Hydrostatický tlak nebo tlak, který kapalina vyvíjí v rovnováze v určitém bodě kapaliny gravitaci, zvyšuje se v nižších hloubkách, protože kapalina může nad kapalinou vyvinout větší sílu směřovat.
Můžete vypočítat hydrostatický tlak kapaliny v nádrži jako sílu na plochu pro oblast dna nádrže, jak je dáno tlakem = jednotka síla / plocha. V tomto případě by silou byla hmotnost, kterou kapalina působí na dno nádrže v důsledku gravitace.
Pokud chcete zjistit čistou sílu, když znáte zrychlení a hmotnost, můžete ji vypočítat jakoF = ma, podle druhého Newtonova zákona. Pro gravitaci je zrychlení konstanta gravitačního zrychlení,G. To znamená, že tento tlak můžete vypočítat jako
P = \ frac {mg} {A}
na mšimv kilogramech, plochaAve stopách2 nebo m2, aGjako gravitační konstanta zrychlení (9,81 m / s2, 32,17405 ft / s2).
To vám poskytuje hrubý způsob stanovení sil mezi částicemi pro kapalinu v nádrži, ale je to tak předpokládá, že gravitační síla je přesným měřítkem síly mezi částicemi, která způsobuje tlak.
Pokud chcete vzít v úvahu více informací pomocí hustoty kapaliny, můžete vypočítat hydrostatický tlak kapaliny pomocí vzorceP = ρ g hve kterémPje hydrostatický tlak kapaliny (v N / m2, Pa, lbf / ft2, nebo psf),ρ("rho") je hustota kapaliny (kg / m3 nebo slimáci / ft3), Gje gravitační zrychlení (9,81 m / s2, 32,17405 ft / s2) ahje výška sloupce kapaliny nebo hloubka, kde se měří tlak.
Tlak kapaliny
Tyto dva vzorce vypadají podobně, protože jsou na stejném principu. Můžete odvoditP = ρ g hzP = mg / Apomocí následujících kroků získáte vzorec tlaku pro kapaliny:
- P = mg / A
- P = ρgV / A: vyměnit hmotums hustotouρkrát objemPROTI.
- P = ρ g h: vyměnitV / As výškouhprotožeV = A x h.
U plynu v nádrži můžete určit tlak pomocí zákona o ideálním plynuPV = nRTpro tlakPv atmosférách (atm), objemPROTIv m3, počet krtkůn, plynová konstantaR8,314 J / (molK) a teplotaTv Kelvinech. Tento vzorec zohledňuje rozptýlené částice v plynu, které závisí na množství tlaku, objemu a teploty.
Vzorec tlaku vody
Pro vodu, která je 1000 kg / m3 který má objekt v hloubce 4 km, můžete tento tlak vypočítat jako
P = 1 000 \ text {kg / m} ^ 3 \ krát 9,8 \ text {m / s} ^ 2 \ krát 4000 \ text {m} = 39200000 \ text {N / m} ^ 2
jako příklad použití vzorce tlaku vody.
Vzorec pro hydrostatický tlak lze použít na povrchy a plochy. V tomto případě můžete použít přímý vzorecP = F / Apro tlak, sílu a plochu.
Tyto výpočty jsou ústředním bodem mnoha oblastí výzkumu ve fyzice a inženýrství. V lékařském výzkumu mohou vědci a lékaři použít tento vzorec tlaku vody k určení hydrostatický tlak tekutin v cévách, jako je krevní plazma nebo tekutiny na stěnách krve plavidla.
Hydrostatický tlak v cévách je tlak vyvíjený intravaskulární tekutinou (tj. Krevní plazmou) nebo extravaskulární tekutinou na stěnu (tj. endotel) krevní cévy v lidských orgánech, jako jsou ledviny a játra, při provádění diagnóz nebo studiu fyziologie člověka.
Hydrostatické síly, které pohánějí vodu v lidském těle, se obecně měří pomocí filtrační síly, kterou kapilární hydrostatický tlak se používá proti tlaku tkáně obklopující kapiláry při čerpání krve do celého těla tělo.