Hidrostatični tlak in njegove značilnosti

Kaj je hidrostatični tlak? Katere značilnosti ima in v katerih enotah se meri? Če želite raziskovati fizične količine, potem pogumno preberite članek do konca.

Splošna ideja hidrostatskega tlaka

Hidrostatični tlak je tlačna sila vodnega stolpca nad določeno, pogojno določeno raven. Polna udobna mobilnost delcev tekočinskih ali plinastih kapljic omogoča, da se v mirovanju enakomerno prenese pritisk v vse smeri. Tlak deluje na katerikoli del ravnin, ki omejujejo tekočino, pri uporabi sile P , ki je po svojih značilnostih sorazmerna z velikostjo dane površine ali je usmerjena vzdolž normale na svojo stran. Hidrostatični tlak se nanaša na razmerje med Pw , kar pomeni, da je tlak, ki ga povzroča p na površini, enak enoti.

Kot rezultat, dobimo dokaj enostavno enačbo P = pw , ki vam omogoča natančno izračunavanje tlaka na določeni površini nečesa, kot so posoda, plin ali tekoče kapljice, ki so v pogojih, ki ustvarjajo zelo majhen pritisk v primerjavi s tistim, kar se prenaša zunaj. Praktično kateri koli primeri tlaka plina in izračuni se lahko pripišejo temu vidiku pojavov. tlak vode v hidravlični stiskalnici ali bateriji.

Blaise Pascal je odkril in opisal to fluidno lastnino leta 1653, vendar je Simon Stevin vedel in uporabil ta koncept nekoliko prej.

Sorte

Vrste hidrostatskega tlaka:

• Absolutni ali polni tlak je pri poljubnih poljubnih točkah ali v tekočem odseku, ki je enak zunanji sili tlaka na njegovi prosti površini P ₀ in zložen s kolono za tlak tekočine pgh. Osnova tlaka tekočine je v tem primeru enaka merjenju enote površine, višina pa ustreza globini, na katero je potopljena točka ali del tekočine:

P = P ₀ + pgh

• Manometrični ali presežni tip tlaka je velikost razlike med atmosferskim tlakom in absolutnim hidrostatičnim tlakom. Značilna je raven presežka v primerjavi z atmosferskim:

P _abs = P _atm + P _g

P _g = P _abs - P _atm

• Stopnja razlike med tlakom atmosferskega in absolutnega tipa se imenuje vakuumsko merjenje. Njegova vloga je, da na ozračju izpostavi pomanjkanje pritiska.

Metode za izračun tlaka v tekočinah

Hidrostatični tlak je prisoten v kateri koli tekočini in ga povzroča masa snovi p = G / S = mg / S. Znano je, da je m = pV, potem p = pgV / S in ob upoštevanju dejstva, da je V = Sh, dobimo naslednjo formulo:

p = pgh .

Indeks gostote tekočine p je neposredno odvisen od temperature. Za izračune, ki zahtevajo neverjetno natančnost, uporabite posebno formulo. Hidrostatični tlak se imenuje tudi vsota pritisne sile, ki jo določa teža kolone za tekočino in tlak bata.

Merske enote

Hidrostatični tlak, tako kot druge vrednosti, ima določeno mersko enoto. V praksi se meri v kg / cm ² . Če je tlak zelo velik, se lahko izrazi v atmosferah, kjer je 1 atmosfera enaka tlaku 76 cm Hg. Čl. pri ničelni temperaturi, v pogojih zemljepisne širine, kjer je УСТ = 0,0634 kg na 1 cm2 enako 6,21 · 10 ⁶ dyn na površino 1 cm ² . Tako dobimo 1 atmosfero, ki je enaka 1.0333 kg / cm ² , to je 1.0135 · 106 dyn na 1 cm ² za indeks geografske širine Pariza. Hidrostatični tlak se lahko izmeri tudi z njegovim paradoksom.

Paradoks hidrostatične narave in povezanost s pravom Pascala

Hidrostatični tlak in njegove lastnosti se lahko spreminjajo, kar je povezano s poskusi, da se v določenih okoliščinah izvede izračun sile tlaka. Težje je izračunati, če je potrebno poznati silo tlaka, ki deluje na ne-horizontalne stene plovila. Vzrok tlaka je teža tekočega stebra z neskončno majhnim delcem na dnu, ki se gleda na površini. Višina je navpična razdalja vseh takih delcev od površine proste tekočine. Te razdalje ne bodo konstantne za stranske stene. Pri zbiranju stranskih sten je potrebno uporabiti pravila integralnega kalibriranja, pritisk na vse elemente, ki so v vodoravnem položaju. Ob upoštevanju vsega zgoraj navedenega dobimo pravilo, po katerem tlak težkih tekočin na katerikoli ploski steni ustreza teži tekočega stebra, ki ima kot osnovo območje te stene, višina pa je navpična razdalja njegovega težišča oddaljenega od proste površine tekočine. Iz tega sledi, da je pritisk na dnu posode odvisen samo od velikosti njegove površine, višine nivoja tekočine, ki se vlije v posodo, in od indeksa gostote, vendar oblika plovila ne vpliva na tlak. Ta pojav se imenuje hidrostatični paradoks.

Ta paradoks je dokazal Pascal pri poskusih s širitvijo posod in navzgor. V prvi posodi so prekomerno težo tekočine podpirali stranski steni, prenašali pa so jih stene, ne da bi delovale na dno. V drugi posodi pa je pritisk deloval na stranske stene od dna do vrha in je posledično olajšal težo za količino, ki je enaka pomanjkanju tekočine.

Povzamemo

Na splošno je hidrostatični tlak pomembna značilnost tekočin, ki jih ljudje uporabljajo pri različnih izračunih in pri delu z različnimi napravami, kot so črpalke. Ta vrednost ima nekaj posebnosti, ki se kažejo v paradoksu hidrostatskega tlaka. Predstavljena je v treh oblikah in ima svojo mersko enoto.