Hydrostaattinen paine tai paine, jonka neste aiheuttaa tasapainossa tietyssä pisteessä johtuvassa nesteessä painovoimaan, kasvaa pienemmissä syvyyksissä, kun neste voi käyttää enemmän voimaa sen yläpuolella olevasta nesteestä kohta.
Voit laskea säiliössä olevan nesteen hydrostaattisen paineen voimana pinta-alaa kohti säiliön pohjan pinta-alana, joka saadaan paine = voima / pinta-alayksikköinä. Tässä tapauksessa voima olisi paino, jonka neste painovoiman vuoksi aiheuttaa säiliön pohjalle.
Jos haluat löytää nettovoiman, kun tiedät kiihtyvyyden ja massan, voit laskea senF = ma, Newtonin toisen lain mukaan. Painovoiman osalta kiihtyvyys on painovoiman kiihtyvyysvakio,g. Tämä tarkoittaa, että voit laskea tämän paineen muodossa
P = \ frac {mg} {A}
massaa vartenmkilogrammoina, pinta-alaAft2 tai m2jagkiihtyvyyden painovoiman vakiona (9,81 m / s2, 32,17405 jalkaa / s2).
Tämä antaa sinulle karkean tavan määrittää säiliössä olevan nesteen hiukkasten väliset voimat, mutta se olettaa, että painovoimasta johtuva voima on tarkka mitta hiukkasten välisestä voimasta paine.
Jos haluat ottaa lisätietoja huomioon nesteen tiheydellä, voit laskea nesteen hydrostaattisen paineen kaavallaP = ρ g hjossaPon nesteen hydrostaattinen paine (N / m2, Pa, lbf / ft2tai psf),ρ("rho") on nesteen tiheys (kg / m3 tai etanoita / ft3), gon gravitaatiokiihtyvyys (9,81 m / s2, 32,17405 jalkaa / s2) jahon nesteen pylvään korkeus tai syvyys, jossa paine mitataan.
Painekaavaneste
Nämä kaksi kaavaa näyttävät samanlaisilta, koska ne ovat sama periaate. Voit johtaaP = ρ g halkaenP = mg / Akäyttämällä seuraavia vaiheita nesteiden painekaavan saamiseksi:
- P = mg / A
- P = ρgV / A: korvaa massamtiheydelläρkertaa äänenvoimakkuusV.
- P = ρ g h: korvaaV / Akorkeuden kanssahkoskaV = A x h.
Säiliössä olevalle kaasulle voit määrittää paineen käyttämällä ihanteellista kaasulakiaPV = nRTpainetta vartenPilmakehissä (atm), tilavuusVmetreinä3, moolien lukumäärän, kaasuvakioR8,314 J / (molK) ja lämpötilaTKelvinissä. Tämä kaava ottaa huomioon kaasun dispergoidut hiukkaset, jotka riippuvat paineen, tilavuuden ja lämpötilan määristä.
Vedenpaineen kaava
Vedelle, joka on 1000 kg / m3 jonka esine on 4 km: n syvyydessä, voit laskea tämän paineen
P = 1000 \ teksti {kg / m} ^ 3 \ kertaa 9,8 \ teksti {m / s} ^ 2 \ kertaa 4000 \ teksti {m} = 39200000 \ teksti {N / m} ^ 2
esimerkkinä veden painekaavan käytöstä.
Hydrostaattisen paineen kaavaa voidaan soveltaa pintoihin ja alueisiin. Tässä tapauksessa voit käyttää suoraa kaavaaP = F / Apaineelle, voimalle ja alueelle.
Nämä laskelmat ovat keskeisiä monilla fysiikan ja tekniikan tutkimusalueilla. Lääketieteellisessä tutkimuksessa tutkijat ja lääkärit voivat käyttää tätä vedenpaineen kaavaa määrittämään nesteiden hydrostaattinen paine verisuonissa, kuten veriplasma tai veren seinämillä olevat nesteet aluksia.
Verisuonten hydrostaattinen paine on intravaskulaarisen nesteen (ts. Veriplasman) tai ekstravaskulaarisen nesteen seinälle aiheuttama paine (ts. endoteeli) verisuonesta ihmisen elimissä, kuten munuaisissa ja maksassa, kun suoritetaan diagnooseja tai tutkitaan ihmisen fysiologiaa.
Hydrostaattiset voimat, jotka ohjaavat vettä koko ihmiskehoon, mitataan yleensä käyttämällä suodatusvoimaa, joka kapillaarihydrostaattinen paine käyttää kapillaareja ympäröivää kudospainetta vastaan pumpattaessa verta koko runko.