Hidrostatski tlak i njegove karakteristike

Što je hidrostatski tlak? Koja obilježja ima iu kojim jedinicama se mjeri? Ako volite istraživati ​​fizičke veličine, onda hrabro pročitajte članak do kraja.

Opća ideja hidrostatskog tlaka

Hidrostatski tlak je sila pritiska vodenog stupca iznad određene, uvjetno označene razine. Potpuna praktična pokretljivost čestica kapljica tekućine ili plina omogućuje, dok je u mirovanju, jednak prijenos tlaka u svim smjerovima. Pritisak djeluje na bilo koji dio ravnine, koja ograničava fluid, pri korištenju sile P , koja je po svojim karakteristikama proporcionalna veličini dane površine ili je usmjerena uzduž normale na svoju stranu. Hidrostatski tlak se odnosi na omjer Pw , drugim riječima, ovaj tlak stvoren p na površini jednak je jedinici.

Kao rezultat toga, dobivamo relativno jednostavnu jednadžbu P = pw , koja omogućuje točno izračunavanje tlaka na određenoj površini nečega, kao što su posuda, plin ili tekuće kapljice, koje su u uvjetima koji stvaraju vrlo mali pritisak u usporedbi s onim što se prenosi izvana. Gotovo svi slučajevi tlaka plina i izračunavanja mogu se pripisati tom aspektu pojava. tlak vode nalazi se u hidrauličnoj preši ili bateriji.

Blaise Pascal otkrio je i opisao tu fluidnu imovinu 1653. godine, ali Simon Stevin je znao i koristio ovaj koncept malo ranije.

vrsta

Vrste hidrostatskog tlaka:

• Apsolutni, ili puni, je tlak u bilo kojim proizvoljno uzetim točkama ili u dijelu tekućine koji je jednak vanjskoj sili tlaka na njegovoj slobodnoj površini P ₀ i presavijen sa stupcem tlaka tekućine pgh. Osnova tlaka tekućine u ovom je slučaju jednaka mjerenju jedinice površine, a visina odgovara dubini na koju je točka ili dio tekućine uronjen:

P = P ₀ + pgh

• Manometrijski, ili višak, tip pritiska je veličina razlike između atmosferskog tlaka i apsolutnog hidrostatskog tlaka. Karakterizira razinu viška u usporedbi s atmosferskim:

P _abs = P _atm + P _g

P _g = P _abs - P _atm

• Stupanj razlike između tlaka atmosferskog i apsolutnog tipa naziva se mjerenje vakuuma. Njegova je uloga ukazati na nedostatak pritiska na atmosfersku razinu.

Metode za izračunavanje tlaka u tekućinama

Hidrostatski tlak je prisutan u bilo kojoj tekućini i uzrokovan je težinom tvari p = G / S = mg / S. Poznato je da je m = pV, zatim p = pgV / S, a uzimajući u obzir činjenicu da V = Sh, dobivamo sljedeću formulu:

p = pgh .

Indeks gustoće tekućine p izravno ovisi o razini temperature. Za izračune koji zahtijevaju nevjerojatnu točnost, koristite posebnu formulu. Hidrostatski tlak se također naziva zbroj sile pritiska, koja se određuje težinom stupca tekućine i tlaka klipa.

Jedinice mjere

Hidrostatski tlak, kao i druge vrijednosti, ima određenu mjernu jedinicu. U praksi se mjeri u kg / cm2. Ako je tlak vrlo velik, može se izraziti u atmosferi, gdje je 1 atmosfera jednaka tlaku od 76 cm Hg. Čl. pri nultoj temperaturi, u uvjetima zemljopisne širine, gdje je UST = 0,0634 kg po 1 cm2 jednak 6,21 · 10 ⁶ dyna po površini 1 cm2. Tako se dobiva 1 atmosfera jednaka 1.0333 kg / cm ² , odnosno 1.0135 · 106 dyn po 1 cm2 za indeks geografske širine Pariza. Također se može mjeriti i hidrostatski tlak koristeći svoj paradoks.

Paradoks hidrostatičke prirode i povezanost s pravom Pascala

Hidrostatski tlak i njegova svojstva mogu varirati, što je povezano s pokušajima provođenja izračuna sile pritiska u određenim okolnostima. Teže je izvesti izračune ako je potrebno znati silu pritiska na ne-horizontalne stijenke posude. Uzrok pritiska ovdje je težina stupca tekućine s beskonačno malom česticom na bazi, koja se promatra na površini. Visina je vertikalna udaljenost svih takvih čestica od slobodne površine tekućine. Te udaljenosti neće biti konstantne za bočne zidove. Ovdje je potrebno, pri zbrajanju bočnih zidova, upotrijebiti pravila integralnog kalcija, pritiska na bilo koje elemente koji su u vodoravnom položaju. Uzimajući u obzir sve gore navedeno, dobivamo pravilo prema kojem tlak teških tekućina na bilo kojoj ravnoj stijenki odgovara težini stupca tekućine koji kao svoju bazu ima područje tog zida, a visina je vertikalna udaljenost njegovog težišta udaljenog od tekućine slobodne površine. Iz toga slijedi da tlak na dnu posude ovisi samo o veličini njegove površine, visini razine tekućine koja se ulijeva u samu posudu i indeksu gustoće, ali oblik posude ne utječe na tlak. Ovaj fenomen naziva se hidrostatski paradoks.

Ovaj paradoks dokazao je Pascal u pokusima s posudama koje se šire gore i dolje. U prvoj posudi, prekomjerna težina tekućine bila je poduprta bočnim zidovima, a prenosili su je zidovi, bez djelovanja na dno. I u drugoj posudi, pritisak je djelovao na bočne zidove od dna do vrha i, kao rezultat, smanjio težinu za iznos jednak nedostatku tekućine.

Ukratko

Općenito, hidrostatički tlak je važna karakteristika tekućina koje ljudi koriste u različitim izračunima i pri radu s različitim uređajima, kao što su crpke. Ova vrijednost ima neke osobitosti, otkrivene u paradoksu hidrostatskog tlaka. Prikazan je u tri oblika i ima svoju jedinicu mjerenja.