Hydrostatický tlak a jeho vlastnosti

Co je to hydrostatický tlak? Jaké vlastnosti má a ve kterých jednotkách se měří? Pokud chcete prozkoumat fyzické množství, pak odvážně přečtěte článek na konec.

Obecná idea hydrostatického tlaku

Hydrostatický tlak je tlaková síla vodního sloupce nad určitou podmíněně určenou úrovní. Plná praktická mobilita částic kapalných nebo plynových kapiček umožňuje, aby v klidu přenášely tlak ve všech směrech. Tlak tedy působí na jakoukoli část rovin, která omezuje kapalinu, při použití síly P , která svým vlastnostmi je úměrná velikosti dané plochy nebo směřuje podél normálu k její straně. Hydrostatický tlak se vztahuje na poměr mezi Pw , jinými slovy, tento tlak vytvořený p na povrchu se rovná jednotce.

Výsledkem je poměrně snadná rovnice P = pw , která umožňuje přesně vypočítat tlak na určitém povrchu něčeho, jako je nádoba, kapalina nebo kapalina, které jsou v podmínkách, které vytvářejí velmi malý tlak ve srovnání s tím, co se vysílá venku. Prakticky každý případ tlaku plynu a výpočty lze připsat tomuto aspektu jevů. tlak vody umístěné v hydraulickém lisu nebo v baterii.

Blaise Pascal objevil a popsal tento tekutý majetek v roce 1653, ale Simon Stevin znal a užíval tento koncept o něco dříve.

Odrůdy

Druhy hydrostatického tlaku:

• Absolutní nebo plná je tlak na libovolně libovolně odebraných bodech nebo kapalné části rovnající se vnější síle tlaku na jeho volném povrchu P0 a složeném tlakovou kolonou kapaliny pgh. Základ tlaku kapaliny se v tomto případě rovná jednotce měření plochy a výška odpovídá hloubce, do které je ponořena bodová nebo kapalná část:

P = P ₀ + pgh

• Manometrický nebo nadměrný typ tlaku je velikost rozdílu mezi atmosférickým tlakem a absolutním hydrostatickým tlakem. Charakterizuje úroveň přebytku ve srovnání s atmosférickým:

P _abs = P _atm + P _g

P _g = P _abs - P _atm

• Stupeň rozdílu mezi tlakem atmosférického a absolutního typu se nazývá měření vakua. Jeho úkolem je poukázat na nedostatek tlaku na atmosférickou úroveň.

Metody výpočtu tlaku v kapalinách

Hydrostatický tlak je přítomen v jakékoli kapalině a je způsoben hmotností látky p = G / S = mg / S. Je známo, že m = pV, pak p = pgV / S a vzhledem k tomu, že V = Sh, získáváme následující vzorec:

p = pgh .

Index hustoty kapaliny p přímo závisí na úrovni teploty. Pro výpočty vyžadující neuvěřitelnou přesnost použijte speciální vzorec. Hydrostatický tlak je také nazýván součtem tlakové síly, která je určena hmotností sloupce kapaliny a tlakem pístu.

Jednotky míry

Hydrostatický tlak, stejně jako jiné hodnoty, má určitou měrnou jednotku. V praxi se měří v kg / cm2. Je-li tlak velmi velký, může být vyjádřen pomocí atmosféry, kde se 1 atmosféra rovná tlaku 76 cm Hg. Art. při nulové teplotě v podmínkách zeměpisné šířky, kde UСТ = 0,0634 kg na 1 cm2 se rovná 6,21 · 10 ⁶ dynu na povrch 1 cm2. Získáme tak 1 atmosféru rovnající se 1,0333 kg / cm2, tj. 1,0135 · 106 dyn na 1 cm2 pro index zeměpisné šířky Paříže. A také hydrostatický tlak lze měřit pomocí jeho paradoxu.

Paradox hydrostatické povahy a spojení se zákonem Pascala

Hydrostatický tlak a jeho vlastnosti se mohou lišit, což je spojeno s pokusy o výpočet síly tlaku za určitých okolností. Je obtížnější provádět výpočty, je-li třeba znát tlakovou sílu vyvíjenou na neorizontálních stěnách nádoby. Příčinou tlaku je hmotnost kapalné kolony s nekonečně malými částicemi na základně, která je viděna na povrchu. Výška je svislá vzdálenost všech těchto částic od volného povrchu kapaliny. Tyto vzdálenosti nebudou konstantní pro boční stěny. Zde je nutné použít při sčítání bočních stěn pravidla celistvého kalení tlak na všechny prvky, které jsou ve vodorovné poloze. Vezmeme-li v úvahu všechny výše uvedené skutečnosti, získáváme pravidlo, podle něhož tlak těžkých kapalin na jakékoliv rovinné stěně odpovídá hmotnosti sloupku kapaliny, který má jako základ plochu této stěny a výška je svislá vzdálenost těžiště, vzdálená od volného povrchu kapalného typu. Z toho plyne, že tlak na dně nádoby závisí pouze na velikosti jejího povrchu, výšce hladiny tekutiny nalité do samotné nádoby a na indexu hustoty, ale tvar nádoby neovlivňuje tlak. Tento jev se nazývá hydrostatický paradox.

Tento paradox byl prokázán Pascalem v pokusech s rozšiřováním plavidel nahoru a dolů. V první nádobě byla nadváha kapalin podepřena bočními stěnami a byla přenášena stěnami bez působení na dno. A ve druhé nádobě působil tlak na boční stěny od dna k vrcholu a v důsledku toho zesílil hmotnost o množství rovnající se nedostatku kapaliny.

Shrnutí

Obecně platí, že hydrostatický tlak je důležitou vlastností tekutin používaných lidmi v různých výpočtech a při práci s různými zařízeními, jako jsou čerpadla. Tato hodnota má některé zvláštnosti odhalené v paradoxu hydrostatického tlaku. Předkládá se ve třech formách a má vlastní měrnou jednotku.