Пример прорачуна притиска

У физици, притисак је сила која делује на одређено подручје. Најчешћи случај притиска је тежина тела на површини коју заузима на планети.

Материја може да врши притисак у три физичка стања: у чврстом, течном и гасном стању.

Манифестација притиска

Притисак се може појавити у врло различитим околностима:

• У једној колони могу бити различити течности које се не мешају, одмарајући једну на другу. Свака течност вршиће притисак на ону испод ње. Ко је на дну, примиће заједнички притисак свих горе.
• У затвореној посуди, као што је балон, може бити гас или мешавина гаса која ће вршити притисак на његовим зидовима.
• У мотору са унутрашњим сагоревањем, силазни клип ствара притисак на мешавини бензина и ваздуха. Како варница уђе у систем и експлодира, хемијска реакција ће притиснути клип, поново га подижући.
• Сви гасови присутни у атмосфери стварају притисак на површину Земље. Овај притисак се назива Барометарски притисак или атмосферски притисак.

Барометарски или атмосферски притисак

Стварни притисак атмосфере мери се инструментом тзв

Барометар, осмислио Е. Торрицелли 1644. Научник је направио овај инструмент помоћу цеви дуге 1 метар, запечаћене на једној страни. Напунио је цев живом, а отворену страну умочио у посуду пуну још живе.

Меркур у цеви се спуштао гравитацијом, све док се није прилагодио на ниво од 760 милиметара. Притисак атмосфере покорио је Меркур на Куби, гурајући је све док цев није била прилагођена тој висини. Од тада је утврђено да стандардни атмосферски притисак има вредност од 760 ммХг.

Барометарски или атмосферски притисак мери се инструментом Барометар, или такође такозваним барографом, који поред Мерење притиска укључује оловку са мастилом за праћење вредности атмосферског притиска на графикону током временске прилике.

Манометар

Манометар је притисак који се врши на зидове затворене посуде. Генерално се односи на гасове које врше гасови, јер они имају својство да покривају целу запремину посуде која их садржи.

У зависности од масе гаса који је садржан, то ће бити количина честица гаса које примењују силу на зидове контејнера, а самим тим и величина мерног притиска који се мери.

Гас може бити у стању мировања у резервоару или у покрету, непрестано се крећући дуж система цеви.

Манометар се мери помоћу уређаја који се називају манометри, који су кружни попут сата, а на бројчанику имају скалу у јединицама у којима се мери притисак. Манометар одговара на потисак течности или гаса и враћа индикаторску иглу очитавање.

Јединице за мерење притиска

Милиметар живе (ммХг): Била је то прва јединица за барометарски притисак захваљујући дизајну Торрицелли барометра. Стандардни барометарски притисак одговара 760ммХг.

Паскал (Па): То је јединица успостављена за притисак уопште, према међународном систему јединица. Према његовом концепту „Силе над површином“, то је еквивалентно 1 Њутну на квадратни метар (1 Па = 1 Н / м²). Еквивалентност атмосферског притиска у Пасцалима је 101.325,00 паскала.

Фунте на квадратни инч (лб / ин², пси): То је јединица у енглеском систему јединица за притисак. Најчешће се користи за калибрацију индустријских манометара и уређаја за конвенционалну употребу. Из енглеског израза назива се „пси“: „фунти квадратни инч“. Еквиваленција атмосферског притиска у пси је 14,69 лб / ин².

Шипке: Шипка је алтернативна јединица за мерење притиска. У литератури се користи за означавање великих величина притисака, како се не би користили тако велики бројеви. Бар еквивалент атмосферског притиска је 1.013 бара.

Атмосфере (атм): То је јединица успостављена за атмосферски притисак која се налази тачно на барометарском притиску измереном у подручју у коме се врше прорачуни. Његова вредност је увек постављена као 1 атм, и има различите еквиваленције са другим јединицама. Наравно, ако се атмосферски притисак мери у другим јединицама, нумерички подаци ће бити другачији.

Прорачуни притиска

Притисак ће се израчунавати различито, у зависности од физичког стања супстанце која га врши: чврстог, течног или гасовитог. Формуле се наравно могу користити за све случајеве, али да бисмо их боље објаснили, прибегавамо класификацији израчунавања попут ове.

Притисак који врше чврсте материје:

За чврсте материје користи се формула

П = Ф / А

Дефинишите притисак као силу која се врши на неко подручје. Чврсте материје природно обухватају одређено подручје, па ће сила коју треба применити бити њихова тежина, осим ако додатна сила такође делује на чврсту супстанцу.

Да би се добио притисак у Пасцалима (Па = Н / м²), неопходно је да Снага буде у Њутну (Н), а Површина у квадратним метрима (м²).

Притисак који врше течности:

За течности се користи формула

П = ρ * г * х

Дефинишите притисак као производ густине, силе гравитације и висине коју течност покрива у колони у којој је затворена. Ако се у колони налазе две или више течности, одвојене густином, формула делује за сваку течност по страни.

Тако да се притисак добија у паскалима (Па = Н / м²), потребно је да Густина буде у килограмима преко кубних метара (Кг / м³), гравитација у метрима преко другог квадрата (м / с²) и висине у метрима (м).

Притисак који врше гасови:

Притисак гаса, ако се понаша као идеалан гас, може се израчунати са изразом идеалног гаса:

ПВ = нРТ

Имајући податке о броју молова гаса, температури и заузетој запремини, може се одмах израчунати. Ако се ради о стварном гасу, биће потребно прибећи једначинама за стварни гас, које су сложеније од једноставног односа идеалног гаса.

Да би притисак био у паскалима, запремина мора бити у кубним метрима (м³), температура у апсолутним степенима Келвина (К) и идеална гасна константа морају бити Р = 8,314 Ј / мол * К.

Примери како израчунати притисак

Постоји чврсто тело са тежином од 120 Н и покрива површину од 0,5 м². Израчунајте притисак који се врши на земљу.

П = Ф / А

П = (120 Н) / (0,5 м²) = 240 Н / м² = 240 Па

Постоји чврсто тело са тежином од 200 Н и покрива површину од 0,75 м². Израчунајте притисак који се врши на земљу.

П = Ф / А

П = (200 Н) / (0,75 м²) = 266,67 Н / м² = 266,67 Па

Има чврсто тело са тежином од 180 Н и покрива површину од 0,68 м². Израчунајте притисак који се врши на земљу.

П = Ф / А

П = (180 Н) / (0,68 м²) = 264,71 Н / м² = 264,71 Па

Има чврсто тело са тежином од 230 Н и покрива површину од 1,5 м². Израчунајте притисак који се врши на земљу.

П = Ф / А

П = (230 Н) / (1,5 м²) = 153,33 Н / м² = 153,33 Па

Постоји колона са две течности, густине од 1000 Кг / м³ и 850 Кг / м³. Течности сакупљају висине од 0,30 м, односно 0,25 м. Израчунајте притисак на дну посуде.

П = (ρ * г * х)₁ + (ρ * г * х)₂

П = (1000 Кг / м³) * (9,81 м / с²) * (0,30 м) + (850 Кг / м³) * (9,81 м / с²) * (0,25 м)

П = 2943 Па + 2085 Па = 5028 Па

Постоји колона са две течности, густине од 790 Кг / м³ и 830 Кг / м³. Течности сакупљају висине од 0,28 м, односно 0,13 м. Израчунајте притисак на дну посуде.

П = (ρ * г * х)₁ + (ρ * г * х)₂

П = (790 Кг / м³) * (9,81 м / с²) * (0,28 м) + (830 кг / м³) * (9,81 м / с²) * (0,13 м)

П = 2170 Па + 1060 Па = 3230 Па

Постоји колона са две течности, густине од 960 Кг / м³ и 750 Кг / м³. Течности сакупљају висине од 0,42 м, односно 0,20 м. Израчунајте притисак на дну посуде.

П = (ρ * г * х)₁ + (ρ * г * х)₂

П = (960 Кг / м³) * (9,81 м / с²) * (0,42 м) + (750 Кг / м³) * (9,81 м / с²) * (0,20 м)

П = 3960 Па + 1470 Па = 5820 Па

Постоји колона са две течности, густине од 720 Кг / м³ и 920 Кг / м³. Течности сакупљају висине од 0,18 м, односно 0,26 м. Израчунајте притисак на дну посуде.

П = (ρ * г * х)₁ + (ρ * г * х)₂

П = (720 Кг / м³) * (9,81 м / с²) * (0,18 м) + (920 кг / м³) * (9,81 м / с²) * (0,26 м)

П = 1270 Па + 2350 Па = 3620 Па

Постоји 14 молова идеалног гаса, који покривају запремину од 2 м³ на температури од 300 К. Израчунајте притисак који се врши на зидове контејнера.

ПВ = нРТ П = (нРТ / В)

П = (14 мол) (8,314 Ј / мол * К) (300 К) / 2 м³ = 17459,4 Па

Постоји 8 молова идеалног гаса, који покривају запремину од 0,5 м³ на температури од 330 К. Израчунајте притисак који се врши на зидове контејнера.

ПВ = нРТ П = (нРТ / В)

П = (8 мол) (8,314 Ј / мол * К) (330 К) / 0,5 м³ = 43897,92 Па

Постоји 26 молова идеалног гаса, који покривају запремину од 1,3 м³ на температури од 400 К. Израчунајте притисак који се врши на зидове контејнера.

ПВ = нРТ П = (нРТ / В)

П = (26 мол) (8,314 Ј / мол * К) (400 К) / 1,3 м³ = 66512 Па

Постоји 20 молова идеалног гаса, који покривају запремину од 0,3 м³ на температури од 350 К. Израчунајте притисак који се врши на зидове контејнера.

ПВ = нРТ П = (нРТ / В)

П = (20 мол) (8,314 Ј / мол * К) (350 К) / 0,3 м³ = 193993,33 Па