Ang hydrostatics ay isang sangay ng hydraulics, kung saan pinag-aaralan ang mga batas ng equilibrium ng mga likido at ang praktikal na aplikasyon ng mga batas na ito ay isinasaalang-alang. Upang maunawaan ang hydrostatics, kinakailangan upang tukuyin ang ilang mga konsepto at kahulugan.

Batas ni Pascal para sa hydrostatics.

Noong 1653, natuklasan ng French scientist na si B. Pascal ang isang batas na karaniwang tinatawag na pangunahing batas ng hydrostatics.

Parang ganito:

Ang presyon sa ibabaw ng likido, na ginawa ng mga panlabas na puwersa, ay ipinapadala sa likido sa parehong paraan sa lahat ng direksyon.

Ang batas ni Pascal ay madaling maunawaan kung titingnan mo ang molecular structure ng matter. Sa mga likido at gas, ang mga molekula ay may kamag-anak na kalayaan, nagagawa nilang lumipat nang may kaugnayan sa isa't isa, sa kaibahan sa mga solido. Sa mga solido, ang mga molekula ay kinokolekta sa mga kristal na sala-sala.

Ang kamag-anak na kalayaan na tinataglay ng mga molekula ng mga likido at gas ay ginagawang posible na ilipat ang presyur na ginawa sa likido o gas hindi lamang sa direksyon ng pagkilos ng puwersa, kundi pati na rin sa lahat ng iba pang direksyon.

Ang batas ni Pascal para sa hydrostatics ay laganap sa industriya. Ang batas na ito ang batayan ng gawain ng hydroautomatics, na kumokontrol sa mga CNC machine, sasakyan at eroplano, at marami pang ibang hydraulic machine.

Kahulugan at formula ng hydrostatic pressure

Mula sa itaas ng batas ni Pascal ay sumusunod na:

Ang hydrostatic pressure ay ang presyon na ibinibigay sa isang likido sa pamamagitan ng gravity.

Ang magnitude ng hydrostatic pressure ay hindi nakasalalay sa hugis ng sisidlan kung saan matatagpuan ang likido at tinutukoy ng produkto.

P = ρgh, saan

Ang ρ ay ang density ng likido

g - acceleration ng gravity

h ay ang lalim kung saan tinutukoy ang presyon.

Upang ilarawan ang formula na ito, tingnan natin ang 3 sisidlan ng iba't ibang hugis.

Sa lahat tatlong kaso ang presyon ng likido sa ilalim ng sisidlan ay pareho.

Ang kabuuang presyon ng likido sa sisidlan ay

P = P0 + ρgh, kung saan

Ang P0 ay ang presyon sa ibabaw ng likido. Sa karamihan ng mga kaso, ito ay ipinapalagay na katumbas ng atmospheric.

Ang puwersa ng presyon ng hydrostatic

Pumili tayo ng isang tiyak na dami sa isang likido sa balanse, pagkatapos ay i-dissect natin ito gamit ang isang di-makatwirang eroplano AB sa dalawang bahagi at itapon sa isip ang isa sa mga bahaging ito, halimbawa, ang nasa itaas. Sa kasong ito, dapat nating ilapat ang mga puwersa sa eroplano AB, ang pagkilos nito ay katumbas ng pagkilos ng tinanggihang itaas na bahagi ng volume sa natitirang ibabang bahagi nito.

Isaalang-alang sa eroplano ng seksyon AB ang isang saradong tabas na may lugar na ΔF, na kinabibilangan ng ilang di-makatwirang punto a. Hayaang kumilos ang puwersa ΔP sa lugar na ito.

Tapos yung hydrostatic pressure na kamukha ng formula

Рср = ΔP / ΔF

ay kumakatawan sa puwersang kumikilos sa isang unit area, ay tatawaging mean hydrostatic pressure o ang mean na stress ng hydrostatic pressure sa lugar na ΔF.

Ang totoong presyon sa iba't ibang mga punto ng lugar na ito ay maaaring magkakaiba: sa ilang mga punto maaari itong mas mataas, sa iba ay maaaring mas mababa kaysa sa average na hydrostatic pressure. Obvious naman na sa pangkalahatang kaso ang average na presyon ng Pav ay magiging mas mababa ito ay mag-iiba mula sa tunay na presyon sa punto a, mas maliit ang lugar na ΔF, at sa limitasyon ang average na presyon ay magkakasabay sa tunay na presyon sa punto a.

Para sa mga likido sa balanse, ang hydrostatic pressure ng likido ay katulad ng compressive stress sa solids.

Ang SI unit ng presyon ay Newton per metro kwadrado(N / m 2) - ito ay tinatawag na pascal (Pa). Dahil napakaliit ng pascal value, kadalasang ginagamit ang malalaking unit:

kilonewton bawat metro kuwadrado - 1kN / m 2 = 1 * 10 3 N / m 2

meganewton bawat metro kuwadrado - 1MN / m 2 = 1 * 10 6 N / m 2

Ang isang presyon na katumbas ng 1 * 10 5 N / m 2 ay tinatawag na bar (bar).

Sa pisikal na sistema, ang yunit ng layunin ng presyon ay dyne bawat square centimeter (dyne / m2), sa teknikal na sistema- kilo-force kada metro kuwadrado (kgf / m 2). Sa pagsasagawa, ang presyon ng isang likido ay karaniwang sinusukat sa kgf / cm 2, at ang isang presyon na katumbas ng 1 kgf / cm 2 ay tinatawag na isang teknikal na kapaligiran (at).

Mayroong sumusunod na ugnayan sa pagitan ng lahat ng mga yunit na ito:

1at = 1 kgf / cm 2 = 0.98 bar = 0.98 * 10 5 Pa = 0.98 * 10 6 dyn = 10 4 kgf / m 2

Dapat tandaan na mayroong pagkakaiba sa pagitan ng teknikal na kapaligiran (at) at pisikal na kapaligiran (At). 1 Sa = 1.033 kgf / cm 2 at kumakatawan normal na presyon sa antas ng dagat. Ang presyon ng atmospera ay nakasalalay sa taas ng lokasyon sa itaas ng antas ng dagat.

Pagsukat ng hydrostatic pressure

Sa pagsasagawa, ginagamit nila iba't ibang paraan isinasaalang-alang ang magnitude ng hydrostatic pressure. Kung, sa pagtukoy ng hydrostatic pressure, ang atmospheric pressure na kumikilos sa libreng ibabaw ng likido ay isinasaalang-alang din, ito ay tinatawag na kabuuan o ganap. Sa kasong ito, ang presyon ay karaniwang sinusukat sa mga teknikal na kapaligiran na tinatawag na absolute (ata).

Kadalasan, kapag isinasaalang-alang ang presyon, ang presyon ng atmospera sa libreng ibabaw ay hindi isinasaalang-alang, na tinutukoy ang tinatawag na labis na hydrostatic pressure, o gauge pressure, i.e. presyon sa itaas ng atmospera.

Ang gauge pressure ay tinukoy bilang ang pagkakaiba sa pagitan ng absolute pressure sa isang likido at atmospheric pressure.

Rman = Rabs - Rathm

at sinusukat din sa mga teknikal na kapaligiran, na tinatawag sa kasong ito na labis.

Ito ay nangyayari na ang hydrostatic pressure sa likido ay mas mababa kaysa sa atmospheric pressure. Sa kasong ito, sinasabing mayroong vacuum sa likido. Ang dami ng vacuum ay katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng atmospheric at absolute pressure sa isang likido

Rvak = Rathm - Rabs

at sinusukat mula sa zero hanggang sa atmospera.

Ang hydrostatic pressure ng tubig ay may dalawang pangunahing katangian:
Ito ay nakadirekta sa kahabaan ng panloob na normal sa lugar kung saan ito kumikilos;
Ang magnitude ng presyon sa isang naibigay na punto ay hindi nakasalalay sa direksyon (i.e., sa oryentasyon sa espasyo ng site kung saan matatagpuan ang punto).

Ang unang ari-arian ay isang simpleng kinahinatnan ng katotohanan na walang tangential at makunat na pwersa sa isang likido sa pamamahinga.

Ipagpalagay na ang hydrostatic pressure ay hindi normal, i.e. hindi patayo, ngunit sa ilang anggulo sa site. Pagkatapos ay maaari itong mabulok sa dalawang bahagi - normal at padaplis. Ang pagkakaroon ng isang tangential component, dahil sa kawalan ng mga puwersa ng paglaban sa paggugupit ng mga puwersa sa likido sa pamamahinga, ay hindi maaaring hindi humahantong sa paggalaw ng likido sa kahabaan ng platform, i.e. masisira ang kanyang balanse.

Samakatuwid ang tanging posibleng direksyon Ang hydrostatic pressure ay ang direksyon nito na normal sa site.

Kung ipagpalagay natin na ang hydrostatic pressure ay nakadirekta hindi kasama ang panloob, ngunit kasama ang panlabas na normal, i.e. hindi sa loob ng bagay na isinasaalang-alang, ngunit palabas mula dito, pagkatapos ay dahil sa ang katunayan na ang likido ay hindi lumalaban sa mga puwersa ng makunat, ang mga particle ng likido ay magsisimulang gumalaw at ang ekwilibriyo nito ay maaabala.

Samakatuwid, ang hydrostatic pressure ng tubig ay palaging nakadirekta kasama ang panloob na normal at ang compressive pressure.

Mula sa parehong tuntunin ay sumusunod na kung ang presyon ay nagbabago sa ilang mga punto, kung gayon ang presyon sa anumang iba pang punto ng likidong ito ay magbabago sa parehong halaga. Ito ang batas ni Pascal, na binabalangkas tulad ng sumusunod: Ang presyon na ginawa sa likido ay ipinapadala sa loob ng likido sa lahat ng direksyon na may parehong puwersa.

Ang pagpapatakbo ng mga makinang nagpapatakbo sa ilalim ng hydrostatic pressure ay batay sa aplikasyon ng batas na ito.

Ang isa pang kadahilanan na nakakaapekto sa magnitude ng presyon ay ang lagkit ng likido, na hanggang kamakailan ay karaniwang napapabayaan. Sa pagdating ng mga yunit na tumatakbo sa mataas na presyon, ang lagkit ay kailangang isaalang-alang din. Ito ay lumabas na kapag ang presyon ay nagbago, ang lagkit ng ilang mga likido, tulad ng mga langis, ay maaaring magbago nang maraming beses. At tinutukoy na nito ang posibilidad ng paggamit ng mga naturang likido bilang isang daluyan ng gumagana.

Ang presyon ay isang pisikal na dami na gumaganap ng isang espesyal na papel sa kalikasan at buhay ng tao. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, na hindi nakikita ng mata, ay hindi lamang nakakaapekto sa estado kapaligiran ngunit napakahusay din na nararamdaman ng lahat. Tingnan natin kung ano ito, anong mga uri nito ang umiiral at kung paano makahanap ng presyon (formula) sa iba't ibang kapaligiran.

Ano ang tinatawag na presyon sa pisika at kimika

Ang terminong ito ay tumutukoy sa isang mahalagang thermodynamic na dami, na kung saan ay ipinahayag sa ratio ng puwersa patayo sa exerted presyon sa ibabaw na lugar kung saan ito kumikilos. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay hindi nakasalalay sa laki ng sistema kung saan ito gumagana, samakatuwid ito ay tumutukoy sa matinding dami.

Sa isang estado ng balanse, ang presyon ay pareho para sa lahat ng mga punto ng system.

Sa pisika at kimika, ito ay itinalaga ng titik na "P", na isang pagdadaglat para sa Latin na pangalan termino - pressūra.

Kung ito ay dumating tungkol sa osmotic pressure ng likido (ang balanse sa pagitan ng presyon sa loob at labas ng cell), ang titik na "P" ay ginagamit.

Mga yunit ng presyon

Ayon sa mga pamantayan ng International SI system, ang pisikal na kababalaghan na isinasaalang-alang ay sinusukat sa Pascals (Cyrillic - Pa, Latin - Ra).

Batay sa formula ng presyon, lumalabas na ang isang Pa ay katumbas ng isang N (newton - hinati ng isang metro kuwadrado (unit ng lugar).

Gayunpaman, sa pagsasagawa, medyo mahirap ilapat ang mga pascals, dahil ang yunit na ito ay napakaliit. Kaugnay nito, bilang karagdagan sa mga pamantayan ng SI, ang halagang ito ay maaaring masukat sa ibang paraan.

Nasa ibaba ang pinakasikat na mga analogue nito. Karamihan sa kanila ay malawakang ginagamit sa dating USSR.

• Mga bar... Ang isang bar ay katumbas ng 105 Pa.
• Torrs, o millimeters ng mercury. Tinatayang isang torr ang katumbas ng 133, 3223684 Pa.
• Milimetro ng tubig.
• Mga metro ng tubig.
• Mga teknikal na kapaligiran.
• Mga pisikal na kapaligiran. Ang isang atm ay katumbas ng 101 325 Pa at 1.033233 atm.
• Kilogram-force kada square centimeter. Nakikilala rin ang tonelada-force at gram-force. Bilang karagdagan, mayroong isang analogue ng pound-force bawat square inch.

Pangkalahatang formula ng presyon (physics ng ika-7 baitang)

Mula sa kahulugan ng isang ibinigay na pisikal na dami, matutukoy mo ang paraan upang mahanap ito. Mukhang ang larawan sa ibaba.

Sa loob nito, ang F ay ang puwersa, at ang S ay ang lugar. Sa madaling salita, ang pormula para sa paghahanap ng presyon ay ang puwersa nito na hinati sa lugar ng ibabaw na ginagalawan nito.

Maaari rin itong isulat bilang mga sumusunod: P = mg / S o P = pVg / S. Kaya, ang pisikal na dami na ito ay lumalabas na nauugnay sa iba pang mga variable na thermodynamic: volume at mass.

Ang sumusunod na prinsipyo ay nalalapat sa presyon: ano mas kaunting espasyo, na naiimpluwensyahan ng puwersa, ang mas maraming puwersa ng pagpindot ay bumabagsak dito. Kung, ang parehong lugar ay tumataas (na may parehong lakas) - kinakailangang halaga bumababa.

Formula ng hydrostatic pressure

Ang iba't ibang mga estado ng pagsasama-sama ng mga sangkap ay nagbibigay para sa pagkakaroon ng mga katangian na naiiba sa bawat isa. Batay dito, ang mga pamamaraan para sa pagtukoy ng P sa kanila ay magkakaiba din.

Halimbawa, ang formula para sa presyon ng tubig (hydrostatic) ay ganito: P = pgh. Nalalapat din ito sa mga gas. Bukod dito, hindi ito magagamit sa pagkalkula presyon ng atmospera, dahil sa pagkakaiba sa taas at densidad ng hangin.

Sa formula na ito, ang p ay ang density, ang g ay ang acceleration ng gravity, at ang h ay ang taas. Batay dito, ang mas malalim na bagay o bagay ay nalulubog, mas mataas ang presyon na ibinibigay dito sa loob ng likido (gas).

Ang opsyon na isinasaalang-alang ay isang adaptasyon klasikong halimbawa P = F / S.

Kung naaalala natin na ang puwersa ay katumbas ng derivative ng masa sa pamamagitan ng bilis ng libreng pagkahulog (F = mg), at ang masa ng likido ay ang hinango ng volume sa pamamagitan ng density (m = pV), kung gayon ang presyon Ang formula ay maaaring isulat bilang P = pVg / S. Sa kasong ito, ang volume ay area na pinarami ng taas (V = Sh).

Kung ipasok mo ang data na ito, lumalabas na ang lugar sa numerator at denominator ay maaaring mabawasan at sa output - ang formula sa itaas: P = pgh.

Isinasaalang-alang ang presyon sa mga likido, ito ay nagkakahalaga ng pag-alala na, hindi katulad ng mga solido, ang kurbada ng ibabaw na layer ay madalas na posible sa kanila. At ito naman, ay nag-aambag sa pagbuo ng karagdagang presyon.

Para sa mga ganitong sitwasyon, ginagamit ang isang bahagyang naiibang pormula ng presyon: P = P 0 + 2QH. Sa kasong ito, ang Р 0 ay ang presyon ng hindi hubog na layer, at ang Q ay ang ibabaw ng pag-igting ng likido. Ang H ay ang average na curvature ng surface, na tinutukoy ng Laplace's Law: H = ½ (1 / R 1 + 1 / R 2). Ang mga sangkap na R 1 at R 2 ay ang pangunahing curvature radii.

Bahagyang presyon at ang formula nito

Kahit na ang P = pgh na paraan ay naaangkop para sa parehong mga likido at gas, mas mahusay na kalkulahin ang presyon sa huli sa isang bahagyang naiibang paraan.

Ang katotohanan ay sa likas na katangian, bilang isang panuntunan, ang ganap na purong mga sangkap ay hindi madalas na matatagpuan, dahil ang mga mixtures ay nananaig dito. At nalalapat ito hindi lamang sa mga likido, kundi pati na rin sa mga gas. At tulad ng alam mo, ang bawat isa sa mga sangkap na ito ay nagdadala ng iba't ibang presyon, na tinatawag na bahagyang.

Ito ay medyo simple upang tukuyin ito. Ito ay katumbas ng kabuuan ng presyon ng bawat bahagi ng itinuturing na timpla (ideal na gas).

Ito ay sumusunod mula dito na ang formula para sa bahagyang presyon ay ganito ang hitsura: P = P 1 + P 2 + P 3 ... at iba pa, ayon sa bilang ng mga sangkap na bumubuo.

Kadalasan mayroong mga kaso kung kinakailangan upang matukoy ang presyon ng hangin. Gayunpaman, ang ilang mga tao ay nagkakamali na nagsasagawa ng mga kalkulasyon lamang sa oxygen ayon sa scheme P = pgh. Ngunit ang hangin ay pinaghalong iba't ibang mga gas. Naglalaman ito ng nitrogen, argon, oxygen at iba pang mga sangkap. Batay sa kasalukuyang sitwasyon, ang air pressure formula ay ang kabuuan ng mga pressure ng lahat ng mga bahagi nito. Kaya, dapat mong kunin ang nabanggit na P = P 1 + P 2 + P 3 ...

Ang pinakakaraniwang mga instrumento sa pagsukat ng presyon

Sa kabila ng katotohanan na hindi mahirap kalkulahin ang itinuturing na dami ng thermodynamic gamit ang mga formula sa itaas, kung minsan ay walang oras upang isagawa ang pagkalkula. Pagkatapos ng lahat, dapat mong palaging isaalang-alang ang maraming mga nuances. Samakatuwid, para sa kaginhawahan, maraming mga device ang binuo sa loob ng ilang siglo na ginagawa ito sa halip na mga tao.

Sa katunayan, halos lahat ng mga aparato ng ganitong uri ay mga uri ng isang manometer (nakakatulong ito upang matukoy ang presyon sa mga gas at likido). Gayunpaman, naiiba ang mga ito sa disenyo, katumpakan at saklaw.

• Ang presyon ng atmospera ay sinusukat gamit ang pressure gauge na tinatawag na barometer. Kung kinakailangan upang matukoy ang vacuum (iyon ay, ang presyon ay mas mababa sa atmospheric), isa pang uri nito ang ginagamit, isang vacuum gauge.
• Para malaman presyon ng dugo sa isang tao, ginagamit ang isang sphygmomanometer. Para sa karamihan, mas kilala ito bilang isang non-invasive tonometer. Mayroong maraming mga uri ng naturang mga aparato: mula sa mercury mechanical hanggang sa ganap na awtomatikong digital. Ang kanilang katumpakan ay nakasalalay sa mga materyales kung saan sila ginawa at sa lugar ng pagsukat.
• Ang mga pagkakaiba sa presyon sa kapaligiran (sa Ingles - pagbaba ng presyon) ay tinutukoy gamit ang o kaugalian na mga panukat ng presyon (hindi dapat ipagkamali sa mga dynamometer).

Mga uri ng presyon

Isinasaalang-alang ang presyon, ang formula para sa paghahanap nito at ang mga pagkakaiba-iba nito para sa iba't ibang mga sangkap, ito ay nagkakahalaga ng pag-aaral tungkol sa mga uri ng halagang ito. Lima sila.

• Ganap.
• Barometric
• Sobra-sobra.
• Vacuum.
• Differential.

Ganap

Ito ang pangalan ng kabuuang presyon kung saan matatagpuan ang isang sangkap o bagay, nang hindi isinasaalang-alang ang impluwensya ng iba pang mga gas na nasasakupan ng atmospera.

Ito ay sinusukat sa pascals at ang kabuuan ng labis at atmospheric pressure. Ito rin ang pagkakaiba sa pagitan ng mga uri ng barometric at vacuum.

Kinakalkula ito ng formula na P = P 2 + P 3 o P = P 2 - P 4.

Ang reference point para sa absolute pressure sa mga kondisyon ng planetang Earth ay ang pressure sa loob ng lalagyan kung saan inaalis ang hangin (iyon ay, ang classical vacuum).

Tanging ang ganitong uri ng presyon ang ginagamit sa karamihan ng mga thermodynamic formula.

Barometric

Ang terminong ito ay tumutukoy sa presyon ng atmospera (gravity) sa lahat ng mga bagay at bagay sa loob nito, kabilang ang ibabaw ng Earth mismo. Kilala rin ito ng karamihan sa pangalang atmospheric.

Ito ay niraranggo bilang at ang halaga nito ay nag-iiba-iba sa lugar at oras ng pagsukat, gayundin sa mga kondisyon ng panahon at pagiging nasa itaas/sa ibaba ng antas ng dagat.

Ang magnitude ng barometric pressure ay katumbas ng modulus ng puwersa ng atmospera sa isang lugar ng isang yunit kasama ang normal dito.

Sa isang matatag na kapaligiran, ang magnitude ng pisikal na hindi pangkaraniwang bagay na ito ay katumbas ng bigat ng isang haligi ng hangin sa isang base na may isang lugar na katumbas ng isa.

Ang pamantayan ng barometric pressure ay 101 325 Pa (760 mm Hg sa 0 degrees Celsius). Bukod dito, mas mataas ang bagay mula sa ibabaw ng Earth, mas mababa ang presyon ng hangin dito. Bawat 8 km, bumababa ito ng 100 Pa.

Dahil sa ari-arian na ito, sa mga bundok, ang tubig sa mga teapot ay tumango nang mas mabilis kaysa sa bahay sa kalan. Ang katotohanan ay ang presyon ay nakakaapekto sa kumukulo: habang bumababa ito, bumababa ang huli. At vice versa. Ang ari-arian na ito ay ang batayan ng gawain ng naturang kagamitan sa kusina parang pressure cooker at autoclave. Ang pagtaas ng presyon sa loob ng mga ito ay nag-aambag sa pagbuo ng higit pa mataas na temperatura kaysa sa mga karaniwang kaldero sa kalan.

Ginagamit upang kalkulahin ang barometric pressure gamit ang barometric altitude formula. Mukhang ang larawan sa ibaba.

Ang P ay ang hinahanap na halaga sa taas, ang P 0 ay ang density ng hangin na malapit sa ibabaw, ang g ay ang acceleration ng gravity, ang h ay ang taas sa ibabaw ng Earth, ang m ay molar mass gas, t ay ang temperatura ng system, r ay ang unibersal na gas constant na 8.3144598 J⁄ (mol x K), at ang e ay ang Euler number na katumbas ng 2.71828.

Kadalasan sa formula sa itaas para sa presyon ng atmospera, sa halip na R, K ang ginagamit - ang Boltzmann constant. Ang unibersal na pare-pareho ng gas ay madalas na ipinahayag sa pamamagitan ng produkto nito sa pamamagitan ng numero ng Avogadro. Ito ay mas maginhawa para sa mga kalkulasyon kapag ang bilang ng mga particle ay ibinigay sa mga moles.

Kapag nagsasagawa ng mga kalkulasyon, palaging nagkakahalaga ng pagsasaalang-alang sa posibilidad ng mga pagbabago sa temperatura ng hangin dahil sa isang pagbabago sa sitwasyong meteorolohiko o kapag umakyat sa ibabaw ng antas ng dagat, pati na rin ang heograpikal na latitude.

Gauge at vacuum

Ang pagkakaiba sa pagitan ng atmospheric at sinusukat na ambient pressure ay tinatawag na gauge pressure. Depende sa resulta, ang pangalan ng dami ay binago.

Kung ito ay positibo, ito ay tinatawag na gauge pressure.

Kung ang resultang nakuha ay may minus sign, ito ay tinatawag na vacuum gauge. Ito ay nagkakahalaga ng pag-alala na hindi ito maaaring mas malaki kaysa sa barometric.

Differential

Ang halagang ito ay ang pagkakaiba sa presyon sa iba't ibang punto ng pagsukat. Karaniwan itong ginagamit upang matukoy ang pagbaba ng presyon sa isang piraso ng kagamitan. Ito ay totoo lalo na sa industriya ng langis.

Ang pagkakaroon ng figure out kung anong uri ng thermodynamic na dami ang tinatawag na presyon at kung anong mga formula ang matatagpuan, maaari nating tapusin na ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay napakahalaga, at samakatuwid ang kaalaman tungkol dito ay hindi kailanman magiging labis.

Ang calculator sa ibaba ay idinisenyo upang kalkulahin ang isang hindi kilalang dami na ibinigay, gamit ang formula para sa presyon ng isang likidong haligi.
Ang formula mismo:

Ang calculator ay nagbibigay-daan sa iyo upang mahanap

• ang presyon ng likidong haligi sa pamamagitan ng kilalang density ng likido, ang taas ng likidong haligi at ang acceleration ng gravity
• ang taas ng liquid column mula sa kilalang pressure ng liquid, density ng liquid at ang acceleration of gravity
• density ng isang likido mula sa kilalang presyon ng likido, ang taas ng likidong haligi at ang acceleration ng gravity
• acceleration of gravity batay sa kilalang fluid pressure, fluid density at taas ng fluid column

Ang derivation ng mga formula para sa lahat ng kaso ay walang halaga. Para sa density, ang default na value ay ang density ng tubig, para sa acceleration of gravity - ang acceleration ng earth, at para sa pressure - isang value na katumbas ng isang pressure sa atmosphere. Ang kaunting teorya, gaya ng dati, sa ilalim ng calculator.

pressure density altitude gravitational acceleration

Presyon ng likido, Pa

Taas ng haligi ng likido, m

Densidad ng likido, kg / m3

Free fall acceleration, m / s2

Hydrostatic pressure- ang presyon ng haligi ng tubig sa itaas ng antas ng kondisyon.

Ang hydrostatic pressure formula ay madaling makuha

Ipinapakita ng formula na ito na ang presyon ay hindi nakasalalay sa lugar ng sisidlan o hugis nito. Ito ay nakasalalay lamang sa density at taas ng haligi ng isang partikular na likido. Mula sa kung saan ito ay sumusunod na sa pamamagitan ng pagtaas ng taas ng sisidlan, maaari naming, na may isang maliit na dami, lumikha ng isang patas mataas na presyon.
Noong 1648 ipinakita ito ni Blaise Pascal. Ipinasok niya ang isang makitid na tubo sa isang saradong bariles na puno ng tubig at, umakyat sa balkonahe ng ikalawang palapag, nagbuhos ng isang tabo ng tubig sa tubo na ito. Dahil sa maliit na kapal ng tubo, ang tubig sa loob nito ay tumaas sa isang mahusay na taas, at ang presyon sa bariles ay tumaas nang labis na ang mga attachment ng bariles ay hindi makatiis, at ito ay pumutok.

Ito rin ay humahantong sa isang kababalaghan tulad ng hydrostatic paradox.

Hydrostatic na kabalintunaan- isang kababalaghan kung saan ang puwersa ng presyon ng timbang ng likido na ibinuhos sa sisidlan sa ilalim ng sisidlan ay maaaring mag-iba mula sa bigat ng ibinuhos na likido. Sa mga sisidlan na may pataas na pagtaas ng cross-section, ang puwersa ng presyon sa ilalim ng sisidlan mas kaunting timbang likido, sa mga sisidlan na may pataas na pagbaba ng cross-section, ang puwersa ng presyon sa ilalim ng sisidlan ay mas malaki kaysa sa bigat ng likido. Ang puwersa ng presyon ng likido sa ilalim ng sisidlan ay katumbas ng bigat ng likido para lamang sa isang cylindrical na sisidlan.

Sa larawan sa itaas, ang presyon sa ilalim ng sisidlan ay pareho sa lahat ng mga kaso at hindi nakasalalay sa bigat ng likido na ibinuhos, ngunit sa antas lamang nito. Ang dahilan para sa hydrostatic na kabalintunaan ay ang pagpindot ng likido hindi lamang sa ilalim, kundi pati na rin sa mga dingding ng sisidlan. Ang presyon ng likido sa mga hilig na pader ay may isang vertical na bahagi. Sa isang sisidlan na lumalawak pataas, ito ay nakadirekta pababa, sa isang sisidlan na patulis pataas, ito ay nakadirekta paitaas. Ang bigat ng likido sa sisidlan ay magiging katumbas ng kabuuan ng mga patayong bahagi ng presyon ng likido sa buong panloob na bahagi ng sisidlan.

Ang mga likido at gas ay nagpapadala sa lahat ng direksyon hindi lamang ang panlabas na presyon na ibinibigay sa kanila, kundi pati na rin ang presyon na umiiral sa loob ng mga ito dahil sa bigat ng kanilang sariling mga bahagi. Ang mga itaas na layer ng likido ay pumipindot sa mga gitna, ang mga nasa ibaba, at ang mga huling sa ibaba.

Ang presyon na ibinibigay ng isang likido sa pamamahinga ay tinatawag hydrostatic.

Kumuha kami ng formula para sa pagkalkula ng hydrostatic pressure ng isang likido sa isang di-makatwirang lalim h (sa paligid ng punto A sa Figure 98). Ang puwersa ng presyon na kumikilos sa lugar na ito mula sa gilid ng nakapatong na makitid na patayong haligi ng likido ay maaaring ipahayag sa dalawang paraan:
una, bilang produkto ng presyon sa base ng column na ito sa pamamagitan ng cross-sectional area nito:

F = pS;

pangalawa, bilang bigat ng parehong column ng likido, ibig sabihin, ang produkto ng mass ng likido (na maaaring matagpuan ng formula m = ρV, kung saan ang volume V = Sh) sa pamamagitan ng gravitational acceleration g:

F = mg = ρShg.

Ihambing natin ang parehong mga expression para sa puwersa ng presyon:

pS = ρShg.

Sa paghahati sa magkabilang panig ng pagkakapantay-pantay na ito sa lugar na S, makikita natin ang presyon ng likido sa lalim na h:

p = ρgh. (37.1)

Nakakuha kami formula ng hydrostatic pressure. Ang hydrostatic pressure sa anumang lalim sa loob ng likido ay hindi nakasalalay sa hugis ng sisidlan kung saan matatagpuan ang likido, at katumbas ng produkto ng density ng likido, ang pagbilis ng grabidad at ang lalim kung saan ang presyon ay isinasaalang-alang.

Ang parehong dami ng tubig, na nasa iba't ibang sisidlan, ay maaaring magbigay ng iba't ibang presyon sa ilalim. Dahil ang presyon na ito ay nakasalalay sa taas ng likidong haligi, ito ay magiging mas malaki sa makitid na mga sisidlan kaysa sa malalawak. Dahil dito, kahit na isang maliit na halaga ng tubig ay maaaring lumikha ng isang napakataas na presyon. Sa 1648 B. Pascal very convincingly nagpakita ito. Ipinasok niya ang isang makitid na tubo sa isang saradong bariles na puno ng tubig at, umakyat sa balkonahe ng ikalawang palapag ng bahay, nagbuhos ng isang tabo ng tubig sa tubo na ito. Dahil sa maliit na kapal ng tubo, ang tubig sa loob nito ay tumaas sa isang mahusay na taas, at ang presyon sa bariles ay tumaas nang labis na ang mga attachment ng bariles ay hindi makatiis, at ito ay nag-crack (Larawan 99).
Ang aming mga resulta ay may bisa hindi lamang para sa mga likido, kundi pati na rin para sa mga gas. Ang kanilang mga layer ay pumipindot din sa isa't isa, at samakatuwid ay umiiral din ang hydrostatic pressure sa kanila.

1. Anong presyon ang tinatawag na hydrostatic? 2. Sa anong mga halaga nakasalalay ang presyur na ito? 3. Kunin ang formula para sa hydrostatic pressure sa isang di-makatwirang lalim. 4. Paano ka makakagawa ng maraming pressure sa kaunting tubig? Sabihin sa amin ang tungkol sa karanasan ni Pascal.
Pang-eksperimentong takdang-aralin. Kumuha ng isang mataas na sisidlan at gumawa ng tatlong maliliit na butas sa dingding nito iba't ibang taas... Takpan ang mga butas ng plasticine at punan ang lalagyan ng tubig. Buksan ang mga siwang at obserbahan ang tubig na umaagos palabas (fig. 100). Bakit tumatagas ang tubig sa mga butas? Ano ang ibig sabihin ng pagtaas ng presyon ng tubig nang may lalim?

Ang pagtutubero, tila, ay hindi nagbibigay ng isang espesyal na dahilan upang bungkalin ang kagubatan ng mga teknolohiya, mekanismo, upang makisali sa masusing mga kalkulasyon para sa pagtatayo. ang pinaka kumplikadong mga scheme... Ngunit ang gayong pangitain ay isang mabilis na sulyap sa pagtutubero. Ang tunay na industriya ng pagtutubero ay hindi sa anumang paraan mas mababa sa pagiging kumplikado ng mga proseso at, tulad ng maraming iba pang mga industriya, ay nangangailangan ng isang propesyonal na diskarte. Sa turn, ang propesyonalismo ay isang matatag na tindahan ng kaalaman kung saan nakabatay ang pagtutubero. Sumakay tayo (kahit hindi masyadong malalim) sa pagtutubero na pang-edukasyon na stream upang makakuha ng isang hakbang na mas malapit sa propesyonal na katayuan ng isang tubero.

Ang pangunahing batayan ng modernong haydrolika ay nabuo nang matuklasan ni Blaise Pascal na ang pagkilos ng fluid pressure ay pare-pareho sa anumang direksyon. Ang pagkilos ng presyon ng likido ay nakadirekta sa tamang mga anggulo sa lugar ng ibabaw.

Kung ang aparato ng pagsukat (manometer) ay inilagay sa ilalim ng isang layer ng likido sa isang tiyak na lalim at ang elemento ng sensing nito ay nakadirekta sa iba't ibang direksyon, ang mga pagbabasa ng presyon ay mananatiling hindi nagbabago sa anumang posisyon ng manometer.

Iyon ay, ang presyon ng likido ay hindi nakasalalay sa anumang paraan sa pagbabago ng direksyon. Ngunit ang presyon ng likido sa bawat antas ay nakasalalay sa lalim na parameter. Kung ang pressure meter ay ililipat palapit sa ibabaw ng likido, bababa ang pagbabasa.

Alinsunod dito, ang mga sinusukat na pagbabasa ay tataas sa panahon ng paglulubog. Bukod dito, sa mga kondisyon ng pagdodoble ng lalim, ang parameter ng presyon ay magdodoble din.

Ang batas ni Pascal ay malinaw na nagpapakita ng epekto ng presyon ng tubig sa pinakapamilyar na mga kondisyon para sa modernong buhay.

Samakatuwid, sa tuwing nakatakda ang fluid velocity, ginagamit ang bahagi ng paunang static head nito upang ayusin ang bilis na ito, na sa kalaunan ay umiiral bilang pressure velocity.

Dami at rate ng daloy

Ang dami ng likidong dumadaan sa isang partikular na punto sa isang partikular na oras ay itinuturing na dami ng daloy o rate ng daloy. Ang dami ng daloy ay karaniwang ipinahayag sa mga litro bawat minuto (l / min) at nauugnay sa relatibong presyon ng likido. Halimbawa, 10 litro kada minuto sa 2.7 atm.

Ang bilis ng daloy (fluid velocity) ay tinukoy bilang ang average na bilis kung saan ang isang likido ay gumagalaw lampas sa isang partikular na punto. Karaniwang ipinapahayag sa metro bawat segundo (m / s) o metro bawat minuto (m / min). Ang rate ng daloy ay isang mahalagang kadahilanan kapag nag-calibrate ng mga hydraulic lines.

Ang dami at rate ng daloy ay madalas na isinasaalang-alang sa parehong oras. Ang lahat ng iba pang bagay ay pantay (na may pare-parehong dami ng iniksyon), tumataas ang daloy ng daloy habang bumababa ang sukat ng seksyon o tubo, at bumababa ang daloy ng daloy habang tumataas ang seksyon.

Kaya, ang isang pagbagal sa rate ng daloy ay sinusunod sa malawak na bahagi ng mga pipeline, at sa mga makitid na lugar, sa kabaligtaran, ang pagtaas ng bilis. Kasabay nito, ang dami ng tubig na dumadaan sa bawat isa sa mga control point na ito ay nananatiling hindi nagbabago.

Prinsipyo ni Bernoulli

Ang kilalang prinsipyo ng Bernoulli ay binuo sa lohika kapag ang pagtaas (pagbagsak) sa presyon ng isang likidong likido ay palaging sinasamahan ng pagbaba (pagtaas) ng bilis. Sa kabaligtaran, ang pagtaas (pagbaba) sa bilis ng likido ay humahantong sa pagbaba (pagtaas) ng presyon.

Ang prinsipyong ito ay nasa puso ng isang bilang ng mga karaniwang phenomena sa pagtutubero. Bilang isang maliit na halimbawa, ang prinsipyo ni Bernoulli ay "nagkasala" sa shower curtain na "hinatak papasok" kapag binuksan ng gumagamit ang tubig.

Ang pagkakaiba ng presyon sa labas at loob ay nagdudulot ng puwersa sa shower curtain. Sa puwersang ito, ang kurtina ay hinila papasok.

Ang isa pang magandang halimbawa ay isang spray bottle ng pabango kapag ang isang lugar ay nilikha mababang presyon dahil sa mataas na bilis ng hangin. At dinadala ng hangin ang likido kasama nito.

Ang prinsipyo ni Bernoulli ay nagpapakita rin kung bakit ang mga bintana sa isang tahanan ay may kakayahang kusang masira sa mga bagyo. Sa ganitong mga kaso, ang napakataas na bilis ng hangin sa labas ng bintana ay humahantong sa katotohanan na ang presyon sa labas ay nagiging mas mababa kaysa sa presyon sa loob, kung saan ang hangin ay nananatiling halos hindi gumagalaw.

Ang makabuluhang pagkakaiba sa lakas ay nagtutulak lamang sa mga bintana palabas, na nagiging sanhi ng pagkabasag ng salamin. Samakatuwid, kapag ang isang malakas na bagyo ay papalapit, sa esensya, dapat mong buksan ang mga bintana nang malawak hangga't maaari upang mapantayan ang presyon sa loob at labas ng gusali.

At ilang higit pang mga halimbawa kapag gumagana ang prinsipyo ng Bernoulli: ang pagtaas ng isang eroplano, na sinusundan ng paglipad sa gastos ng mga pakpak at ang paggalaw ng "mga hubog na bola" sa baseball.

Sa parehong mga kaso, ang isang pagkakaiba sa bilis ng hangin na dumadaan sa bagay mula sa itaas at sa ibaba ay nilikha. Para sa mga pakpak ng sasakyang panghimpapawid, ang pagkakaiba sa bilis ay nilikha ng paggalaw ng mga flaps; sa baseball, sa pamamagitan ng pagkakaroon ng kulot na gilid.

Pagsasanay sa pagtutubero sa bahay