Hava, buhar, sıvı veya katı basınç için formül. Basıncı (formül) nasıl bulabilirim?

Basınç doğada ve insan hayatında özel bir rol oynayan fiziksel bir miktardır. Bu görünmez olay sadece çevrenin durumunu etkilemekle kalmaz aynı zamanda herkes tarafından çok iyi hissedilir. Neyin ne olduğunu, çeşitleri ve farklı ortamlarda basınç (formül) bulma yöntemleri hakkında bilgi edelim.

Fizikte ve kimyada baskı denilen şey

Bu terim, üzerinde etki ettiği yüzey alanına uygulanan basıncın dikey kuvvetinin oranıyla ifade edilen önemli bir termodinamik miktarı belirtir. Bu olgu, çalıştığı sistemin boyutuna bağlı değildir, bu nedenle yoğun miktarları ifade eder.

Pascal yasasına göre, denge halindeyken basınç, sistemdeki tüm noktalar için aynıdır.

Fizikte ve kimyada bu, "P" harfi ile gösterilir; bu, "pressūra" teriminin Latince adına ait bir kısaltmadır.

Bir sıvının ozmotik basıncından bahsediyorsak (hücrenin içindeki ve dışındaki basınç arasındaki denge) "P" harfi kullanılır.

Basınç altındaki araçlar

Uluslararası SI sisteminin standartlarına göre, incelenen fiziksel fenomen paskallarla ölçülür (Kiril - Pa, Latince - Ra).

Basınç formülüne dayanarak, bir Pa'nın bir H'ye (bir newton - bir kuvvet birimi) bölünerek bir metrekareye (alan birimi) eşit olduğu ortaya çıkmaktadır.

Bununla birlikte, pratikte, pascal'ı kullanmak oldukça zordur, ünite çok küçüktür. Bu bağlamda, SI sisteminin standartlarına ek olarak, bu değer farklı bir şekilde ölçülebilir.

Aşağıda en ünlü analoglar bulunmaktadır. Çoğu, eski SSCB'nin geniş bölgelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

• Barlar . Bir bar 105 Pa'ya eşittir.
• Torr veya milimetre cıva. Yaklaşık bir torr 133, 3223684 Pa'ya karşılık gelir.
• Milimetre su sütunu.
• Su sütun metre.
• Teknik atmosfer.
• Fiziksel atmosferler. Bir atım, 101 325 Pa ve 1.033233 at.
• Santimetre kare başına kilogram-kuvvet. Ayrıca, ton kuvvet ve gram kuvveti vardır. Bunun yanında, inç kare başına bir pound kuvveti benzerliği var.

Basınçın genel formülü (7. sınıftaki fizik)

Belirli bir fiziksel nicelik tanımından, bulunma biçimini belirleyebilirsiniz. Aşağıdaki fotoğrafta göründüğü gibi.

İçinde F, güç ve S alanıdır. Başka bir deyişle, basıncı bulmak için kullanılan formül, kuvvetinin, üzerinde bulunduğu yüzey alanına bölünmesidir.

P = mg / S veya P = pVg / S olarak da yazılabilir. Dolayısıyla, bu fiziksel miktar, diğer termodinamik değişkenlerle ilgilidir: hacim ve kütle.

Aşağıdaki prensip basınç için geçerlidir: Kuvvetin etkilediği alan ne kadar küçükse, o kadar çok baskı kuvveti gerekir. Bununla birlikte, alan artarsa (aynı kuvvet için), istenen değer azalır.

Hidrostatik basınç formülü

Maddelerin farklı agrega halleri, birbirinden farklı özelliklerin varlığını sağlar. Bundan yola çıkarak, onlarda P belirleme yöntemleri de farklı olacaktır.

Örneğin, su basıncı (hidrostatik) için formül şu şekildedir: P = pgh. Gazlar için de geçerlidir. Bununla birlikte, yükseklik ve hava yoğunluklarındaki fark nedeniyle atmosferik basıncı hesaplamak için kullanılamaz.

Bu formülde, p yoğunluğu, g yer çekimi nedeniyle ivme ve h yüksekliği ifade etmektedir. Bundan yola çıkarak, cisim veya nesne ne kadar derine batırılırsa, sıvıya (gaz) basınç uygulanır.

Dikkate alınmış olan varyant, klasik örneğin P = F / S'nin uyarlanmasıdır.

Kuvvetin, serbest düşme hızı (F = mg) ile kütlenin türevine eşit olduğunu ve sıvının kütlesinin yoğunluğa göre türevinin (m = pV) olduğunu hatırlarsak, formül P = pVg / S olarak yazılabilir. Alanın yüksekliğinin çarpımı (V = Sh).

Bu verileri eklerseniz, payda ve payda alanın kısaltılmış olabileceği ve yukarıdaki formül çıktıda çıktı olduğunu bulur: P = pgh.

Sıvılardaki basıncı düşünüldüğünde, katıların aksine yüzey katmanını kıvrılmasının sıklıkla mümkün olduğu unutulmamalıdır. Ve bu da, ek basınç oluşumuna katkıda bulunur.

Bu gibi durumlarda, biraz farklı bir basınç formülü kullanılır: P = P ₀ + 2QH. Bu durumda, P0 eğri olmayan katmanın basıncıdır ve Q, akışkan gerginliğinin yüzeyi şeklindedir. H, yüzeyin ortalama eğriliğidir ve Laplace yasası ile belirlenir: H = 1 (1 / R ₁ + 1 / R ₂ ). R1 ve R2 bileşenleri ana eğriliğin yarıçapıdır.

Kısmi basınç ve formülü

Her ne kadar P = pgh yöntemi hem sıvılara hem de gazlara uygulanabilirse de, basınçtaki farkı biraz daha farklı bir şekilde hesaplamak daha iyidir.

Aslında, doğada, kural olarak, karışımların hepsinden sonra ağırlıklı olarak saf maddeler vardır. Ve bu sadece sıvılar için değil aynı zamanda gazlar için de geçerlidir. Bildiğiniz gibi, bu bileşenlerden her biri kısmi olarak adlandırılan farklı bir basınç uygular.

Bunu tanımlamak oldukça basittir. Karışımdaki her bileşenin basıncının (ideal gaz) toplamına eşittir.

Kısmi basınç formülü aşağıdaki gibi görünür: P = P ₁ + P ₂ + P ₃ ... ve böylece, bileşen bileşen sayısına göre.

Hava basıncını belirlemek gerekli olduğunda sıklıkla durumlar vardır. Bununla birlikte, bazıları yanlışlıkla P = pgh düzenine göre oksijenle hesaplamalar yapmaktadırlar. Ancak hava farklı gazların bir karışımıdır. Azot, argon, oksijen ve diğer maddeleri içerir. Mevcut duruma göre, hava basıncı formülü tüm bileşenlerin basınçlarının toplamıdır. Yani, yukarıdaki P = P ₁ + P ₂ + P ₃ almalısınız ...

Basıncı ölçmek için en yaygın cihazlar

Yukarıdaki formüllerle incelenen termodinamik miktarı hesaplamak zor olmamasına rağmen, bazen hesaplamak için zamana ihtiyaç yoktur. Sonuçta, her zaman çok sayıda nüansı düşünmelisiniz. Bu nedenle, birkaç yüzyıl boyunca kolaylık sağlamak için, insanların yerine koyan bir dizi araç geliştirildi.

Aslında, hemen hemen tüm bu tür cihazlar bir manometre türüdür (gazlardaki ve sıvılardaki basıncın belirlenmesinde yardımcı olur). Aynı zamanda, tasarım, doğruluk ve kapsam bakımından farklılık gösterirler.

• Atmosfer basıncı, barometre adı verilen bir basınç göstergesi kullanılarak ölçülür. Deşarjın (yani, atmosferik basıncın altındaki basıncın) belirlenmesi gerekiyorsa, başka bir tür vakum ölçer kullanılır.
• Bir insanda kan basıncını bilmek için bir sfigmomanometre kullanılır. Çoğu daha iyi bir non-invaziv tonometre olarak bilinir. Bu tür cihazlar çok çeşitli: cıva mekanikten tam otomatik dijital. Onların doğruluğu yaptıkları malzemeye ve ölçüm yerine bağlıdır.
• Ortamdaki diferansiyel basınç (İngilizce - basınç düşüşü) diferansiyel basınç göstergeleri veya diferansiyel sayaçları (dinamometrelerle karıştırılmamalıdır) kullanılarak belirlenir.

Basınç çeşitleri

Baskı, konumu ve değişik maddeler için olan varyasyonları göz önüne alındığında, bu büyüklüğün çeşitleri hakkında bilgi edinmek faydalı olacaktır. Beş var.

• Mutlak.
• barometrik
• Aşırı.
• Vakum ölçümü.
• Diferansiyel.

kesin

Bu, maddenin veya nesnenin altında bulunduğu atmosferin diğer gaz bileşenlerinin etkisini hesaba katmadan toplam basıncı ifade eder.

Paskal cinsinden ölçülür ve aşırı ve atmosferik basınçların toplamıdır. Ayrıca, barometrik ve vakum metrik tiplerinde de bir fark vardır.

P = P ₂ + P ₃ veya P = P ₂ - P ₄ formülüne göre hesaplanır.

Dünya gezegeninin koşullarında mutlak basınç için referans noktası için, hava içerisinden çıkan (klasik bir vakum) tank içinden basınç uygulanır.

Çoğu termodinamik formüllerde sadece bu tür bir basınç kullanılır.

barometrik

Bu terim, doğrudan bulunan Dünya'nın yüzeyi de dahil olmak üzere, içinde bulunan tüm nesneler ve nesneler üzerindeki atmosferin basıncını (yerçekimi) ifade eder. Çoğu da atmosferik olarak bilinir.

Termodinamik bir parametre olarak kabul edilir ve büyüklüğü ölçme yerine ve zamana, hava koşullarına ve deniz seviyesinin üstündeki / altına konuma göre değişiklik gösterir.

Barometrik basıncın büyüklüğü atmosferin normal boyunca bir birim alanındaki kuvvet modülüne eşittir.

Stabil bir atmosferde, bu fiziksel fenomenin büyüklüğü, taban alanındaki hava sütununun ağırlığına eşittir, bu alan bir alana eşittir.

Barometrik basınç 101 325 Pa (0 ° C'de 760 mm Hg) 'dir. Bu durumda, cisim Dünya'nın yüzeyinden yükseldikçe, havanın üzerindeki basınç da o kadar düşük olur. Her 8 km'den sonra 100 Pa azalır.

Dağlardaki bu özellik sayesinde, su ısıtıcısındaki su soba evlerinden çok daha hızlı başını sallar. Gerçek şu ki basınç, kaynama noktasını etkiler: azalmasıyla birlikte, ikinci basınç azalır. Ve tam tersi. Bu mülkte, bu gibi mutfak aletlerinin basınçlı ocak ve otoklav gibi işi yapılmaktadır. İçindeki basıncı artırmak sobanın sıradan saksılarına kıyasla daha yüksek sıcaklıktaki kaplarda gemi oluşumuna katkıda bulunur.

Atmosferik basıncı hesaplamak için barometrik yükseklik formülü kullanılır. Aşağıdaki fotoğrafta göründüğü gibi.

P yükseklikteki gerekli değer, P ₀ yüzeyin yakınında hava yoğunluğu, g serbest düşme ivmesi, h yerin üstündeki yükseklik, m, gazın molar kütlesi, m sistem sıcaklığı, r evrensel gaz sabitidir 8,3144598 J / ( Mole x K) ve e Eicler'in sayısı 2.71828'e eşittir.

Genellikle yukarıdaki atmosferik basınç formülünde, R yerine K Boltzmann sabitidir. Ürünü ile Avogadro numarası genellikle evrensel bir gaz sabitini ifade eder. Parçacıkların sayısı mol cinsinden verildiğinde hesaplamalar için daha uygundur.

Hesaplamalar yapılırken meteorolojik durumdaki değişikliklerden dolayı veya deniz seviyesinden tırmanış nedeniyle hava sıcaklığının değiştirilme olasılığını ve coğrafi enlemi dikkate alarak her zaman değerlidir.

Aşırı ve vakum

Atmosferik ve ölçülen ortam basıncı arasındaki farka aşırı basınç denir. Sonuçlara bağlı olarak değişkenin adı değişir.

Pozitif ise, buna mastar basıncı denir.

Eksi işaretiyle elde edilen sonuca vakum göstergesi denirse. Daha barometrik olamayacağını hatırlamaya değer.

diferansiyel

Bu değer, ölçümdeki çeşitli noktalardaki basınç farkıdır. Tipik olarak, herhangi bir ekipman üzerindeki basınç düşüşünü belirlemek için kullanılır. Bu, özellikle petrol endüstrisinde geçerlidir.

Termodinamiğe basıncın ve hangi formüllerin bulunduğu basınçla uğraştık, bu olgunun çok önemli olduğu sonucuna varabiliriz ve bu nedenle onun bilgisi asla gereksiz olacaktır.