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 zelo 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 nanaša na pomembno termodinamično količino, ki je izražena v razmerju med navpično silo tlaka, ki se uporablja na površini, na kateri deluje. 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 to označuje črka "P", ki je okrajšava 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 sistema SI 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 . Ena vrstica je 105 Pa.
• Torr ali milimetri živega srebra. Približno en torr ustreza 133, 3223684 Pa.
• Milimetri vodnega stolpca.
• Števci vodnega stolpca.
• Tehnično vzdušje.
• Fizična atmosfera. Ena atm je 101 325 Pa in 1,033233 pri.
• Sila kilogramov na kvadratni centimeter. Obstaja tudi tonska sila in gramska sila. Poleg tega je tudi analogni funt-sila na kvadratni palec.

Splošna formula tlaka (fizika 7. razreda)

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

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

Prav tako je lahko zapisana kot P = mg / S ali P = pVg / S. Tako je ta fizikalna količina povezana z drugimi termodinamičnimi spremenljivkami: prostornina in masa.

Naslednje načelo velja za pritisk: manjši prostor, na katerega vpliva sila, večja je količina stiskalne 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 bodo tudi metode določanja P v njih drugačne.

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 pritisk na njem znotraj tekočine (plin).

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

Če se spomnimo, da je sila enaka izpeljanemu masu s hitrostjo prostega padca (F = mg), masa tekočine pa je derivat prostornine z gostoto (m = pV), potem je formula lahko zapisana kot P = pVg / S. Površina, pomnožena z višino (V = Sh).

Če vstavite te podatke, se izkaže, da se lahko območje v števcu in imenovalniku skrajša in zgoraj navedena formula na izhodu: P = pgh.

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

Za takšne situacije se uporablja nekoliko drugačna tlačna formula: P = P ₀ + 2QH. V tem primeru je P ₀ tlak ne-ukrivljene plasti in Q je površina napetosti tekočine. H je povprečna ukrivljenost površine, ki je določena z Laplaceovim zakonom: H = 1 (1 / R ₁ + 1 / R2). Komponente R1 in R2 so polmeri glavne ukrivljenosti.

Parcialni tlak in njegova formula

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

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. 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 = P ₁ + P ₂ + P ₃ ... in tako naprej, glede na število sestavnih sestavin.

Pogosto so primeri, ko je treba določiti zračni tlak. Vendar pa nekateri napačno izvajajo izračune samo s kisikom glede na shemo P = pgh. Toda zrak je mešanica različnih plinov. Vsebuje dušik, argon, kisik in druge snovi. Na podlagi trenutnega stanja je formula zračnega tlaka vsota pritiskov vseh njegovih komponent. Torej, vzemite zgoraj P = P ₁ + P ₂ + P ₃ ...

Najpogostejše naprave za merjenje tlaka

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

Dejansko so skoraj vse takšne naprave tipi manometra (pomaga pri določanju tlaka v plinih in tekočinah). Hkrati 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 pri osebi 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.
• Diferenčni tlak v okolju (v angleščini - padec tlaka) se določi z uporabo diferenčnih merilnikov tlaka ali diferenčnih števcev (ne sme biti zmeden z dinamometri).

Vrste tlaka

Glede na pritisk, formulo za njegovo lokacijo in njene razlike za različne snovi, je vredno spoznati sorte tega obsega. Pet jih je.

• Absolutno.
• Barometrični
• Prekomerno.
• Vakuumsko merjenje.
• Diferencial.

Absolutno

To je 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 = P ₂ + P ₃ ali P = P ₂ - P ₄ .

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

Le ta tip tlaka se uporablja v večini termodinamičnih formul.

Barometrični

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.

Šteje se za termodinamični parameter, njegova velikost pa se razlikuje glede na kraj in čas merjenja ter vremenske razmere in lokacijo nad / pod nivojem morja.

Velikost barometričnega tlaka je enaka modulu sile atmosfere na območju enote ob normali do njega.

V stabilnem ozračju je magnituda tega fizičnega pojava enaka masi zračnega kolone na dnu s površino enako eni.

Barometrični tlak je 101 325 Pa (760 mm Hg pri 0 stopinjah Celzija). V tem primeru je višji objekt s površine Zemlje, nižji je pritisk na zrak. 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 je izdelana dela takšnih kuhinjskih aparatov kot tlačni štedilnik in avtoklav. Povečanje tlaka v njih prispeva k nastanku plovil v plovilih višjih temperatur kot v običajnih lončkih na peči.

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

P je zahtevana vrednost na višini, P ₀ je gostota zraka v bližini površine, g je pospešek prostega upada, h je višina nad Zemljo, m je molska masa plina, m je sistemska temperatura, r je univerzalna plinska konstanta. 8.3144598 J / ( Mole x K) in e je Eiclerjeva številka enaka 2,71828.

Pogosto je v zgornji formuli atmosferskega tlaka namesto R, K boltzmanska konstanta. Številka Avogadro s svojim izdelkom pogosto izraža univerzalno plinsko konstanto. Primernejša 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 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. Običajno se uporablja za določitev padca tlaka na katerikoli opremi. To še posebej velja za naftno industrijo.

Ob obravnavi dejstva, da je termodinamična količina imenovana tlak in s kakšnimi formulami je mogoče ugotoviti, lahko sklepamo, da je ta pojav zelo pomemben in zato njegovo znanje nikoli ne bo odveč.