الضغط الهيدروستاتيكي ، أو الضغط الذي يمارسه السائل عند التوازن عند نقطة معينة في السائل بسبب إلى الجاذبية ، يزداد عند الأعماق السفلية حيث يمكن للسائل أن يبذل المزيد من القوة من السائل فوق ذلك هدف.
يمكنك حساب الضغط الهيدروستاتيكي للسائل في الخزان كقوة لكل مساحة لمنطقة قاع الخزان على النحو المعطى بالضغط = القوة / وحدات المساحة. في هذه الحالة ، ستكون القوة هي الوزن الذي يمارسه السائل على قاع الخزان بسبب الجاذبية.
إذا كنت تريد إيجاد القوة الكلية عندما تعرف التسارع والكتلة ، يمكنك حسابها كـF = أماه، وفقًا لقانون نيوتن الثاني. بالنسبة للجاذبية ، فإن التسارع هو ثابت تسارع الجاذبية ،ز. هذا يعني أنه يمكنك حساب هذا الضغط على أنه
P = \ frac {mg} {A}
للكتلةمبالكيلوغرام ، المنطقةأفي قدم2 أو م2، وزكثابت الجاذبية للتسارع (9.81 م / ث2، 32.17405 قدم / ثانية2).
يمنحك هذا طريقة تقريبية لتحديد القوى بين الجزيئات للسائل في الخزان ، ولكن ذلك يفترض أن القوة الناتجة عن الجاذبية هي مقياس دقيق للقوة التي تسببها الجسيمات الضغط.
إذا كنت تريد أخذ المزيد من المعلومات في الاعتبار باستخدام كثافة السائل ، فيمكنك حساب الضغط الهيدروستاتيكي لسائل باستخدام الصيغة
P = ρ ز حبحيثصهو الضغط الهيدروستاتيكي للسائل (N / m2، باسكال ، lbf / قدم2أو psf) ،ρ("rho") كثافة السائل (kg / m3 أو الرخويات / قدم3), زهو تسارع الجاذبية (9.81 م / ث2، 32.17405 قدم / ثانية2) وحهو ارتفاع عمود أو عمق السائل حيث يتم قياس الضغط.سائل صيغة الضغط
تبدو الصيغتان متشابهتين لأنهما نفس المبدأ. يمكنك الاشتقاقP = ρ ز حمن عندP = ملغ / أباستخدام الخطوات التالية للحصول على معادلة ضغط السوائل:
- P = ملغ / أ
- P = ρgV / A.: استبدال الكتلةمبكثافةρمرات الحجمالخامس.
- P = ρ ز ح: يستبدلالخامس / أمع الارتفاعحلأنالخامس = أ س ح.
بالنسبة للغاز في الخزان ، يمكنك تحديد الضغط باستخدام قانون الغاز المثاليPV = nRTللضغطصفي الأجواء (أجهزة الصراف الآلي) ، الحجمالخامسفي م3، عدد الشاماتن، ثابت الغازر8.314 جول / (مول كلفن) ودرجة الحرارةتيفي كلفن. تفسر هذه الصيغة الجسيمات المشتتة في الغاز التي تعتمد على كميات الضغط والحجم ودرجة الحرارة.
صيغة ضغط الماء
للمياه التي تبلغ 1000 كجم / م3 التي لديها جسم على عمق 4 كم ، يمكنك حساب هذا الضغط على النحو التالي
P = 1000 \ text {kg / m} ^ 3 \ times 9.8 \ text {m / s} ^ 2 \ times 4000 \ text {m} = 39200000 \ text {N / m} ^ 2
كمثال لاستخدام صيغة ضغط الماء.
يمكن تطبيق معادلة الضغط الهيدروستاتيكي على الأسطح والمناطق. في هذه الحالة ، يمكنك استخدام الصيغة المباشرةP = F / Aللضغط والقوة والمساحة.
هذه الحسابات أساسية للعديد من مجالات البحث في الفيزياء والهندسة. في البحث الطبي ، يمكن للعلماء والأطباء استخدام صيغة ضغط الماء هذه لتحديد الضغط الهيدروستاتيكي للسوائل في الأوعية الدموية مثل بلازما الدم أو السوائل الموجودة على جدران الدم أوعية.
الضغط الهيدروستاتيكي في الأوعية الدموية هو الضغط الذي يمارسه السائل داخل الأوعية (أي بلازما الدم) أو السائل خارج الأوعية الدموية على الجدار (أي البطانة) للأوعية الدموية في الأعضاء البشرية مثل الكلى والكبد عند إجراء التشخيص أو دراسة فسيولوجيا الإنسان.
يتم قياس القوى الهيدروستاتيكية التي تدفع الماء في جميع أنحاء جسم الإنسان بشكل عام باستخدام قوة الترشيح التي يقوم بها يستخدم الضغط الهيدروستاتيكي الشعري ضد ضغط الأنسجة المحيطة بالشعيرات الدموية عند ضخ الدم في جميع أنحاء الجسم.
