Formula za pritisak vazduha, pare, tečnosti ili čvrste supstance. Kako pronaći pritisak (formulu)? Pritisak u tečnosti i gasu

Vodovod, čini se, ne daje mnogo razloga da se udubimo u džunglu tehnologija, mehanizama, da se uključimo u skrupulozne proračune za izgradnju najsloženijih shema. Ali takva vizija je površan pogled na vodovod. Prava vodovodna industrija ni na koji način nije inferiorna u smislu složenosti procesa i, kao i mnoge druge industrije, zahtijeva profesionalan pristup. Zauzvrat, profesionalizam je solidna baza znanja na kojoj se zasniva vodovod. Zaronimo (iako ne previše duboko) u tok obuke za vodoinstalatere kako bismo se približili na korak do profesionalnog statusa vodoinstalatera.

Temeljna osnova moderne hidraulike formirana je kada je Blaise Pascal uspio otkriti da je djelovanje pritiska fluida nepromjenjivo u bilo kojem smjeru. Djelovanje pritiska tekućine usmjereno je pod pravim uglom na površinu.

Ako se mjerni uređaj (manometar) postavi ispod sloja tekućine na određenu dubinu i njegov osjetljivi element je usmjeren na različite strane, očitavanje tlaka će ostati nepromijenjeno u bilo kojoj poziciji manometra.

Odnosno, pritisak tečnosti ne zavisi od promene smera. Ali pritisak tečnosti na svakom nivou zavisi od parametra dubine. Ako se mjerač tlaka pomakne bliže površini tekućine, očitavanje će se smanjiti.

Shodno tome, kada se uroni, izmjerena očitanja će se povećati. Štaviše, pod uslovima udvostručavanja dubine, parametar pritiska će se takođe udvostručiti.

Pascalov zakon jasno pokazuje efekat pritiska vode u najpoznatijim uslovima za savremeni život.

Stoga, kad god je data brzina fluida, dio njegovog početnog statičkog pritiska se koristi za organiziranje ove brzine, koja kasnije postoji kao brzina pritiska.

Zapremina i brzina protoka

Zapremina tečnosti koja prolazi kroz određenu tačku u datom trenutku smatra se zapreminskim protokom ili brzinom protoka. Volumen protoka se obično izražava u litrima po minuti (L/min) i povezan je s relativnim pritiskom tekućine. Na primjer, 10 litara u minuti na 2,7 atm.

Brzina protoka (brzina fluida) je definisana kao prosječna brzina, na kojoj tečnost prolazi dati poen. Obično se izražava u metrima u sekundi (m/s) ili metrima u minuti (m/min). Brzina protoka je važan faktor u dimenzioniranju hidrauličnih vodova.

Zapremina i brzina protoka tekućine tradicionalno se smatraju "povezanim" indikatorima. Uz istu količinu prijenosa, brzina može varirati ovisno o poprečnom presjeku prolaza

Zapremina i brzina protoka se često razmatraju istovremeno. Uz ostale jednake stvari (sa nepromijenjenom zapreminom ubrizgavanja), brzina protoka se povećava kako se presjek ili veličina cijevi smanjuje, a brzina protoka opada kako se presjek povećava.

Dakle, uočeno je usporavanje protoka široki dijelovi cjevovodi, a na uskim mjestima, naprotiv, brzina se povećava. Istovremeno, količina vode koja prolazi kroz svaku od ovih kontrolnih tačaka ostaje nepromijenjena.

Bernoullijev princip

Široko poznati Bernoullijev princip je izgrađen na logici da je porast (pad) pritiska fluidnog fluida uvijek praćen smanjenjem (povećanjem) brzine. Suprotno tome, povećanje (smanjenje) brzine fluida dovodi do smanjenja (povećanja) pritiska.

Ovaj princip je osnova brojnih poznatih vodovodnih fenomena. Kao trivijalan primjer, Bernoullijev princip je "kriv" što uzrokuje da se zavjesa za tuš "uvuče" kada korisnik uključi vodu.

Razlika u tlaku izvana i iznutra uzrokuje silu na zavjesu za tuš. Ovom silom zavjesa se povlači prema unutra.

Ostalo dobar primjer je sprej bočica parfema kada se stvori prostor nizak pritisak zbog velike brzine vazduha. Vazduh sa sobom nosi tečnost.

Bernulijev princip za krilo aviona: 1 - nizak pritisak; 2 - visoki pritisak; 3 - brzi protok; 4 - spor protok; 5 - krilo

Bernulijevo načelo takođe pokazuje zašto prozori u kući spontano pucaju u uraganima. U takvim slučajevima, izuzetno velika brzina zraka izvan prozora uzrokuje da vanjski tlak postane mnogo manji od tlaka unutra, gdje zrak ostaje praktično nepomičan.

Značajna razlika u sili jednostavno gura prozore prema van, uzrokujući lomljenje stakla. Dakle, kada se približi veliki uragan, u suštini treba otvoriti prozore što je više moguće kako bi se izjednačio pritisak unutar i izvan zgrade.

I još par primjera kada Bernoullijev princip funkcionira: uspon aviona s naknadnim letom zbog krila i kretanje "zakrivljenih lopti" u bejzbolu.

U oba slučaja stvara se razlika u brzini zraka koji prolazi pored objekta odozgo i odozdo. Za krila aviona, razlika u brzini se stvara kretanjem zakrilaca, u bejzbolu, prisustvom valovite ivice.

praksa kućnog vodovoda

Hidrostatika je grana hidraulike koja proučava zakone ravnoteže fluida i razmatra praktičnu primjenu ovih zakona. Da bi se razumjela hidrostatika, potrebno je definirati neke pojmove i definicije.

Pascalov zakon za hidrostatiku.

Godine 1653. francuski naučnik B. Pascal otkrio je zakon koji se obično naziva osnovnim zakonom hidrostatike.

Zvuči ovako:

Pritisak na površini tečnosti spoljne sile, prenosi se u tekućini podjednako u svim smjerovima.

Pascalov zakon je lako razumljiv ako pogledate molekularnu strukturu materije. U tekućinama i plinovima, molekuli imaju relativnu slobodu, mogu se kretati jedni prema drugima, za razliku od čvrstih tijela. U čvrstim tijelima, molekule se sklapaju u kristalne rešetke.

Relativna sloboda koju posjeduju molekuli tekućina i plinova omogućava prijenos pritiska proizvedenog na tekućinu ili plin ne samo u smjeru sile, već iu svim drugim smjerovima.

Pascalov zakon za hidrostatiku našao je široku upotrebu u industriji. Ovaj zakon se zasniva na radu hidraulične automatike koja upravlja CNC mašinama, automobilima i avionima, i mnogim drugim hidrauličkim mašinama.

Definicija i formula hidrostatskog pritiska

Iz Pascalovog zakona koji je gore opisan, slijedi da:

Hidrostatički pritisak je pritisak koji na fluid vrši gravitacija.

Vrijednost hidrostatički pritisak ne zavisi od oblika posude u kojoj se nalazi tečnost i određen je proizvodom

P = rgh , gdje

ρ je gustina tečnosti

g - ubrzanje slobodnog pada

h je dubina na kojoj se određuje pritisak.

Da bismo ilustrirali ovu formulu, pogledajmo 3 posude različitih oblika.

U sva tri slučaja pritisak tečnosti na dno posude je isti.

Ukupni pritisak tečnosti u posudi je

P = P0 + ρgh, gdje je

P0 je pritisak na površini tečnosti. U većini slučajeva uzima se jednakim atmosferskom.

Hidrostatički pritisak

Izdvojimo određeni volumen u tekućini u ravnoteži, a zatim ga proizvoljnom ravninom AB presecimo na dva dijela i mentalno odbacimo jedan od ovih dijelova, na primjer, gornji. U ovom slučaju moramo primijeniti sile na ravan AB, čije će djelovanje biti ekvivalentno djelovanju odbačenog gornjeg dijela volumena na njegov preostali donji dio.

Razmotrimo u ravnini preseka AB zatvorenu konturu površine ΔF, koja uključuje neku proizvoljnu tačku a. Neka sila ΔP djeluje na ovo područje.

Zatim formula hidrostatskog pritiska koja izgleda kao

Rav = ΔP / ΔF

predstavlja silu koja djeluje po jedinici površine, nazvat će se prosječnim hidrostatskim tlakom ili prosječnim naprezanjem hidrostatskog tlaka preko površine ΔF.

Pravi pritisak na različitim tačkama ovog područja može biti različit: u nekim tačkama može biti veći, u drugim može biti manji od srednjeg hidrostatskog pritiska. Očigledno, u opštem slučaju, prosječni tlak Rav će se manje razlikovati od pravog tlaka u tački a, što je manja površina ΔF, a u granici će se prosječni pritisak podudarati sa pravim pritiskom u tački a.

Za tečnosti u ravnoteži, hidrostatički pritisak tečnosti je sličan naponu pritiska u čvrstim materijama.

SI jedinica za pritisak je njutn po kvadratnom metru (N/m2) – naziva se paskal (Pa). Budući da je vrijednost paskala vrlo mala, često se koriste uvećane jedinice:

kilonnjuton po kvadratnom metru - 1kN / m 2 = 1 * 10 3 N / m 2

megannjuton po kvadratnom metru - 1MN / m 2 \u003d 1 * 10 6 N / m 2

Pritisak jednak 1 * 10 5 N / m 2 naziva se bar (bar).

U fizičkom sistemu jedinica za namjeru pritiska je dina po kvadratnom centimetru (dina/m2), u tehničkom sistemu je to kilogram-sila po kvadratnom metru (kgf/m2). U praksi se tlak tekućine obično mjeri u kgf / cm 2, a tlak jednak 1 kgf / cm 2 naziva se tehnička atmosfera (at).

Između svih ovih jedinica postoji sljedeća veza:

1at \u003d 1 kgf / cm 2 = 0,98 bar = 0,98 * 10 5 Pa = 0,98 * 10 6 din = 10 4 kgf / m 2

Treba imati na umu da postoji razlika između tehničke atmosfere (at) i fizičke atmosfere (Am). 1 Na \u003d 1,033 kgf / cm 2 i jest normalan pritisak na nivou mora. Atmosferski pritisak ovisi o nadmorskoj visini mjesta iznad nivoa mora.

Hidrostatički pritisak

U praksi, primenite razne načine uzimajući u obzir veličinu hidrostatskog pritiska. Ako se pri određivanju hidrostatskog tlaka uzme u obzir i atmosferski tlak koji djeluje na slobodnu površinu tekućine, naziva se ukupni ili apsolutni. U ovom slučaju, tlak se obično mjeri u tehničkoj atmosferi, koja se naziva apsolutna (ata).

Često se prilikom razmatranja pritiska ne uzima u obzir atmosferski pritisak na slobodnoj površini, određujući takozvani višak hidrostatskog pritiska, odnosno manometarskog pritiska, tj. pritisak iznad atmosferskog.

Manometarski tlak definira se kao razlika između apsolutnog tlaka u tekućini i atmosferskog tlaka.

Rman \u003d Rabs - Ratm

a mjere se i u tehničkim atmosferama, koje se u ovom slučaju nazivaju ekscesom.

Dešava se da je hidrostatički pritisak u tečnosti manji od atmosferskog. U ovom slučaju se kaže da tečnost ima vakuum. Količina vakuuma jednaka je razlici između atmosferskog i apsolutnog pritiska u tečnosti.

Rvak = Ratm - Rabs

a mjeri se od nule do atmosfere.

Hidrostatički pritisak vode ima dva glavna svojstva:
Usmjeren je duž unutrašnje normale na područje na koje djeluje;
Vrijednost pritiska u datoj tački ne zavisi od smjera (tj. od prostorne orijentacije mjesta na kojem se tačka nalazi).

Prvo svojstvo je jednostavna posljedica činjenice da u fluidu koji miruje nema tangencijalnih i zateznih sila.

Pretpostavimo da hidrostatički pritisak nije usmjeren duž normale, tj. ne okomito, već pod nekim uglom na lokaciju. Tada se može razložiti na dvije komponente - normalnu i tangentu. Prisustvo tangencijalne komponente zbog odsustva sila otpora silama smicanja u fluidu koji miruje neminovno bi dovelo do kretanja fluida duž platforme, tj. poremetilo bi njenu ravnotežu.

Stoga je jedini mogući smjer hidrostatskog tlaka njegov smjer duž normale na lokaciju.

Ako pretpostavimo da je hidrostatički pritisak usmjeren ne duž unutrašnje, već duž vanjske normale, tj. ne unutar predmeta koji se razmatra, već izvan njega, tada bi se zbog činjenice da tečnost ne odupire vlačnim silama, čestice tečnosti pokrenule i njena ravnoteža bi bila poremećena.

Zbog toga je hidrostatički pritisak vode uvijek usmjeren duž unutrašnje normale i predstavlja tlačni pritisak.

Iz istog pravila proizilazi da ako se pritisak u nekom trenutku promijeni, tada će se i pritisak u bilo kojoj drugoj tački ove tekućine promijeniti za istu količinu. Ovo je Pascalov zakon, koji je formuliran na sljedeći način: Pritisak koji se stvara na tečnost prenosi se unutar tečnosti u svim pravcima sa istom silom.

Rad mašina koje rade pod hidrostatičkim pritiskom zasniva se na primeni ovog zakona.

Povezani video zapisi

Drugi faktor koji utiče na veličinu pritiska je viskoznost tečnosti, koju je donedavno bilo uobičajeno zanemariti. Sa pojavom jedinica koje rade na visokog pritiska viskoznost je takođe morala biti uzeta u obzir. Pokazalo se da kada se pritisak promeni, viskoznost nekih tečnosti, kao što su ulja, može da se promeni nekoliko puta. I to već određuje mogućnost korištenja takvih tekućina kao radnog medija.

Tečnosti i gasovi prenose pritisak koji se na njih primenjuje u svim pravcima. To navodi Pascalov zakon i praktično iskustvo.

Ali postoji i sopstvena težina, koja bi takođe trebalo da utiče na pritisak koji postoji u tečnostima i gasovima. Težina vlastitih dijelova ili slojeva. Gornji slojevi tečnosti pritiskaju srednje, srednji na donje, a poslednji na donje. To jest, mi možemo govoriti o postojanju pritiska stuba tečnosti koji miruje na dnu.

Formula pritiska u koloni tečnosti

Formula za izračunavanje pritiska stupca tečnosti visine h je sljedeća:

gdje je ρ gustina tečnosti,
g - ubrzanje slobodnog pada,
h je visina stuba tečnosti.

Ovo je formula za takozvani hidrostatički pritisak fluida.

Pritisak stupca tečnosti i gasa

Hidrostatički pritisak, odnosno pritisak koji vrši fluid koji miruje, na bilo kojoj dubini ne zavisi od oblika posude u kojoj se fluid nalazi. Ista količina vode, koja se nalazi u različitim posudama, vršiće različit pritisak na dno. Zahvaljujući tome, čak i sa malom količinom vode možete stvoriti ogroman pritisak.

To je veoma ubedljivo pokazao Paskal u sedamnaestom veku. U zatvorenom buretu pun vode, ubacio je vrlo dugu usku cijev. Popevši se na drugi sprat, ulio je samo jednu kriglu vode u ovu cijev. Cijev je pukla. Voda u cijevi, zbog svoje male debljine, porasla je na vrlo veliku visinu, a pritisak je narastao do takvih vrijednosti da bure to nije moglo izdržati. Isto važi i za gasove. Međutim, masa gasova je obično mnogo manja od mase tečnosti, pa se pritisak u gasovima zbog sopstvene težine u praksi često može zanemariti. Ali u nekim slučajevima je potrebno računati na to. Na primjer, atmosferski pritisak, koji pritiska sve objekte na Zemlji, ima veliki značaj u nekim proizvodnim procesima.

Zahvaljujući hidrostatičkom pritisku vode, brodovi koji često teže ne stotine, već hiljade kilograma mogu plutati i ne potonuti, dok ih voda pritiska, kao da ih gura. Ali upravo zbog istog hidrostatskog pritiska na velikim dubinama, naše uši su položene, i to na vrlo velika dubina ne možete se spustiti bez posebnih uređaja - ronilačkog odijela ili batiskafa. Samo nekoliko morskih i okeanskih stanovnika prilagodilo se životu u uvjetima jakog pritiska na velikim dubinama, ali iz istog razloga ne mogu postojati u gornjim slojevima vode i mogu umrijeti ako padnu na plitku dubinu.

Razmislite kako možete izračunati pritisak tekućine na dno i zidove posude. Prvo ćemo riješiti problem brojčanim podacima. Pravougaoni rezervoar je napunjen vodom (Sl. 96). Površina dna rezervoara je 16 m2, visina mu je 5 m. Odredimo pritisak vode na dnu rezervoara.

Sila kojom voda pritiska dno posude jednaka je težini vodenog stuba visine 5 m i površine osnove 16 m2, drugim riječima, ova sila je jednaka težini svih vode u rezervoaru.

Da biste pronašli težinu vode, morate znati njenu masu. Masa vode se može izračunati iz zapremine i gustine. Nađimo zapreminu vode u rezervoaru množenjem površine dna rezervoara njegovom visinom: V= 16 m2*5 m=80 m3. Sada odredimo masu vode, za to pomnožimo njenu gustinu p = 1000 kg/m3 sa zapreminom: m = 1000 kg/m3 * 80 m3 = 80.000 kg. Znamo da je za određivanje težine tijela potrebno njegovu masu pomnožiti sa 9,8 N/kg, jer tijelo teško 1 kg teži 9,8 N.

Dakle, težina vode u rezervoaru je P = 9,8 N/kg * 80.000 kg ≈ 800.000 N. Ovom snagom voda pritiska dno rezervoara.

Dijelimo težinu vode s površinom dna rezervoara, nalazimo pritisak p :

p = 800000 H / 16 m2 = 50 000 Pa = 50 kPa.

Pritisak tekućine na dnu posude može se izračunati pomoću formule, koja je mnogo jednostavnija. Da bismo izveli ovu formulu, vratimo se problemu, ali ga riješimo samo na opći način.

Označimo visinu stupca tečnosti u posudi slovom h, a površinu dna posude S.

Zapremina kolone tečnosti V=Sh.

Tečna masa t= pV, ili m = pH.

Težina ove tečnosti P=gm, ili P=gpSh.

Budući da je težina stuba tečnosti jednaka snazi, kojim tečnost pritiska na dno posude, zatim, dijeleći težinu P Na trg S, dobiti pritisak R:

p = P/S, ili p = gpSh/S

p=gph.

Dobili smo formulu za izračunavanje pritiska tečnosti na dnu posude. Iz ove formule se vidi da Pritisak tečnosti na dnu posude direktno je proporcionalan gustini i visini stuba tečnosti.

Pomoću ove formule može se izračunati i pritisak na zidovima, posudi, kao i pritisak unutar tečnosti, uključujući pritisak odozdo prema gore, jer je pritisak na istoj dubini isti u svim pravcima.

Prilikom izračunavanja pritiska pomoću formule:

p=gph

potrebno je gustinu p izraziti u kilogramima po kubnom metru (kg/m3), a visinu stuba tečnosti h- u metrima (m), g\u003d 9,8 N / kg, tada će pritisak biti izražen u paskalima (Pa).

Primjer. Odrediti pritisak ulja na dnu rezervoara ako je visina stuba ulja 10 m, a njegova gustina 800 kg/m3.

Pitanja. 1. Od kojih količina zavisi pritisak tečnosti na dnu posude? 2. Kako pritisak tečnosti na dno posude zavisi od visine stuba tečnosti? 3 . Kako pritisak tečnosti na dnu posude zavisi od gustine tečnosti? 4. Koje količine trebate znati da biste izračunali pritisak tekućine na stijenke posude? 5. Koja formula se koristi za izračunavanje pritiska tečnosti na dno i zidove posude?

Vježbe. 1. Odrediti pritisak na dubini od 0,6 m u vodi, kerozinu, živi. 2. Izračunajte pritisak vode na dnu jednog od najdubljih morskih rovova čija je dubina 10.900 m, gustina morske vode je 1030 kg/m3. 3. Slika 97 prikazuje fudbalsku kameru spojenu na vertikalnu staklenu cijev. . U komori i cijevi ima vode. Na komoru je postavljena ploča, a na njoj je teg od 5 kg. Visina stuba vode u cijevi je 1 m. Odredite površinu kontakta između daske i kamere.

Zadaci. 1. Uzmite visoku posudu. U bočnoj površini toga u pravoj liniji, na različite visine napravite tri male rupe odozdo. Zatvorite rupice šibicama i ulijte vodu u posudu do vrha. Otvorite rupe i pratite curenje vode koja teče (Sl. 98). Odgovorite na pitanja: zašto voda teče iz rupa? Šta znači da pritisak raste sa dubinom? 2. Pročitajte odlomke na kraju udžbenika „Hidrostatički paradoks. Pascalovo iskustvo“, „Pritisak na dnu mora i okeana. Istraživanje morskih dubina.

Pritisak je fizička količina koji igra posebnu ulogu u prirodi i životu ljudi. Ova pojava, neprimjetna za oko, ne utiče samo na stanje okruženje, ali i svi vrlo dobro osjećaju. Hajde da shvatimo šta je to, koje vrste postoje i kako pronaći pritisak (formulu) u različitim okruženjima.

Ono što se u fizici i hemiji zove pritisak

Ovaj pojam se odnosi na važnu termodinamičku veličinu, koja se izražava u omjeru sile pritiska koja djeluje okomito i površine na koju djeluje. Ovaj fenomen ne zavisi od veličine sistema u kojem funkcioniše, pa se stoga odnosi na intenzivne veličine.

U stanju ravnoteže, pritisak je isti za sve tačke u sistemu.

U fizici i hemiji to se označava slovom "P", što je skraćenica za latinski naziv pojma - pressūra.

Ako je u pitanju osmotski pritisak fluid (ravnoteža između pritiska unutar i izvan ćelije), koristi se slovo "P".

Jedinice pritiska

Standardi međunarodni sistem SI, fizički fenomen koji se razmatra mjeri se u paskalima (na ćirilici - Pa, na latinici - Ra).

Na osnovu formule za pritisak, ispada da je jedan Pa jednak jednom N (njutn - podijeljen s jednim kvadratnim metrom (jedinicom površine).

Međutim, u praksi je prilično teško koristiti pascal, jer je ova jedinica vrlo mala. U tom smislu, pored standarda SI sistema, ova vrijednost se može mjeriti i na drugačiji način.

Ispod su njegovi najpoznatiji analozi. Većina njih se široko koristi u bivšem SSSR-u.

• barovi. Jedan bar je jednak 105 Pa.
• Torres, ili milimetri žive. Otprilike jedan Torr odgovara 133,3223684 Pa.
• milimetara vodenog stuba.
• Merači vodenog stupca.
• tehničke atmosfere.
• fizičke atmosfere. Jedan atm je jednak 101,325 Pa i 1,033233 at.
• Kilogram-sila po kvadratnom centimetru. Postoje i tona-sila i gram-sila. Osim toga, postoji analogna sila funte po kvadratnom inču.

Opća formula pritiska (7. razred fizike)

Iz definicije date fizičke veličine može se odrediti način njenog pronalaženja. Izgleda kao na slici ispod.

U njemu je F sila, a S površina. Drugim riječima, formula za pronalaženje pritiska je njegova sila podijeljena s površinom na koju djeluje.

Može se napisati i na sljedeći način: P = mg / S ili P = pVg / S. Dakle, ova fizička veličina je povezana sa drugim termodinamičkim varijablama: zapreminom i masom.

Za pritisak se primjenjuje sljedeći princip: što je manji prostor na koji djeluje sila velika količina sila pritiska na njega. Ako se, međutim, površina povećava (s istom silom) - željena vrijednost se smanjuje.

Formula hidrostatskog pritiska

Drugačije agregatna stanja supstance, obezbeđuju prisustvo različitih svojstava jedni od drugih. Na osnovu toga, metode za određivanje P u njima će također biti različite.

Na primjer, formula za pritisak vode (hidrostatski) izgleda ovako: P = pgh. To se odnosi i na gasove. Istovremeno, ne može se koristiti za izračunavanje atmosferskog pritiska, zbog razlike u nadmorskoj visini i gustoći vazduha.

U ovoj formuli, p je gustina, g je gravitaciono ubrzanje, a h je visina. Na osnovu toga, što dublje tone predmet ili predmet, to je veći pritisak koji se na njega vrši unutar tečnosti (gasa).

Varijanta koja se razmatra je adaptacija klasičnog primjera P = F / S.

Ako se prisjetimo da je sila jednaka derivatu mase po brzini slobodnog pada (F = mg), a da je masa tekućine derivat volumena po gustini (m = pV), onda formula tlaka može se zapisati kao P = pVg / S. U ovom slučaju, volumen je površina pomnožena visinom (V = Sh).

Ako umetnete ove podatke, ispada da se površina u brojniku i nazivniku može smanjiti, a rezultat je gornja formula: P = pgh.

S obzirom na tlak u tekućinama, vrijedi zapamtiti da je, za razliku od čvrstih tijela, u njima često moguća zakrivljenost površinskog sloja. A to, zauzvrat, doprinosi stvaranju dodatnog pritiska.

Za takve situacije koristi se nešto drugačija formula pritiska: P = P 0 + 2QH. U ovom slučaju, P 0 je pritisak nezakrivljenog sloja, a Q je površina zatezanja tekućine. H je prosječna zakrivljenost površine, koja je određena Laplaceovim zakonom: H \u003d ½ (1 / R 1 + 1 / R 2). Komponente R 1 i R 2 su poluprečnici glavne krivine.

Parcijalni pritisak i njegova formula

Iako je metoda P = pgh primjenjiva i na tekućine i na plinove, bolje je izračunati tlak u potonjem na nešto drugačiji način.

Činjenica je da u prirodi, u pravilu, apsolutno čiste tvari nisu vrlo česte, jer u njoj prevladavaju mješavine. I to se ne odnosi samo na tečnosti, već i na gasove. I kao što znate, svaka od ovih komponenti radi različit pritisak naziva se parcijalni.

Prilično je lako definisati. On je jednak zbiru pritiska svake komponente mešavine koja se razmatra (idealni gas).

Iz ovoga slijedi da formula parcijalnog tlaka izgleda ovako: P \u003d P 1 + P 2 + P 3 ... i tako dalje, prema broju sastavnih komponenti.

Česti su slučajevi kada je potrebno odrediti pritisak vazduha. Međutim, neki greškom provode proračune samo s kisikom prema shemi P = pgh. Ali vazduh je mešavina različitih gasova. Sadrži dušik, argon, kisik i druge tvari. Na osnovu trenutne situacije, formula za pritisak vazduha je zbir pritisaka svih njegovih komponenti. Dakle, trebali biste uzeti gore spomenuti P \u003d P 1 + P 2 + P 3 ...

Najčešći instrumenti za merenje pritiska

Uprkos činjenici da je za izračunavanje razmatrane termodinamičke veličine iz gornje formule nije teško, ponekad jednostavno nema vremena za izračun. Uostalom, uvijek morate uzeti u obzir brojne nijanse. Stoga je, radi praktičnosti, tokom nekoliko stoljeća razvijeno niz uređaja koji to rade umjesto ljudi.

U stvari, gotovo svi uređaji ove vrste su vrste manometra (pomaže u određivanju tlaka u plinovima i tekućinama). Međutim, razlikuju se po dizajnu, preciznosti i opsegu.

• Atmosferski pritisak se meri pomoću manometra koji se zove barometar. Ako je potrebno odrediti vakuum (tj. tlak ispod atmosferskog), koristi se druga njegova verzija, vakuum mjerač.
• Da bi saznali krvni pritisak kod ljudi se koristi sfigmomanometar. Većini je poznatiji kao neinvazivni tonometar. Postoji mnogo varijanti takvih uređaja: od živinih mehaničkih do potpuno automatskih digitalnih. Njihova tačnost zavisi od materijala od kojih su napravljeni i mesta merenja.
• Padovi pritiska u okolini (na engleskom - pad pritiska) određuju se pomoću ili difnamometara (ne brkati se sa dinamometrima).

Vrste pritisaka

Uzimajući u obzir pritisak, formulu za njegovo pronalaženje i njegove varijacije za različite tvari, vrijedi naučiti o varijantama ove količine. Ima ih pet.

• Apsolutno.
• barometrijski
• Višak.
• Vakuum.
• Diferencijal.

Apsolutno

Ovo je naziv ukupnog pritiska pod kojim se supstanca ili predmet nalazi, bez uzimanja u obzir uticaja drugih gasovitih komponenti atmosfere.

Mjeri se u paskalima i zbir je viška i atmosferskog tlaka. To je također razlika između barometrijskog i vakuumskog tipa.

Izračunava se po formuli P = P 2 + P 3 ili P = P 2 - P 4.

Za referentnu tačku za apsolutni pritisak u uslovima planete Zemlje uzima se pritisak unutar posude iz koje se uklanja vazduh (tj. klasični vakuum).

Samo ovaj tip pritiska se koristi u većini termodinamičkih formula.

barometrijski

Ovaj izraz se odnosi na pritisak atmosfere (gravitacije) na sve objekte i objekte koji se nalaze u njoj, uključujući i površinu same Zemlje. Većina ljudi ga zna i pod nazivom atmosferski.

Pominje se i njegova vrijednost varira u zavisnosti od mjesta i vremena mjerenja, kao i od vremenskih uslova i visine/ispod nivoa mora.

Vrijednost barometarskog tlaka jednaka je modulu sile atmosfere po jedinici površine duž normale na nju.

U stabilnoj atmosferi, vrijednost ovoga fizički fenomen jednaka težini stupca zraka na bazi čija je površina jednaka jedan.

Norma barometarskog pritiska je 101,325 Pa (760 mm Hg na 0 stepeni Celzijusa). Štaviše, što je objekat viši od površine Zemlje, to je niži vazdušni pritisak na njega. Svakih 8 km smanjuje se za 100 Pa.

Zahvaljujući ovom svojstvu, u planinama voda u kotlićima ključa mnogo brže nego kod kuće na šporetu. Činjenica je da pritisak utječe na točku ključanja: s njegovim smanjenjem, potonji se smanjuje. I obrnuto. Na ovom imanju izgrađen je rad takvih kuhinjskih aparata kao što su ekspres lonac i autoklav. Povećanje pritiska unutar njih doprinosi stvaranju više visoke temperature nego u konvencionalnim loncima na šporetu.

Formula barometarske visine koristi se za izračunavanje atmosferskog pritiska. Izgleda kao na slici ispod.

P je željena vrijednost na visini, P 0 je gustina zraka blizu površine, g je ubrzanje slobodnog pada, h je visina iznad Zemlje, m - molarna masa gas, t je temperatura sistema, r je univerzalna gasna konstanta od 8,3144598 J⁄(mol x K), a e je Euclairov broj od 2,71828.

Često se u gornjoj formuli za atmosferski pritisak, umjesto R, koristi K - Boltzmannova konstanta. Univerzalna plinska konstanta se često izražava u smislu njenog proizvoda Avogadrovim brojem. Pogodnije je za proračune kada je broj čestica dat u molovima.

Prilikom proračuna uvijek vrijedi uzeti u obzir mogućnost promjene temperature zraka zbog promjene meteorološke situacije ili prilikom penjanja iznad razine mora, kao i geografsku širinu.

Mjerač i vakuum

Razlika između atmosferskog i izmjerenog pritiska okoline naziva se nadpritisak. Ovisno o rezultatu, naziv vrijednosti se mijenja.

Ako je pozitivan, naziva se manometarski tlak.

Ako je dobiveni rezultat sa predznakom minus, naziva se vakuum mjerač. Vrijedi zapamtiti da ne može biti više od barometarskog.

diferencijal

Ova vrijednost je razlika tlaka u razne tačke mjerenja. U pravilu se koristi za određivanje pada tlaka na bilo kojoj opremi. Ovo se posebno odnosi na naftnu industriju.

Shvativši koja se vrsta termodinamičke veličine naziva tlakom i pomoću kojih formula se ona nalazi, možemo zaključiti da je ovaj fenomen vrlo važan, pa stoga znanje o njemu nikada neće biti suvišno.