Formula za zračni, parni, tekoči ali trdni tlak. Kako najti tlak (formula)?

Tlak je fizična količina, ki ima posebno vlogo pri naravi in ​​človeškem življenju. Ta neviden pojav ne vpliva zgolj na stanje okolja, ampak ga tudi vsi dobro počutijo. Ugotovimo, kaj je, kakšne vrste obstajajo in kako najti pritisk (formulo) v različnih okoljih.

Kar se imenuje pritisk v fiziki in kemiji

Ta izraz se imenuje pomembno termodinamičnega količino, ki je izražena v razmerju, ki ga predlaga tlačno silo, ki je pravokotna na površino, na kateri nastopa. Ta pojav ni odvisen od velikosti sistema, v katerem deluje, zato se nanaša na intenzivne količine.

V stanju ravnovesja je po Paskalovem zakonu tlak enak za vse točke v sistemu.

V fiziki in kemiji je to označeno s pomočjo črke "P", ki je kratica za latinsko ime izraza pressūra.

Če govorimo o osmotskem pritisku tekočine (ravnotežje med tlakom znotraj in zunaj celice), se uporabi črka "P".

Enote tlaka

V skladu s standardi mednarodnega SI sistema se obravnavani fizični fenomen meri v paskalih (cirilica - Pa, Latin - Ra).

Na podlagi tlačne formule se izkaže, da je en Pa enak enemu H (newton - enoti sile), deljeno z enim kvadratnim metrom (površina enote).

Vendar pa je v praksi precej težko uporabljati pascal, saj je ta enota zelo majhna. V zvezi s tem je poleg standardov sistema SI ta vrednost mogoče meriti na drugačen način.

Spodaj so najbolj znani analogi. Večina jih se pogosto uporablja v prostorih nekdanje ZSSR.

• Bari. En pas je 105 Pa.
• Torrs, ali milimetri živega srebra. Približno en torr ustreza 133, 3223684 Pa.
• Milimetri vodnega stolpca.
• Števci vodnega stolpca.
• Tehnično vzdušje.
• Fizične atmosfere. Ena atm je 101 325 Pa in 1,033233 pri.
• Kilogram sila na kvadratni centimeter. Obstaja tudi tonska sila in gramska sila. Poleg tega je analogni funt-sila na kvadratni palec.

Splošna formula tlaka (fizika sedmega razreda)

Iz definicije določene fizične količine lahko določite način, na katerega se nahaja. To je videti na spodnji sliki.

V njej je F sila, S pa območje. Z drugimi besedami, formula za ugotavljanje pritiska je njegova moč, deljena s površino, na katero deluje.

To lahko zapišemo kot: F = mg / S ali P = PVG / S. Zato to je fizikalna količina, povezana z drugimi termodinamskih spremenljivkami volumen in maso.

Naslednje načelo se nanaša na tlak: manjši prostor, na katerega vpliva sila, večja je količina pritisne sile, ki jo potrebuje. Če pa se površina poveča (za enako moč), se želena vrednost zmanjša.

Formula hidrostatičnega tlaka

Različna agregatna stanja snovi zagotavljajo prisotnost različnih lastnosti drug od drugega. Iz tega sledi, da se bodo metode določanja P v njih razlikovale.

Na primer, formula za tlak vode (hidrostatična) je videti takole: P = pgh. Uporablja se tudi za pline. Vendar se zaradi razlik v višini in gostoti zraka ne more uporabiti za izračun atmosferskega tlaka.

V tej formuli je p gostota, g je pospešek zaradi gravitacije in h je višina. Iz tega sledi, da je globlji predmet ali predmet potopljen, večji je tlak na notranjosti tekočine (plin).

Razmišljena različica je prilagoditev klasičnega primera P = F / S.

Če se spomnimo, da je derivat s silo enako maso prostem hitrosti padca (F = mg) in tekoče mase - derivatom gostote prostornine (m = PV), tlak formulo lahko zapišemo kot P = PVG / S. volumen - je območje, pomnoženo z višino (V = Sh).

Če vstavite te podatke, dobite, da se območje v števcu in imeniku lahko skrajša in zgoraj navedena formula pri izhodu: P = pgh.

Glede na pritisk v tekočinah, je treba spomniti, da je v nasprotju s trdnimi delci pogosto mogoče, da se ploskev povrne. To pa prispeva k nastanku dodatnega pritiska.

Za takšne situacije se uporablja nekoliko drugačna tlačna formula: P = P₀ + 2QH. V tem primeru P₀ - tlak ne-ukrivljene plasti in Q je površina napetosti tekočine. H je povprečna ukrivljenost površine, ki je določena z Laplaceovim zakonom: H = frac12- (1 / R₁+ 1 / R₂). Komponente R₁ in R₂ So radii glavne ukrivljenosti.

Delni tlak in njegova formula

Čeprav se metoda P = pgh uporablja za tekočine in pline, je bolje, da tlak v slednjem nekoliko izračuna.

Dejstvo je, da v naravi praviloma niso absolutno pogosto popolnoma čiste snovi, potem pa v njej prevladujejo mešanice. To velja ne le za tekočine, ampak tudi za pline. In kot veste, vsaka od teh komponent izvaja drug pritisk, imenovan delni.

Za opredelitev je precej preprosta. To je enako vsoti tlaka vsake komponente obravnavane mešanice (idealen plin).

Iz tega sledi, da formula parcialnega tlaka izgleda tako: P = P₁+ P₂+ P₃hellip- in tako naprej, glede na število sestavnih delov.

Pogosto so primeri, ko je treba določiti zračni tlak. Vendar pa nekateri napačno izvajajo izračune samo s kisikom glede na shemo P = pgh. Samo zrak je mešanica različnih plinov. Vsebuje dušik, argon, kisik in druge snovi. Formula zračnega tlaka je na podlagi trenutnega stanja vsota pritiskov vseh njegovih komponent. Torej, vzemite zgoraj P = P₁+ P₂+ P₃...

Najpogostejše naprave za merjenje tlaka

Kljub dejstvu, da ni težko izračunati termodinamične količine, ki jo obravnavajo zgoraj navedene formule, včasih preprosto ni časa za izračun. Navsezadnje morate vedno upoštevati številne odtenke. Zato je zaradi večje udobnosti že več stoletij razvitih več instrumentov, ki ga namesto ljudi.

Dejansko so skoraj vse tovrstne naprave različice manometra (pomaga določiti tlak v plinih in tekočinah). Vendar pa se razlikujejo po zasnovi, natančnosti in obsegu.

• Atmosferski tlak se meri z merilnikom tlaka, ki se imenuje barometer. Če je potrebno določiti izpust (t.j., tlak pod atmosferskim tlakom), se uporabi druga vrsta vakuumskega merila.
• Za poznavanje krvnega tlaka osebe se uporablja sfigmomanometer. Večina je bolj znan kot neinvazivni tonometer. Takšne naprave so številne sorte: od živega srebra do popolnoma avtomatskega digitalnega. Njihova natančnost je odvisna od materialov, iz katerih so izdelani, in od kraja merjenja.
• Padci tlaka v okolju (v angleščini - padec tlaka) se določijo s pomočjo diferenčni merilniki tlaka ali difomonometri (ne smejo jih zamenjati z dinamometri).

Vrste tlaka

Ob upoštevanju pritiska, formule njene lokacije in njenih razlik za različne snovi, je vredno spoznati raznovrstnosti tega obsega. Obstaja pet.

• Absolutno.
• Barometrija
• Prekomerno.
• Vakuum.
• Diferencial.

Absolutno

Tako imenovani skupni pritisk, pod katerim se nahaja snov ali predmet, ne da bi upoštevali vpliv drugih plinastih sestavin v ozračje.

Izmeri se v paskalih in predstavlja vsoto presežnih in atmosferskih pritiskov. Prav tako je razlika v barometričnih in vakuumskih metričnih tipih.

Izračuna se po formuli P = P₂ + P₃ ali P = P₂ - P₄.

Za referenčno točko absolutnega tlaka v pogojih planete Zemlje se tlak v notranjosti posode, iz katerega se odstrani zrak (to je klasični vakuum).

Samo ta vrsta tlaka se uporablja v večini termodinamičnih formul.

Barometrija

Ta izraz se nanaša na tlak atmosfere (gravitacije) na vse predmete in predmete, ki jih najdemo v njem, vključno neposredno s površino Zemlje. Večina je znana tudi kot atmosferska.

Je termodinamični parametri, in njegova velikost se razlikuje glede na kraj in čas merjenja, pa tudi vremenske razmere in lokacijo nad / pod nivojem morja.

Velikost barometričnega tlaka je enaka modulu sile atmosfere na območju enote vzdolž normale do njega.

V stabilnem ozračju je velikost tega fizičnega pojava enaka masi zračnega stolpca na dnu z enako površino.

Barometrični tlak je 101 325 Pa (760 mm Hg pri 0 stopinjah Celzija). V tem primeru je višji objekt s površine Zemlje, nižji je tlak na njem. Po vsakih 8 km se zmanjša za 100 Pa.

Zaradi tega premoženja v gorah voda v grelniku kliče veliko hitreje kot hiše na štedilniku. Dejstvo je, da tlak vpliva na vrelišče: s tem zmanjšanjem se ta zmanjša. In obratno. Na tem objektu se gradi delo takih kuhinjskih aparatov kot tlačni štedilnik in avtoklav. Povečanje pritiska v njih spodbuja nastanek višjih temperatur v posodah kot v običajnih lončkih na peči.

Formula barometrične višine se uporablja za izračun atmosferskega tlaka. To je videti na spodnji sliki.

P je potrebna količina na višini, P₀ - gostota zraka blizu gladine, g - prosti pad pospešek, h - višina nad zemljo, m - molska masa plina, T - temperatura sistema, r - univerzalna plinska konstanta 8.3144598 Dzhfrasl- (mol x K), in e - je število Eikler, enako 2,71828.

Pogosto se v zgornji formuli atmosferskega tlaka R nadomesti s konstanto K Boltzmann. Številka Avogadro s svojim izdelkom pogosto izraža univerzalno plinsko konstanto. Primernejše je za izračune, ko je število delcev v molih.

Pri izračunih je vedno vredno upoštevati možnost spreminjanja temperature zraka zaradi spremembe meteoroloških razmer ali pri plezanju nad gladino morja in zemljepisne širine.

Prekomerno in vakuumsko

Razlika med atmosferskim tlakom in izmerjenim tlakom okolja se imenuje nadtlak. Glede na rezultat se spremeni ime spremenljivke.

Če je pozitiven, se imenuje merilni tlak.

Če se rezultat, dobljen z znakom minus, imenuje vakuumski merilnik. Treba je spomniti, da ne more biti več barometričen.

Diferencial

Ta vrednost je razlika v tlaku na različnih točkah merjenja. Tipično se uporablja za določitev padca tlaka na kateri koli opremi. To še posebej velja za naftno industrijo.

Ob reševanju z dejstvom, da je za termodinamično količino imenovano pritisk in s pomočjo nekaterih formul je ugotovljeno, je mogoče sklepati, da je ta pojav zelo pomembna, ampak zato, ker znanje o njem nikoli ne bo odveč.