Hydrostatisk trykk, eller trykket en væske utøver i likevekt på et bestemt punkt i væsken som skyldes til tyngdekraften, øker på lavere dybder ettersom væsken kan utøve mer kraft fra væsken over det punkt.
Du kan beregne det hydrostatiske trykket til væsken i en tank som kraften per område for området på bunnen av tanken gitt av trykk = kraft / arealeenheter. I dette tilfellet vil kraften være vekten væsken utøver på bunnen av tanken på grunn av tyngdekraften.
Hvis du vil finne nettokraften når du kjenner akselerasjon og masse, kan du beregne den somF = ma, ifølge Newtons andre lov. For tyngdekraften er akselerasjonen gravitasjonsakselerasjonskonstanten,g. Dette betyr at du kan beregne dette trykket som
P = \ frac {mg} {A}
for en messemi kilo, arealENi ft2 eller m2, oggsom tyngdekonstanten for akselerasjon (9,81 m / s2, 32,17405 fot / s2).
Dette gir deg en grov måte å bestemme kreftene mellom partikler for væsken i tanken, men det antar at kraften på grunn av tyngdekraften er et nøyaktig mål på kraften mellom partikler som forårsaker press.
Hvis du vil ta mer informasjon i betraktning ved å bruke væskens tetthet, kan du beregne et hydrostatisk trykk av en væske ved hjelp av formelenP = ρ g hderPer væskens hydrostatiske trykk (i N / m2, Pa, lbf / ft2, eller psf),ρ("rho") er væskens tetthet (kg / m3 eller snegler / ft3), ger gravitasjonsakselerasjon (9,81 m / s2, 32,17405 fot / s2) ogher høyden på væskens kolonne eller dybde der trykket måles.
Trykkformelvæske
De to formlene ser like ut fordi de er det samme prinsippet. Du kan utledeP = ρ g hfraP = mg / A.ved å bruke følgende trinn for å oppnå trykkformelen for væsker:
- P = mg / A.
- P = ρgV / A.: erstatt massemmed tetthetρganger volumV.
- P = ρ g h: erstatteV / Amed høydehfordiV = A x h.
For gass i en tank kan du bestemme trykket ved å bruke den ideelle gasslovenPV = nRTfor pressPi atmosfærer (atm), volumVi m3antall moln, gasskonstantR8,314 J / (molK) og temperaturTi Kelvin. Denne formelen tar hensyn til de dispergerte partiklene i en gass som avhenger av mengdene trykk, volum og temperatur.
Vanntrykksformel
For vann som er 1000 kg / m3 som har et objekt på 4 km dybde, kan du beregne dette trykket som
P = 1000 \ tekst {kg / m} ^ 3 \ ganger 9.8 \ tekst {m / s} ^ 2 \ ganger 4000 \ tekst {m} = 39200000 \ tekst {N / m} ^ 2
som et eksempel bruk av vanntrykkformelen.
Formelen for hydrostatisk trykk kan brukes på overflater og områder. I dette tilfellet kan du bruke den direkte formelenP = F / Afor trykk, kraft og areal.
Disse beregningene er sentrale i mange forskningsområder innen fysikk og ingeniørfag. I medisinsk forskning kan forskere og leger bruke denne vanntrykkformelen til å bestemme hydrostatisk trykk av væsker i blodkar som blodplasma eller væsker på blodveggene fartøy.
Hydrostatisk trykk i blodkar er trykket som utøves av intravaskulær væske (dvs. blodplasma) eller ekstravaskulær væske på veggen (dvs. endotel) av blodkaret i menneskelige organer som nyrer og lever når man utfører diagnoser eller studerer menneskelig fysiologi.
De hydrostatiske kreftene som driver vann gjennom menneskekroppen måles vanligvis ved hjelp av filtreringskraften som kapillært hydrostatisk trykk brukes mot vevstrykket som omgir kapillærene når det pumpes blod gjennom hele kropp.