Хидростатично налягане или налягането, което флуидът упражнява в равновесие в определена точка от дължимата течност до гравитацията, се увеличава на по-ниски дълбочини, тъй като течността може да упражнява повече сила от течността над нея точка.
Можете да изчислите хидростатичното налягане на течността в резервоар като сила на площ за площта на дъното на резервоара, както е дадено чрез единици налягане = сила / площ. В този случай силата ще бъде теглото, което течността упражнява върху дъното на резервоара поради гравитацията.
Ако искате да намерите нетната сила, когато знаете ускорение и маса, можете да я изчислите катоF = ma, според втория закон на Нютон. За гравитацията ускорението е константата на гравитационното ускорение,ж. Това означава, че можете да изчислите това налягане като
P = \ frac {mg} {A}
за масамв килограми, площAвъв фута2 или m2, ижкато гравитационната константа на ускорението (9,81 m / s2, 32.17405 ft / s2).
Това ви дава груб начин за определяне на силите между частиците за течността в резервоара, но тя приема, че силата, дължаща се на гравитацията, е точна мярка за силата между частиците, която причинява натиск.
Ако искате да вземете под внимание повече информация, като използвате плътността на течността, можете да изчислите хидростатичното налягане на течността, използвайки формулатаP = ρ g hв койтоPе хидростатичното налягане на течността (в N / m2, Pa, lbf / ft2или psf),ρ("rho") е плътността на течността (kg / m3 или охлюви / ft3), же гравитационното ускорение (9,81 m / s2, 32.17405 ft / s2) изе височината на колоната на течността или дълбочината, където се измерва налягането.
Формула под налягане
Двете формули изглеждат сходни, защото са един и същ принцип. Можете да извлечетеP = ρ g hотP = mg / Aкато се използват следните стъпки за получаване на формулата за налягане за течности:
- P = mg / A
- P = ρgV / A: заменете масатамс плътностρпо обемV.
- P = ρ g h: замениV / Aс височиназзащотоV = A x h.
За газ в резервоар можете да определите налягането, като използвате закона за идеалния газPV = nRTза натискPв атмосфери (атм), обемVв м3, брой бенкин, газова константаR8.314 J / (molK) и температураTв Келвин. Тази формула отчита диспергираните частици в газ, които зависят от количествата налягане, обем и температура.
Формула за водно налягане
За вода, която е 1000 kg / m3 който има обект на 4 км дълбочина, можете да изчислите това налягане като
P = 1000 \ текст {kg / m} ^ 3 \ по 9,8 \ text {m / s} ^ 2 \ по 4000 \ text {m} = 39200000 \ text {N / m} ^ 2
като пример използване на формулата за водно налягане.
Формулата за хидростатично налягане може да се приложи върху повърхности и зони. В този случай можете да използвате директната формулаP = F / Aза налягане, сила и площ.
Тези изчисления са от основно значение за много области на изследвания в областта на физиката и инженерството. При медицински изследвания учените и лекарите могат да използват тази формула за налягане на водата, за да определят хидростатично налягане на течности в кръвоносните съдове като кръвна плазма или течности по стените на кръвта съдове.
Хидростатично налягане в кръвоносните съдове е налягането, оказвано от вътресъдовата течност (т.е. кръвна плазма) или екстраваскуларната течност върху стената (т.е. ендотел) на кръвоносния съд в човешки органи като бъбреците и черния дроб при извършване на диагнози или изучаване на човешката физиология.
Хидростатичните сили, които движат водата през човешкото тяло, обикновено се измерват с помощта на филтрационната сила, която капилярно хидростатично налягане използва срещу налягането в тъканите около капилярите при изпомпване на кръв през тяло.