Hydrostatisk tryk, eller det tryk, som en væske udøver ved ligevægt på et bestemt tidspunkt i væsken, der skyldes til tyngdekraften, øges ved lavere dybder, da væsken kan udøve mere kraft fra væsken over det punkt.
Du kan beregne det hydrostatiske tryk af væsken i en tank som kraften pr. Område for arealet af tankens bund som angivet af tryk = kraft / arealeenheder. I dette tilfælde vil kraften være den vægt, væsken udøver på bunden af tanken på grund af tyngdekraften.
Hvis du vil finde nettokraften, når du kender acceleration og masse, kan du beregne den somF = maifølge Newtons anden lov. For tyngdekraften er accelerationen tyngdeaccelerationskonstanten,g. Dette betyder, at du kan beregne dette tryk som
P = \ frac {mg} {A}
til en massemi kg, arealENi ft2 eller m2oggsom tyngdekonstanten for acceleration (9,81 m / s2, 32,17405 ft / s2).
Dette giver dig en grov måde at bestemme kræfterne mellem partiklerne for væsken i tanken, men det antager, at kraften på grund af tyngdekraften er et nøjagtigt mål for kraften mellem partikler, der forårsager tryk.
Hvis du vil tage mere information i betragtning ved hjælp af væskens densitet, kan du beregne hydrostatisk tryk af en væske ved hjælp af formlenP = ρ g hhvoriPer væskens hydrostatiske tryk (i N / m2, Pa, lbf / ft2, eller psf),ρ("rho") er væskens densitet (kg / m3 eller snegle / ft3), ger tyngdeacceleration (9,81 m / s2, 32,17405 ft / s2) ogher højden af væskens søjle eller dybde, hvor trykket måles.
Trykformelvæske
De to formler ser ens ud, fordi de er det samme princip. Du kan udledeP = ρ g hfraP = mg / A.ved hjælp af følgende trin for at opnå trykformlen for væsker:
- P = mg / A.
- P = ρgV / A.: udskift massemmed tæthedρgange volumenV.
- P = ρ g h: udskiftV / Amed højdehfordiV = A x h.
For gas i en tank kan du bestemme trykket ved hjælp af den ideelle gaslovPV = nRTfor presPi atmosfærer (atm), volumenVi m3antal moln, gaskonstantR8,314 J / (molK) og temperaturTi Kelvin. Denne formel tegner sig for de dispergerede partikler i en gas, der afhænger af mængderne af tryk, volumen og temperatur.
Vandtryksformel
For vand, der er 1000 kg / m3 der har et objekt på 4 km dybde, kan du beregne dette tryk som
P = 1000 \ tekst {kg / m} ^ 3 \ gange 9.8 \ tekst {m / s} ^ 2 \ gange 4000 \ tekst {m} = 39200000 \ tekst {N / m} ^ 2
som eksempel anvendelse af vandtryksformlen.
Formlen for hydrostatisk tryk kan anvendes på overflader og områder. I dette tilfælde kan du bruge den direkte formelP = F / Afor tryk, kraft og areal.
Disse beregninger er centrale for mange forskningsområder inden for fysik og teknik. I medicinsk forskning kan forskere og læger bruge denne vandtryksformel til at bestemme hydrostatisk tryk af væsker i blodkar, såsom blodplasma eller væsker på blodvæggene skibe.
Hydrostatisk tryk i blodkar er det tryk, der udøves af intravaskulær væske (dvs. blodplasma) eller ekstravaskulær væske på væggen (dvs. endotel) af blodkar i menneskelige organer, såsom nyrer og lever, når man udfører diagnoser eller studerer menneskelig fysiologi.
De hydrostatiske kræfter, der driver vand gennem hele kroppen, måles generelt ved hjælp af den filtreringskraft, som kapillært hydrostatisk tryk anvendes mod vævstrykket, der omgiver kapillærerne, når der pumpes blod igennem legeme.