
【化】 Pascal law
handkerchief
【医】 veil
this
【化】 geepound
block; calorie; checkpost; clip; get stuck; wedge
【化】 calorie
【医】 c.; cal.; calorie; calory; chi; small calorie
law
【化】 law
【医】 law
帕斯卡定律(Pascal's Law)是流体力学中的基础原理,其核心定义为:在密闭容器内的不可压缩静止流体中,施加于任一点的压力变化,会以相同大小向所有方向传递至流体各部分及容器内壁。该定律的英文表述为:"Pressure applied to an enclosed fluid is transmitted undiminished to every portion of the fluid and the walls of the containing vessel."
从物理机制分析,该定律成立需满足三个条件:①流体处于静止平衡状态;②流体为不可压缩介质;③外力作用仅通过流体表面传递。其数学表达式可写作: $$ Delta P = frac{F_1}{A_1} = frac{F_2}{A_2} $$ 其中$Delta P$表示压强增量,$F$为作用力,$A$为受力面积。该公式揭示了液压系统中力放大效应的本质。
工程实践中,该定律广泛应用于:
根据中国科学技术大学《大学物理》教材及麻省理工学院开放课程《流体力学基础》的论述,该定律由法国数学家布莱兹·帕斯卡于1653年首次完整阐述,后收录于其专著《论液体平衡》中。斯坦福大学工程学院的实验数据显示,现代液压装置的能量传递效率可达95%以上。
帕斯卡定律(Pascal's Law)是流体力学中的基础原理之一,由法国科学家布莱兹·帕斯卡(Blaise Pascal)于17世纪提出。其核心内容可概括为:
定义
在封闭的不可压缩流体中,施加于流体任一部分的压强变化,会大小不变地传递到流体的所有方向和容器的壁面。
压强的传递性
若在流体某处施加外力,产生的压强(单位面积上的力,公式为 ( P = frac{F}{A} ))会均匀传递至整个流体系统。例如,若在小活塞上施加力 ( F_1 ),产生的压强 ( P = frac{F_1}{A_1} ) 会通过流体传递到大活塞,使其产生更大的力 ( F_2 = P cdot A_2 )。
公式推导:
$$
frac{F_1}{A_1} = frac{F_2}{A_2} quad Rightarrow quad F_2 = F_1 cdot frac{A_2}{A_1}
$$
应用条件
实际应用
假设液压千斤顶的小活塞面积 ( A_1 = 1 , text{cm} ),大活塞面积 ( A_2 = 10 , text{cm} )。若施加 ( F_1 = 100 , text{N} ) 的力,则大活塞输出的力为:
$$
F_2 = 100 , text{N} times frac{10}{1} = 1000 , text{N}
$$
这体现了帕斯卡定律的“力放大”效应。
帕斯卡定律揭示了流体静力学中压强的传递规律,是液压技术的理论基础,广泛应用于机械工程、航空航天等领域。其核心在于压强的均匀传递与面积比的力放大效应,但需严格满足不可压缩和封闭系统的条件。
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