Hydrostatischer Druck oder Druck, den eine Flüssigkeit im Gleichgewicht an einem bestimmten Punkt in der Flüssigkeit ausübt zur Schwerkraft, nimmt in geringeren Tiefen zu, da die Flüssigkeit darüber mehr Kraft von der Flüssigkeit ausüben kann Punkt.
Sie können den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit in einem Tank als Kraft pro Fläche für die Fläche des Tankbodens berechnen, die durch Druck = Kraft/Flächen-Einheiten gegeben ist. In diesem Fall wäre die Kraft das Gewicht, das die Flüssigkeit aufgrund der Schwerkraft auf den Boden des Tanks ausübt.
Wenn Sie die Nettokraft finden möchten, wenn Sie Beschleunigung und Masse kennen, können Sie sie berechnen alsF = ma, nach dem zweiten Newtonschen Gesetz. Für die Schwerkraft ist die Beschleunigung die Gravitationsbeschleunigungskonstante,G. Dies bedeutet, dass Sie diesen Druck berechnen können als
P=\frac{mg}{A}
für eine Masseichin Kilogramm, FlächeEINin ft2 oder m2, undGals Gravitationskonstante der Beschleunigung (9,81 m/s2, 32,17405 ft/s2).
Damit können Sie grob die Kräfte zwischen Partikeln für die Flüssigkeit im Tank bestimmen, aber es nimmt an, dass die Gravitationskraft ein genaues Maß für die Kraft zwischen Partikeln ist, die Druck.
Wenn Sie mehr Informationen über die Dichte der Flüssigkeit berücksichtigen möchten, können Sie den hydrostatischen Druck einer Flüssigkeit mit der Formel berechnenP = g hin welchemPist der hydrostatische Druck der Flüssigkeit (in N/m2, Pa, lbf/ft2, oder psf),ρ("rho") ist die Dichte der Flüssigkeit (kg/m3 oder Schnecken/ft3), Gist die Erdbeschleunigung (9,81 m/s2, 32,17405 ft/s2) undhaist die Höhe der Flüssigkeitssäule oder die Tiefe, in der der Druck gemessen wird.
Druckformelflüssigkeit
Die beiden Formeln sehen ähnlich aus, weil sie dem gleichen Prinzip entsprechen. Sie können ableitenP = g hvonP = mg/AVerwenden Sie die folgenden Schritte, um die Druckformel für Flüssigkeiten zu erhalten:
- P = mg/A
- P = gV /A: Masse ersetzenichmit Dichteρmal VolumenV.
- P = g h: ersetzenV/Amit HöhehaweilV = A x h.
Für Gas in einem Tank können Sie den Druck nach dem idealen Gasgesetz bestimmenPV = nRTfür DruckPin Atmosphären (atm), VolumenVin m3, Anzahl der Molnein, GaskonstanteR8,314 J/(molK) und TemperaturTin Kelvin. Diese Formel berücksichtigt die dispergierten Partikel in einem Gas, die von den Mengen an Druck, Volumen und Temperatur abhängen.
Wasserdruckformel
Für Wasser mit 1000 kg/m²3 die ein Objekt in 4 km Tiefe hat, können Sie diesen Druck berechnen als
P = 1000\text{ kg/m}^3 \times 9,8\text{ m/s}^2 \times 4000\text{ m} = 39200000\text{ N/m}^2
als Beispiel die Verwendung der Wasserdruckformel.
Die Formel für hydrostatischen Druck kann auf Oberflächen und Flächen angewendet werden. In diesem Fall können Sie die direkte Formel verwendenP = F/Afür Druck, Kraft und Fläche.
Diese Berechnungen sind für viele Forschungsbereiche der Physik und der Ingenieurwissenschaften von zentraler Bedeutung. In der medizinischen Forschung können Wissenschaftler und Ärzte mit dieser Wasserdruckformel den determine hydrostatischer Druck von Flüssigkeiten in Blutgefäßen wie Blutplasma oder Flüssigkeiten an den Blutwänden Schiffe.
Hydrostatischer Druck in Blutgefäßen ist der Druck, der von intravaskulärer Flüssigkeit (d. h. Blutplasma) oder extravaskulärer Flüssigkeit auf die Wand ausgeübt wird (d. h. Endothel) des Blutgefäßes in menschlichen Organen wie den Nieren und der Leber bei der Durchführung von Diagnosen oder beim Studium der menschlichen Physiologie.
Die hydrostatischen Kräfte, die das Wasser durch den menschlichen Körper treiben, werden im Allgemeinen anhand der Filterkraft gemessen, die der Der kapillare hydrostatische Druck wirkt gegen den Gewebedruck, der die Kapillaren umgibt, wenn Blut durch die Körper.