אוויר בלחץ פורמולה, קיטור, נוזל או מוצק. איך למצוא את הלחץ (נוסחא)?

לחץ - זה הוא גודל פיזיקלי כי ממלא תפקיד מיוחד בטבע ובחיי אדם. תופעת עין דיסקרטית זה משפיעה לא רק על הסביבה, אלא גם טוב מאוד מורגשת על ידי כל. בואו לראות מה זה, אילו סוגים של זה קיים וכיצד למצוא את הלחץ (נוסחא) בסביבות שונות.

מה נקרא הלחץ בפיזיקה וכימיה

מונח זה נקרא כמות התרמודינמית חשובה אשר באה לידי ביטוי היחס שמספק כוח הלחץ בניצב שטח הפנים על פיהם הוא פועל. תופעה זו אינה תלויה בגודל של המערכת שבה היא פועלת, אולם הוא מתייחס בעצמה.

במצב של שיווי משקל, במשפט של פסקל, הלחץ הוא זהה עבור כל הנקודות של המערכת.

בפיסיקה וכימיה מסומנות מסומן על ידי האות "P", שהיא קיצור של השם הלטיני של המונח - pressūra.

אם מדובר בלחץ האוסמוטי נוזלי (שיווי משקל בין הלחץ בתוך ומחוץ לתאים) באמצעות האות "P".

יחידות לחץ

על פי הסטנדרטים של מערכת SI הבינלאומי, נחשב תופעה פיזית נמדדת פסקל (קירילי - Pa, לטיני - רא).

בהתבסס על הלחץ של הנוסחה מתקבל כי הוא שווה לזה H Pa (ניוטון - יחידת כוח) מחולק מטר מרובע (אזור יחידת המדידה).

עם זאת, בפועל ליישם Pascali הוא די קשה, כי יחידה זו היא קטנה מאוד. בהקשר זה, בנוסף למערכת של סטנדרטים SI, ערך זה יכול להימדד בצורה שונה.

להלן המפורסם ביותר של אנלוגים שלה. רובם נמצאים בשימוש נרחב בברית המועצות לשעבר.

• ברים. בר אחד שווה 105 Pa.
• טורה, או מילימטר כספית. כ אחת גוה מקבילה 133, 3,223,684 Pa.
• מילימטרים של עמודת המים.
• מטר של עמודת המים.
• אווירה טכנית.
• אווירה פיזית. אחת בר שווה 101,325 Pa ו 1.033233 כספומט.
• קילו-כוח לסנטימטר רבוע. כמו כן הדגיש טון-כוח GF. בנוסף, יש כוח פאונד אנלוגי לאינץ 'מרובע.

נוסחא הלחץ הכוללת (פיזיקת כיתת ה -7)

מההגדרה של הכמויות הפיזיות יכול לקבוע שיטת מיקומו. זה נראה כל כך, כמו בתמונה למטה.

זה F - הוא הכוח ו- S - אזור. במילים אחרות, את הלחץ של מציאת הנוסחה - הוא הכוח שלה מחולק לאזור המשטח שעליו הוא פועל.

זה גם יכול להיות כפי שנכתב: F = מ"ג / S או P = PVG / S. לכן, זה הוא גודל פיזיקלי הקשורים משתנה התרמודינמית אחר: הנפח והמסה.

מעשים לחץ הבאים העיקרון: קטן בחלל, אשר מושפע כוח - הכוח המדכא יותר זה מהווה. אם האזור הוא גדל (עבור אותו הכח) - הערך הרצוי פוחת.

הלחץ ההידרוסטטי פורמולה

מדינות המצרפי שונות של חומרים, קובעות כי יש להם מאפיינים ברורים. בהתאם לכך, השיטות לקביעת R בם, מדי, תהיינה שונות.

לדוגמה, הנוסחה של לחץ מים (ההידרוסטטי) נראה כך: P = PGH. זה חל גם על גזים. לכן זה לא יכול לשמש כדי לחשב את הלחץ האטמוספרי בשל הבדל הגובה וצפיפות אוויר.

בנוסחה זו, עמ '- צפיפות, גרם - האצת נפילה חופשית, ועל h - גובה. בהתאם לכך, הנושא שקוע עמוק או אובייקט, כך עולה הלחץ המופעל עליו בתוך הנוזל (גז).

התגלמות נצפתה היא עיבוד של הדוגמא הקלסית של P = F / S.

אם נזכור כי נגזרת של כוח שווה מסה של מהירות נפילה חופשית (F = מ"ג), ואת מסת נוזלי - נגזרת של צפיפות נפח (m = PV), הלחץ של הנוסחה יכול להיות כפי שנכתב P = PVG / ס נפח - הוא כיכר מוכפל בגובה (V = SH).

אם תכניס את הנתונים, מתברר כי באזור במונה והמכנה ניתן להפחית את התפוקה - הנוסחה לעיל: P = PGH.

בהתחשב בלחץ נוזלים, כדאי לזכור כי, בניגוד מוצק, הם לעתים קרובות עקמומיות אפשרית של שכבת פני השטח. זה, בתורו, מקדם את הקמתה של לחץ נוסף.

במצבים אלה חלים כמה נוסחא לחץ אחרת: P = P ₀ + 2QH. במקרה זה, P ₀ - לחץ הוא לא שכבה מעוקלת ו- Q - מתח פנים של הנוזל. N - הוא עקמומיות המשטח הממוצעת, אשר מוגדרת בחוק לפלס: n = ½ (1 / R ₁ + 1 / R _2). R מכוננת ₁ ו R ₂ - הוא הרדיוס העיקרי של עקמומיות.

הלחץ החלקי ואת הנוסחה שלו היא

למרות תהליך של P = PGH ישים הן נוזלים וגזים, הלחץ באחרון עדיף לחשב כמה בצורה שונה.

העובדה כי בטבע, ככלל, לא לעתים קרובות מאוד מצא לחלוטין חומרים טהורים, משום שהיא נשלטת על ידי תערובת. וזה חל לא רק נוזלים אלא גם גזים. וכידוע, כל אחד מהמרכיבים הללו מבצעים לחצים שונים, קראו חלקית.

גדר זה די פשוט. זהו הסכום של הלחץ של כל רכיב של התערובת (גז אידיאלי).

משמעות הדבר היא כי הלחץ החלקי של הנוסחה היא כדלקמן: P = P ₁ + P ₂ + P _3, ... וכן הלאה, בהתאם למספר מרכיבים.

ישנם מקרים בהם יש צורך לקבוע את לחץ האוויר. עם זאת, כמה שגיאה מתבצעת על ידי חישוב רק עם חמצן על פי התכנית P = PGH. זה רק באוויר - תערובת של גזים שונים. זה נתקל חנקן, ארגון, חמצן וחומרים אחרים. בהתחשב במצב הנוכחי, נוסחא לחץ אוויר - הוא סכום הלחצים של כל מרכיביו. אז, במידה P TAKE מעל = P ₁ + P ₂ + P ₃ ...

המכשירים הנפוצים ביותר מדידת לחץ

למרות העובדה כי נחשב לחשב את תרמודינמיות בנוסחה לעיל אינה קשה לביצוע החישוב לפעמים פשוט אין לי זמן. אחרי הכל, אתה תמיד צריך לקחת בחשבון את הניואנסים רבים. לכן, לנוחיותם של כמה מאות שנים, היא פיתחה מספר מכשירים, מה שהופך אותו במקום אנשים.

למעשה, כמעט כל המכשירים מסוג זה הם זני מד לחץ (עוזרים לקבוע את לחץ גזים ונוזלים). עם זאת, הם נבדלים בעיצוב, דיוק והיקף.

• לחץ אטמוספרי נמדד באמצעות מד לחץ, שנקרא ברומטר. אם אתה רוצה לקבוע את הוואקום (כלומר, לחץ שלילי) - המשמש ואקום המינים האחר שלו.
• על מנת לדעת את לחץ הדם של אדם במהלך הוא מד לחץ דם. רוב זה ידוע יותר בתור tonometer פולשנית. מכשירים כאלה קיימים זנים רבים מן כספית מכני לדיגיטלי אוטומטי מלא. הדיוק שלהם תלוי חומרים שמהם הם עשויים ואתר המדידה.
• טיפות לחץ בסביבה (באנגלית - ירידה בלחץ) נקבעות באמצעות לחץ דיפרנציאלי או difnamometrov (לא להתבלבל עם דינמו מטרי).

סוגים של לחץ

בהתחשב בנוסחא לחץ מיקומה הווריאציות שלה עבור חומרים שונים, יש צורך לדעת על הסוגים בסדר גודל כזה. חמישה מהם.

• Absolute.
• בָּרוֹמֶטרִי
• מוגזם.
• הוואקום.
• דיפרנציאל.

מוחלט

אז הוא הלחץ הכולל שלפיו חומר או אובייקט, ללא השפעה של מרכיבים גזיים אחרים של האטמוספרה.

זה נמדד פסקל ואת מבטאת את עצמו ואת כמות הלחץ האטמוספרי עודף. הוא גם הבדל בין סוגי הברומטרי ואקום.

זה מחושב על ידי הנוסחה P = P ₂ + P ₃ או P = P ₂ - P _4.

הנקודה המוצא לבחינת הלחץ המוחלט בתנאים של כדור הארץ, הלחץ נלקח בתוך המכולה, שממנו האוויר מוסר (ואקום קלסי כלומר).

רק סוג כזה של לחץ משמש ברוב נוסחאות תרמודינמיים.

בָּרוֹמֶטרִי

מונח זה נקרא הלחץ האטמוספרי (הכבידה) על כל הפריטים החפצים הנמצאים בו, כולל השטח של כדור הארץ ישירות. רוב זה ידוע גם תחת השם של הלחץ האטמוספרי.

זה נקרא הפרמטרים התרמודינמית, והערך שלו השתנה על המקום וזמן מדידה, כמו גם תנאי מזג אוויר ומיקום מעל / מתחת לפני הים.

עוצמת הלחץ הברומטרי הוא כוח מודולו אטמוספרי ליחידת שטח נורמלי זה.

בשנת במגניטודה אווירה יציבה של התופעה הפיסית הוא המשקל של עמודי אוויר על הבסיס עם שטח השווה לאחדות.

הלחץ הברומטרי נורם - 101,325 Pa (760 מ"מ כספית ב 0 ° C ..). ככל הנושא מופיע על פני השטח של כדור הארץ, ככל שזה הופך therethrough אוויר בלחץ נמוך. אחרי כל 8 ק"מ זה מצטמצם ל 100 Pa.

בשל נכס זה בהרי מים בקומקום הנהן הרבה יותר מהר מאשר על הכיריים בבית. העובדה שהלחץ משפיע על נקודת הרתיחה: עם ההפחתה האחרונה שלה פוחתת. ולהיפך. זה בנוי על עבודת נכס זה מכשירי מטבח כזה, כמו סיר לחץ חיטוי. הגדלת הלחץ בתוכם לתרום להיווצרות בכלי בטמפרטורות גבוהות יותר מאשר ב מחבתות קונבנציונליות על צלחת.

המשמש לחישוב הלחץ האטמוספרי של הנוסחה גובה ברומטרי. זה נראה כל כך, כמו בתמונה למטה.

P - הוא ערך היעד עבור הסתגלות, P ₀ - צפיפות האוויר סמוך לפני השטח, ז - האצת נפילה חופשית, h - גובה מעל פני האדמה, מ - המסה הטוחנת של הגז, T - טמפרטורה של המערכת, r - גז אוניוורסלי 8.3144598 מתמיד Dzh / ( mol x K), ו e - הוא מספר Eyklera, 2.71828.

לעתים קרובות, בנוסחה הנ"ל, הלחץ האטמוספרי משמש במקום K R - קבוע בולצמן. במסגרת עבודתה על מספר אבוגדרו מתבטא לעתים קרובות על ידי קבוע הגז האוניברסלי. זה נוח יותר עבור החישובים, כאשר מספר החלקיקים ניתן שומות.

בחישובים תמיד הכרחיים לקחת בחשבון את האפשרות של שינוי טמפרטורת אוויר עקב מצב מזג האוויר משתנה, או בגובה סט ואת הרוחב.

יתר ויצירת ואקום

ההבדל בין הלחץ הנמדד ואת הסביבה אטמוספרי שנקרא overpressure. בהתאם לתוצאה, לשנות את השם המשתנה.

אם זה חיובי, זה נקרא לחץ.

אם התוצאה היא סימן מינוס - זה נקרא ואקום. כדאי לזכור כי זה לא יכול להיות יותר מ הברומטרי.

הפרש

ערך זה הוא ההבדל לחצים בנקודות שונות של מדידה. בדרך כלל, הוא משמש כדי לקבוע את הירידה בלחץ על פני כל ציוד. הדבר נכון במיוחד בתעשיית הנפט.

לאחר שעסק העובדה שעבור כמות תרמודינמי נקרא הלחץ בעזרת כמה נוסחאות זה נמצא, ניתן להסיק כי תופעה זו היא חשובה מאוד, אבל בגלל הידע של זה לעולם לא יהיה מיותר.