Закон Паскаля может быть сформулирован[1][2][3]таким образом:
Изменение давления в какой-либо точке несжимаемой жидкости на некоторую величину вызывает изменение давления на ту же величину и во всех остальных точках жидкости.
Во многих источниках закон выражают с использованием устоявшейся словесной формулировки:
Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях.
Закон сформулирован французским учёным Блезом Паскалем в 1653 году (опубликован в 1663 году)[4].
Следует обратить внимание на то, что в законе Паскаля речь идет не о равенстве давлений в разных точках, а о равенстве возмущений давления в разных точках, поэтому закон справедлив и для жидкости в поле силы тяжести. В случае движущейся несжимаемой жидкости можно условно говорить о справедливости закона Паскаля, ибо добавление произвольной постоянной величины к давлению не меняет вида уравнения движения жидкости (уравнения Эйлера или, если учитывается действие вязкости, уравнения Навье — Стокса), однако в этом случае термин закон Паскаля, как правило, не применяется.
Помимо того, что закон Паскаля является следствием уравнения движения сплошной среды (второго закона Ньютона) в частном случае покоящейся жидкости, этот закон также можно рассматривать и как следствие закона сохранения энергии[5]. Существуют обобщения закона Паскаля и для сжимаемой жидкости (газа), которые отличаются от формулировки закона Паскаля для несжимаемой жидкости[6].
В ряде источников «законом Паскаля» ошибочно[7] называют утверждение о том, что величина напряжения (давление) в фиксированной точке покоящейся жидкости не зависит от ориентации площадки, мысленно проведенной через эту точку, хотя это утверждение и вытекает из закона Паскаля как частный случай.
Применение закона Паскаля
На основе закона Паскаля работают различные гидравлические устройства: тормозные системы, гидравлические прессы и др.
См. также
Примечания
- ↑«Это равенство и выражает закон Паскаля, который, таким образом, состоит в том, что изменение давления в какой-либо точке несжимаемой жидкости на некоторую величину вызывает изменение давления на ту же величину и во всех остальных точках жидкости» (Кузнецов Д. С. Гидродинамика / Под ред. проф. В. В. Голубева. — М.: Гидрометеоиздат, 1940. — С. 123. — 248 с.)
- ↑«Всякое изменение внешнего давления <…> вызывает изменение давления во всех точках покоящейся жидкости на то же значение. Этот вывод известен как закон Паскаля» (Емцев Б. Т. Техническая гидромеханика. — М.: Машиностроение, 1987. — С. 66. — 440 с.)
- ↑«Если давление, например в точке A, изменится на величину Δp₀, то на такую же величину изменится оно и в любой точке жидкости. В этом заключается известный из физики закон Паскаля, формулируемый обычно следующим образом: давление, производимое на жидкость, передается внутри жидкости во все стороны с одинаковой силой» (Рабинович Е. 3. Гидравлика. — М.: Недра, 1980. — С. 24. — 278 с.)
- ↑Traité de l'équilibre des liqueurs, 1653Архивная копия от 7 декабря 2013 на Wayback Machine. Русский перевод: Паскаль, Трактат о равновесии жидкостей. В кн.: Начала гидростатики. Архимед, Стэвин, Галилей, Паскаль. М.-Л.: ГТТИ, 1932Архивная копия от 7 декабря 2013 на Wayback Machine
- ↑Проф. В. А. Михельсон. Механика. Молекулярная физика. Термодинамика. // Физика. — Издание девятое, переработанное и дополненное. — М., Л.: Государственное объединенное научно-техническое издательство НКТП СССР. Редакция технико-теоретической литературы, 1938. — Т. 1. — С. 89.
Таким образом закон Паскаля является следствием закона сохранения энергии. Закон Паскаля справедлив и для сжимаемых жидкостей (газов).
- ↑Кузнецов Д. С. Гидродинамика / Под ред. проф. В. В. Голубева. — М.: Гидрометеоиздат, 1940. — С. 123–124. — 248 с.
- ↑«Часто в учебной литературе „законом Паскаля“ ошибочно называют утверждение о независимости давления от ориентации площадки в данной точке. Самое это утверждение, безусловно, верно, но оно не является законом Паскаля. Правильная формулировка закона состоит в утверждении о том, что при изменении давления в одной точке несжимаемой жидкости во всех остальных точках жидкости давление изменяется на такую же величину. Ошибочное толкование возникло в результате неверного понимания выражения „давление передаётся во все стороны“ в чеканной формулировке, кочующей из учебника в учебник» (Леонтьев Н. Е. Методические проблемы преподавания механики жидкости в вузах // Необратимые процессы в природе и технике. Десятая Всероссийская конференция. Труды. — М.: МГТУ имени Н. Э. Баумана, 2019. — Т. 3. — С. 123–124.)