Υδροστατική πίεση ή η πίεση που ασκεί ένα ρευστό σε ισορροπία σε ένα ορισμένο σημείο του ρευστού που οφείλεται στη βαρύτητα, αυξάνεται σε χαμηλότερα βάθη καθώς το υγρό μπορεί να ασκήσει περισσότερη δύναμη από το υγρό πάνω από αυτό σημείο.
Μπορείτε να υπολογίσετε την υδροστατική πίεση του υγρού σε μια δεξαμενή ως τη δύναμη ανά περιοχή για την περιοχή του πυθμένα της δεξαμενής όπως δίνεται από την πίεση = μονάδες δύναμης / περιοχής. Σε αυτήν την περίπτωση, η δύναμη θα είναι το βάρος που ασκεί το υγρό στο κάτω μέρος της δεξαμενής λόγω της βαρύτητας.
Εάν θέλετε να βρείτε την καθαρή δύναμη όταν γνωρίζετε την επιτάχυνση και τη μάζα, μπορείτε να την υπολογίσετε ωςF = μα, σύμφωνα με το δεύτερο νόμο του Νεύτωνα. Για τη βαρύτητα, η επιτάχυνση είναι η σταθερά επιτάχυνσης της βαρύτητας,σολ. Αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να υπολογίσετε αυτήν την πίεση ως
P = \ frac {mg} {Α}
για μια μάζαΜσε χιλιόγραμμα, έκτασηΕΝΑσε πόδια2 ή μ2, καισολως βαρυτική σταθερά επιτάχυνσης (9,81 m / s2, 32,17405 ft / s2).
Αυτό σας δίνει έναν σκληρό τρόπο προσδιορισμού των δυνάμεων μεταξύ σωματιδίων για το υγρό στη δεξαμενή, αλλά αυτό υποθέτει ότι η δύναμη που οφείλεται στη βαρύτητα είναι ένα ακριβές μέτρο της δύναμης μεταξύ των σωματιδίων που προκαλούν πίεση.
Εάν θέλετε να λάβετε υπόψη περισσότερες πληροφορίες χρησιμοποιώντας την πυκνότητα του υγρού, μπορείτε να υπολογίσετε την υδροστατική πίεση ενός υγρού χρησιμοποιώντας τον τύποP = ρ g hστο οποίοΠείναι η υδροστατική πίεση του υγρού (σε N / m2, Pa, lbf / ft2, ή psf),ρ("rho") είναι η πυκνότητα του υγρού (kg / m3 ή γυμνοσάλιαγκες / πόδια3), σολείναι βαρυτική επιτάχυνση (9,81 m / s2, 32,17405 ft / s2) καιηείναι το ύψος της στήλης ή του βάθους του υγρού όπου μετράται η πίεση.
Υγρό τύπου πίεσης
Οι δύο τύποι φαίνονται παρόμοιοι επειδή είναι η ίδια αρχή. Μπορείτε να αντλήσετεP = ρ g hαπόP = mg / Αχρησιμοποιώντας τα ακόλουθα βήματα για να λάβετε τον τύπο πίεσης για υγρά:
- P = mg / Α
- P = ρgV / Α: αντικαταστήστε τη μάζαΜμε πυκνότηταρφορές όγκοςΒ.
- P = ρ g h: αντικαταστήστεV / Αμε ύψοςηεπειδήV = Α x ω.
Για αέριο σε δεξαμενή, μπορείτε να προσδιορίσετε την πίεση χρησιμοποιώντας τον ιδανικό νόμο για το αέριοPV = nRTγια πίεσηΠσε ατμόσφαιρες (atm), όγκοςΒσε μ3, αριθμός γραμμομορίωνν, σταθερά αερίουΡ8.314 J / (molK) και θερμοκρασίαΤστο Κέλβιν. Αυτός ο τύπος εξηγεί τα διασπαρμένα σωματίδια σε ένα αέριο που εξαρτάται από τις ποσότητες πίεσης, όγκου και θερμοκρασίας.
Τύπος πίεσης νερού
Για νερό που είναι 1000 kg / m3 που έχει αντικείμενο σε βάθος 4 km, μπορείτε να υπολογίσετε αυτήν την πίεση ως
P = 1000 \ κείμενο {kg / m} ^ 3 \ φορές 9,8 \ κείμενο {m / s} ^ 2 \ φορές 4000 \ κείμενο {m} = 39200000 \ κείμενο {N / m} ^ 2
ως παράδειγμα χρήσης του τύπου πίεσης νερού.
Ο τύπος για υδροστατική πίεση μπορεί να εφαρμοστεί σε επιφάνειες και περιοχές. Σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον άμεσο τύποP = F / Αγια πίεση, δύναμη και περιοχή.
Αυτοί οι υπολογισμοί είναι κεντρικοί για πολλούς τομείς έρευνας στη φυσική και τη μηχανική. Στην ιατρική έρευνα, οι επιστήμονες και οι γιατροί μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτόν τον τύπο πίεσης του νερού για τον προσδιορισμό του υδροστατική πίεση υγρών στα αιμοφόρα αγγεία όπως πλάσμα αίματος ή υγρά στα τοιχώματα του αίματος σκάφη.
Υδροστατική πίεση στα αιμοφόρα αγγεία είναι η πίεση που ασκείται από ενδοαγγειακό υγρό (δηλαδή, πλάσμα αίματος) ή εξωαγγειακό υγρό στον τοίχο (δηλαδή, το ενδοθήλιο) του αιμοφόρου αγγείου σε ανθρώπινα όργανα, όπως τα νεφρά και το ήπαρ κατά την εκτέλεση διαγνώσεων ή τη μελέτη της ανθρώπινης φυσιολογίας.
Οι υδροστατικές δυνάμεις που οδηγούν νερό σε όλο το ανθρώπινο σώμα γενικά μετρώνται χρησιμοποιώντας τη δύναμη διήθησης που η χρήση τριχοειδούς υδροστατικής πίεσης έναντι της πίεσης ιστού που περιβάλλει τα τριχοειδή αγγεία κατά την άντληση αίματος καθ 'όλη τη διάρκεια σώμα.