферного давления.

Атмосферное давление больше, чем давление разреженного воздуха в сосуде.

На воздух, как и на всякое тело, находящееся на Земле, действует сила тяжести, и, значит, воздух обладает весом. Вес воздуха легко вычислить, зная его массу.

На опыте покажем, как вычислить массу воздуха. Для этого нужно взять прочный стеклянный шар с пробкой и резиновой трубкой с зажимом. Выкачаем из него насосом воздух, зажмем трубку зажимом и уравновесим на весах. Затем, открыв зажим на резиновой трубке, впустим в него воздух. Равновесие весов при этом нарушится. Для его восстановления на другую чашку весов придется положить гири, масса которых будет равна массе воздуха в объеме шара.

Опытами установлено, что при температуре 0 °С и нормальном атмосферном давлении масса воздуха объемом 1 м 3 равна 1,29 кг. Вес этого воздуха легко вычислить:

P = g·m, P = 9,8 Н/кг · 1,29 кг ≈ 13 Н.

Воздушная оболочка, окружающая Землю, называется атмосфера (от греч. атмос - пар, воздух, и сфера - шар).

Атмосфера, как показали наблюдения за полетом искусственных спутников Земли, простирается на высоту нескольких тысяч километров.

Вследствие действия силы тяжести верхние слои атмосферы, подобно воде океана, сжимают нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, сжат больше всего и, согласно закону Паскаля, передает производимое на него давление по всем направлениям.

В результате этого земная поверхность и телá, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха, или, как обычно говорится в таких случаях, испытывают атмосферное давление .

Существованием атмосферного давления могут быть объяснены многие явления, с которыми мы встречаемся в жизни. Рассмотрим некоторые из них.

На рисунке изображена стеклянная трубка, внутри которой находится поршень, плотно прилегающий к стенкам трубки. Конец трубки опущен воду. Если поднимать поршень, то за ним будет подниматься и вода.

Это явление используется в водяных насосах и некоторых других устройствах.

На рисунке показан цилиндрический сосуд. Он закрыт пробкой, в которую вставлена трубка с краном. Из сосуда насосом откачивается воздух. Затем конец трубки помещается в воду. Если теперь открыть кран, то вода фонтаном брызнет в внутрь сосуда. Вода поступает в сосуд потому, что атмосферное давление больше давления разреженного воздуха в сосуде.

Почему существует воздушная оболочка Земли.

Как и все тела, молекулы газов, входящих в состав воздушной оболочки Земли, притягиваются к Земле.

Но почему же тогда все они не упадут на поверхность Земли? Каким образом сохраняется воздушная оболочка Земли, ее атмосфера? Чтобы понять это, надо учесть, что молекулы газов находятся в непрерывном и беспорядочном движении. Но тогда возникает другой вопрос: почему эти молекулы не улетают в мировое пространство, то есть в космос.

Для того, чтобы совсем покинуть Землю, молекула, как и космический корабль или ракета, должна иметь очень большую скорость (не меньше 11,2 км/с). Это так называемая вторая космическая скорость . Скорость большинства молекул воздушной оболочки Земли значительно меньше этой космической скорости. Поэтому большинство их привязано к Земле силой тяжести, лишь ничтожно малое количество молекул улетает за пределы Земли в космос.

Беспорядочное движение молекул и действие на них силы тяжести приводят в результате к тому, что молекулы газов "парят" в пространстве около Земли, образуя воздушную оболочку, или известную нам атмосферу.

Измерения показывают, что плотность воздуха быстро уменьшается с высотой. Так, на высоте 5,5 км над Землей плотность воздуха в 2 раза меньше его плотность у поверхности Земли, на высоте 11 км - в 4 раза меньше, и т. д. Чем выше, тем воздух разреженнее. И наконец, в самых верхних слоях (сотни и тысячи километров над Землей) атмосфера постепенно переходит в безвоздушное пространство. Четкой границы воздушная оболочка Земли не имеет.

Строго говоря, вследствие действия силы тяжести плотность газа в любом закрытом сосуде неодинакова по всему объему сосуда. Внизу сосуда плотность газа больше, чем в верхних его частях, поэтому и давление в сосуде неодинаково. На дне сосуда оно больше, чем вверху. Однако для газа, содержащегося в сосуде, это различие в плотности и давлении столь мало, что его можно во многих случаях совсем не учитывать, просто знать об этом. Но для атмосферы, простирающейся на несколько тысяч километров, различие это существенно.

Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли.

Рассчитать атмосферное давление по формуле для вычисления давления столба жидкости (§ 38) нельзя. Для такого расчета надо знать высоту атмосферы и плотность воздуха. Но определенной границы у атмосферы нет, а плотность воздуха на разной высоте различна. Однако измерить атмосферное давление можно с помощью опыта, предложенного в 17 веке итальянским ученым Эванджелиста Торричелли , учеником Галилея.

Опыт Торричелли состоит в следующем: стеклянную трубку длиной около 1 м, запаянную с одного конца, наполняют ртутью. Затем, плотно закрыв второй конец трубки, ее переворачивают и опускают в чашку с ртутью, где под уровнем ртути открывают этот конец трубки. Как и в любом опыте с жидкостью, часть ртути при этом выливается в чашку, а часть ее остается в трубке. Высота столба ртути, оставшейся в трубке, равна примерно 760 мм. Над ртутью внутри трубки воздуха нет, там безвоздушное пространство, поэтому никакой газ не оказывает давления сверху на столб ртути внутри этой трубки и не влияет на измерения.

Торричелли, предложивший описанный выше опыт, дал и его объяснение. Атмосфера давит на поверхность ртути в чашке. Ртуть находится в равновесии. Значит, давление в трубке на уровне аа 1 (см. рис) равно атмосферному давлению. При изменении атмосферного давления меняется и высота столба ртути в трубке. При увеличении давления столбик удлиняется. При уменьшении давления - столб ртути уменьшает свою высоту.

Давление в трубке на уровне аа1 создается весом столба ртути в трубке, так как в верхней части трубки над ртутью воздуха нет. Отсюда следует, что атмосферное давление равно давлению столба ртути в трубке , т. е.

p атм = p ртути.

Чем больше атмосферное давление, тем выше столб ртути в опыте Торричелли. Поэтому на практике атмосферное давление можно измерить высотой ртутного столба (в миллиметрах или сантиметрах). Если, например, атмосферное давление равно 780 мм рт. ст. (говорят "миллиметров ртутного столба"), то это значит, что воздух производит такое же давление, какое производит вертикальный столб ртути высотой 780 мм.

Следовательно, в этом случае за единицу измерения атмосферного давления принимается 1 миллиметр ртутного столба (1 мм рт. ст.). Найдем соотношение между этой единицей и известной нам единицей - паскалем (Па).

Давление столба ртути ρ ртути высотой 1 мм равно:

p = g·ρ·h , p = 9,8 Н/кг · 13 600 кг/ м 3 · 0,001 м ≈ 133,3 Па.

Итак, 1 мм рт. ст. = 133,3 Па.

В настоящее время атмосферное давление принято измерять в гектопаскалях (1 гПа = 100 Па). Например, в сводках погоды может быть объявлено, что давление равно 1013 гПа, это то же самое, что 760 мм рт. ст.

Наблюдая ежедневно за высотой ртутного столба в трубке, Торричелли обнаружил, что эта высота меняется, т. е. атмосферное давление непостоянно, оно может увеличиваться и уменьшаться. Торричелли заметил также, что атмосферное давление связано с изменением погоды.

Если к трубке с ртутью, использовавшейся в опыте Торричелли, прикрепить вертикальную шкалу, то получится простейший прибор - ртутный барометр (от греч. барос - тяжесть, метрео - измеряю). Он служит для измерения атмосферного давления.

Барометр - анероид.

В практике для измерения атмосферного давления используют металлический барометр, называемый анероидом (в переводе с греческого - безжидкостный ). Так барометр называют потому, что в нем нет ртути.

Внешний вид анероида изображен на рисунке. Главная часть его - металлическая коробочка 1 с волнистой (гофрированной) поверхностью (см. др. рис.). Из этой коробочки выкачан воздух, а чтобы атмосферное давление не раздавило коробочку, ее крышка 2 пружиной оттягивается вверх. При увеличении атмосферного давления крышка прогибается вниз и натягивает пружину. При уменьшении давления пружина выпрямляет крышку. К пружине с помощью передаточного механизма 3 прикреплена стрелка-указатель 4, которая продвигается вправо или влево при изменении давления. Под стрелкой укреплена шкала, деления которой нанесены по показаниям ртутного барометра. Так, число 750, против которого стоит стрелка анероида (см. рис.), показывает, что в данный момент в ртутном барометре высота ртутного столба 750 мм.

Следовательно, атмосферное давление равно 750 мм рт. ст. или ≈ 1000 гПа.

Значение атмосферного давления весьма важно для предвидения погоды на ближайшие дни, так как изменение атмосферного давления связано с изменением погоды. Барометр - необходимый прибор для метеорологических наблюдений.

Атмосферное давление на различных высотах.

В жидкости давление, как мы знаем, зависит от плотности жидкости и высоты ее столба. Вследствие малой сжимаемости плотность жидкости на различных глубинах почти одинакова. Поэтому, вычисляя давление, мы считаем ее плотность постоянной и учитываем только изменение высоты.

Сложнее дело обстоит с газами. Газы сильно сжимаемы. А чем сильнее газ сжат, тем больше его плотность, и тем большее давление он производит. Ведь давление газа создается ударами его молекул о поверхность тела.

Слои воздуха у поверхности Земли сжаты всеми вышележащими слоями воздуха, находящимися над ними. Но чем выше от поверхности слой воздуха, тем слабее он сжат, тем меньше его плотность. Следовательно, тем меньшее давление он производит. Если, например, воздушный шар поднимается над поверхностью Земли, то давление воздуха на шар становиться меньше. Это происходит не только потому, что высота столба воздуха над ним уменьшается, но еще и потому, что уменьшается плотность воздуха. Вверху она меньше, чем внизу. Поэтому зависимость давления воздуха от высоты сложнее, чем жидкости.

Наблюдения показывают, что атмосферное давление в местностях, лежащих на уровне моря, в среднем равно 760 мм рт. ст.

Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 °С, называется нормальным атмосферным давлением .

Нормальное атмосферное давление равно 101 300 Па = 1013 гПа.

Чем больше высота над уровнем моря, тем давление меньше.

При небольших подъемах, в среднем, на каждые 12 м подъема давление уменьшается на 1 мм рт. ст. (или на 1,33 гПа).

Зная зависимость давления от высоты, можно по изменению показаний барометра определить высоту над уровнем моря. Анероиды, имеющие шкалу, по которой непосредственно можно измерить высоту над уровнем моря, называются высотомерами . Их применяют в авиации и при подъеме на горы.

Манометры.

Мы уже знаем, что для измерения атмосферного давления применяют барометры. Для измерения давлений, бóльших или меньших атмосферного, используется манометры (от греч. манос - редкий, неплотный, метрео - измеряю). Манометры бывают жидкостные и металлические .

Рассмотрим сначала устройство и действие открытого жидкостного манометра . Он состоит из двухколенной стеклянной трубки, в которую наливается какая-нибудь жидкость. Жидкость устанавливается в обоих коленах на одном уровне, так как на ее поверхность в коленах сосуда действует только атмосферное давление.

Чтобы понять, как работает такой манометр, его можно соединить резиновой трубкой с круглой плоской коробкой, одна сторона которой затянута резиновой пленкой. Если надавить пальцем на пленку, то уровень жидкости в колене манометра, соединенном в коробкой, понизится, а в другом колене повысится. Чем это объясняется?

При надавливании на пленку увеличивается давление воздуха в коробке. По закону Паскаля это увеличение давления передается и жидкости в том колене манометра, которое присоединено к коробке. Поэтому давление на жидкость в этом колене будет больше, чем в другом, где на жидкость действует только атмосферное давление. Под действием силы этого избыточного давления жидкость начнет перемещаться. В колене со сжатым воздухом жидкость опустится, в другом - поднимется. Жидкость придет в равновесие (остановится), когда избыточное давление сжатого воздуха уравновесится давлением, которое производит избыточный столб жидкости в другом колене манометра.

Чем сильнее давить на пленку, тем выше избыточный столб жидкости, тем больше его давление. Следовательно, об изменении давления можно судить по высоте этого избыточного столба .

На рисунке показано, как таким манометром можно измерять давление внутри жидкости. Чем глубже погружается в жидкость трубочка, тем больше становится разность высот столбов жидкости в коленах манометра , тем, следовательно, и большее давление производит жидкость .

Если установить коробочку прибора на какой-нибудь глубине внутри жидкости и поворачивать ее пленкой вверх, вбок и вниз, то показания манометра при этом не будут меняется. Так и должно быть, ведь на одном и том же уровне внутри жидкости давление одинаково по всем направлениям .

На рисунке изображен металлический манометр . Основная часть такого манометра - согнутая в трубу металлическая трубка 1 , один конец которой закрыт. Другой конец трубки с помощью крана 4 сообщается с сосудом, в котором измеряют давление. При увеличении давления трубка разгибается. Движение её закрытого конца при помощи рычага 5 и зубчатки 3 передается стрелке 2 , движущейся около шкалы прибора. При уменьшении давления трубка, благодаря своей упругости, возвращается в прежнее положение, а стрелка - к нулевому делению шкалы.

Поршневой жидкостный насос.

В опыте, рассмотренном нами ранее (§ 40), было установлено, что вода в стеклянной трубке под действием атмосферного давления поднималась вверх за поршнем. На этом основано действие поршневых насосов.

Насос схематически изображен на рисунке. Он состоит из цилиндра, внутри которого ходит вверх и вниз, плотно прилегая к стенкам сосуда, поршень 1 . В нижней части цилиндра и в самом поршне установлены клапаны 2 , открывающиеся только вверх. При движении поршня вверх вода под действием атмосферного давления входит в трубу, поднимает нижний клапан и движется за поршнем.

При движении поршня вниз вода, находящаяся под поршнем, давит на нижний клапан, и он закрывается. Одновременно под давлением воды открывается клапан внутри поршня, и вода переходит в пространство над поршнем. При следующем движении поршня вверх в месте с ним поднимается и находящаяся над ним вода, которая и выливается в отводящую трубу. Одновременно за поршнем поднимается и новая порция воды, которая при последующем опускании поршня окажется над ним, и вся эта процедура повторяется вновь и вновь, пока работает насос.

Гидравлический пресс.

Закон Паскаля позволяет объяснить действие гидравлической машины (от греч. гидравликос - водяной). Это машины, действие которых основано на законах движения и равновесия жидкостей.

Основной частью гидравлической машины служат два цилиндра разного диаметра, снабженные поршнями и соединительной трубкой. Пространство под поршнями и трубку заполняют жидкостью (обычно минеральным маслом). Высоты столбов жидкости в обоих цилиндрах одинаковы, пока на поршни не действуют силы.

Допустим теперь, что силы F 1 и F 2 - силы, действующие на поршни, S 1 и S 2 - площади поршней. Давление под первым (малым) поршнем равно p 1 = F 1 / S 1 , а под вторым (большим) p 2 = F 2 / S 2 . По закону Паскаля давление покоящейся жидкостью во все стороны передается одинаково, т. е. p 1 = p 2 или F 1 / S 1 = F 2 / S 2 , откуда:

F 2 / F 1 = S 2 / S 1 .

Следовательно, сила F 2 во столько раз больше силы F 1 , во сколько раз площадь большого поршня больше площади малого поршня . Например, если площадь большого поршня 500 см 2 , а малого 5 см 2 , и на малый поршень действует сила 100 Н, то на больший поршень будет действовать сила, в 100 раз бóльшая, то есть 10 000 Н.

Таким образом, с помощью гидравлической машины можно малой силой уравновесить бóльшую силу.

Отношение F 1 / F 2 показывает выигрыш в силе. Например, в приведенном примере выигрыш в силе равен 10 000 Н / 100 Н = 100.

Гидравлическая машина, служащая для прессования (сдавливания), называется гидравлическим прессом .

Гидравлические прессы применяются там, где требуется большая сила. Например, для выжимания масла из семян на маслобойных заводах, для прессования фанеры, картона, сена. На металлургических заводах гидравлические прессы используют для изготовления стальных валов машин, железнодорожных колес и многих других изделий. Современные гидравлические прессы могут развивать силу в десятки и сотни миллионов ньютонов.

Устройство гидравлического пресса схематически показано на рисунке. Прессуемое тело 1 (A) кладут на платформу, соединенную с большим поршнем 2 (B). При помощи малого поршня 3 (D) создается большое давление на жидкость. Это давление передается в каждую точку жидкости, заполняющей цилиндры. Поэтому такое же давление действует и на второй, большой поршень. Но так как площадь 2-го (большого) поршня больше площади малого, то и сила, действующая на него, будет больше силы, действующей на поршень 3 (D). Под действием этой силы поршень 2 (B) будет подниматься. При подъеме поршня 2 (B) тело (A) упирается в неподвижную верхнюю платформу и сжимается. При помощи манометра 4 (M) измеряется давление жидкости. Предохранительный клапан 5 (P) автоматически открывается, когда давление жидкости превышает допустимое значение.

Из малого цилиндра в большой жидкость перекачивается повторными движениями малого поршня 3 (D). Это осуществляется следующим образом. При подъеме малого поршня (D) клапан 6 (K) открывается, и в пространство, находящееся под поршнем, засасывается жидкость. При опускании малого поршня под действием давления жидкости клапан 6 (K) закрывается, а клапан 7 (K") открывается, и жидкость переходит в большой сосуд.

Действие воды и газа на погруженное в них тело.

Под водой мы легко можем поднять камень, который с трудом поднимается в воздухе. Если погрузить пробку под воду и выпустить ее из рук, то она всплывет. Как можно объяснить эти явления?

Мы знаем (§ 38), что жидкость давит на дно и стенки сосуда. И если внутрь жидкости поместить какое-нибудь твердое тело, то оно также будет подвергаться давлению, как и стенки сосуда.

Рассмотрим силы, которые действуют со стороны жидкости на погруженное в нее тело. Чтобы легче было рассуждать, выберем тело, которое имеет форму параллелепипеда с основаниями, параллельными поверхности жидкости (рис.). Силы, действующие на боковые грани тела, попарно равны и уравновешивают друг друга. Под действием этих сил тело сжимается. А вот силы, действующие на верхнюю и нижнюю грани тела, неодинаковы. На верхнюю грань давит сверху силой F 1 столб жидкости высотой h 1 . На уровне нижней грани давление производит столб жидкости высотой h 2 . Это давление, как мы знаем (§ 37), передается внутри жидкости во все стороны. Следовательно, на нижнюю грань тела снизу вверх с силой F 2 давит столб жидкости высотой h 2 . Но h 2 больше h 1 , следовательно, и модуль силы F 2 больше модуля силы F 1 . Поэтому тело выталкивается из жидкости с силой F выт, равной разности сил F 2 - F 1 , т. е.