kapaliny
vlastnosti kapalin
Základní vlastností kapalin je tekutost.
Příčinou tekutosti je snadná vzájemná pohyblivost částic, z nichž se kapalná tělesa skládají. Proto kapalná tělesa nemají stálý tvar, ale přizpůsobují se tvaru okolních pevných těles, např. tvaru nádoby, v nichž se nacházejí. Kapaliny vzhledem k jejich tekutosti řadíme do skupiny tekutiny, stejně jako plyny. Nesmíme zapomenout, že kapaliny se vyznačují objemovou stálostí.V důsledku vzájemného silového působení částic zachovávají kapalná tělesa i při proměnném tvaru stálý objem, a jsou-li v klidu, vytvářejí v tíhovém poli Země volný vodorovný povrch – volnou hladinu. Vzájemné odpudivé síly mezi molekulami kapaliny pak zabraňují jejich vzájemnému přiblížení, což je příčinou velmi malé stlačitelnosti kapalin. Vzájemná pohyblivost částic u kapalin není stejná. Příčinou různé tekutosti je vnitřní tření, které se projevuje vznikem odporových sil působících proti směru vzájemného pohybu částic tekutiny. Například větší tekutost vykazuje voda a naopak menší tekutost olej.

Pokud chceme mluvit o kapalině, která je dokonale tekutá, bez vnitřního tření, zcela nestlačitelná, můžeme ji nazvat ideální kapalinou. => pokud je kapalina v nádobě na povrchu Země v klidu, působí tíhová síla na jednotlivé částice kapaliny a celkově následná tlaková síla na celé kapalné těleso. Toto silové působení spolu s tekutostí a stálostí objemu kapalného tělesa je příčinou toho, že kapalné těleso v klidu má volný povrch ve vodorovné rovině, tj. v rovině kolmé ke směru tíhové síly na daném místě povrchu Země.
Z týchž důvodů vyplní kapalné těleso vždy celou část nádoby pod volným povrchem kapaliny
=> kapalné těleso v klidu na povrchu Země má proměnlivý tvar podle vnitřního tvaru nádoby, v níž se nachází.

nahoru

tlak v kapalinách
Tlak je důležitá skalární fyzikální veličina, která charakterizuje stav kapaliny v určitém místě, je definována jako podíl velikosti síly , která působí kolmo na rovinnou plochu kapaliny a obsahu S této plochy.

Jednotkou tlaku je 1 Pa (pascal) 

1 Pa je tlak, který vyvolá síla 1 N rovnoměrně rozložená na ploše o obsahu 1 a působící kolmo na tuto plochu. Tlak v ideální kapalině je jednoznačně určen svojí hodnotou. Je-li v určitém místě kapaliny tlak p , pak na rovinnou plochu o obsahu S v tomto místě působí kolmá tlaková síla o velikosti 

.

 Tlak v kapalině může být vyvolán působením vnější síly (např. tlakem pevného tělesa na kapalinu v uzavřené nádobě), pak je tlak ve všech místech stejný a tenhle děj popisuje Pascalův zákon. Tlak může být také vyvolán tíhovou silou na kapalinu v nádobě, jinak také hydrostatická síla.

nahoru

hydrostatický tlak a síla
V tíhovém poli Země působí na všechny částice kapalného tělesa tíhová síla. Výsledkem tohoto působení je hydrostatická tlaková síla .Touto silou působí kapalina na dno a stěny nádoby nebo na tělesa (např. potápěče či ponorku) pod hladinou.

Velikost hydrostatické tlakové síly , kterou působí kapalina v hloubce h na dno nádoby o plošném obsahu S, je dána v případě nádoby se svislými stěnami tíhou kapaliny v nádobě. Je-li m = ( je hustota a V objem kapaliny) a pak platí:

Velikost hydrostatické tlakové síly závisí na hustotě kapaliny, na obsahu dna a na hloubce pod volným povrchem kapaliny. Nezávisí na tvaru a celkovém objemu kapalného tělesa. Když nalijeme do nádob různého tvaru, ale se dnem stejné plochy S a hladinou ve stejné výšce h kapalinu, bude na dno nádoby působit vždy stejná tlaková síla. Tento jev se nazývá hydrostatický paradox. Ten byl zjištěn experimentálně a vysvětluje ho skutečnost, že hydrostatický tlak závisí na hloubce. 

Je způsoben tím, že v nádobách, jejichž stěny nejsou svislé, působí kromě tíhy kapaliny také reakce stěn na kolmé tlakové síly. 

Na dno působí tíhová síla . Kapalina zároveň působí kolmými tlakovými silami na stěny. Reakce kolmých sil působí na kapalinu. Tyto reakce jsou síly a . Rozkládají se na svislé složky a a vodorovné   a . Vodorovné složky se vzájemně zruší a svislé nadlehčí kapalinu právě tak, že na dno působí jen síla , přestože velikost je v tomto případě větší. Tlak v kapalině vyvolaný hydrostatickou tlakovou silou se nazývá hydrostatický tlak 

Hydrostatický tlak vzniká v kapalině její tíhou. Aby byl v kapalině hydrostatický tlak, musí se kapalina nacházet v gravitačním poli. Tlak v kapalině způsobený vnější silou nebo pohybem kapaliny není hydrostatický tlak. 

Hydrostatickou tlakovou silou působí kapalina na tělesa do ní ponořená nebo na stěny nádoby nebo na své vlastní části (výše položené části tlačí svou tíhou na níže položené části kapaliny). Hydrostatický tlak závisí přímo úměrně na hloubce v kapalině (výšce kapalinového sloupce), hustotě kapaliny a na gravitaci. Nezáleží na množství (hmotnosti, objemu) kapaliny.

Hydrostatický tlak se značí , základní jednotka je pascal (Pa). 

nahoru