Formula pentru presiune aer, vapori, lichid sau solid. Cum să găsiți presiunea (formula)?

Presiunea este o cantitate fizică care joacă un rol deosebit în natură și în viața umană. Acest fenomen invizibil afectează nu numai starea mediului, ci și foarte bine simțit de toți. Să dăm seama ce este, ce fel de ea există și cum să găsiți presiunea (formula) în medii diferite.

Ceea ce se numește presiune în fizică și chimie

Acest termen se referă la o cantitate importantă termodinamică, care este exprimată în raportul forței perpendiculare a presiunii aplicate pe suprafața pe care acționează. Acest fenomen nu depinde de dimensiunea sistemului în care operează, prin urmare se referă la cantități intense.

Într-o stare de echilibru, conform legii lui Pascal, presiunea este aceeași pentru toate punctele din sistem.

În fizică și chimie, acest lucru este indicat cu ajutorul literei "P", care este o abreviere pentru numele latin al termenului - pressūra.

Dacă vorbim despre presiunea osmotică a fluidului (echilibrul dintre presiunea din interiorul și exteriorul celulei), se folosește litera "P".

Unități de presiune

Conform standardelor sistemului internațional SI, fenomenul fizic în cauză este măsurat în pascale (chirilic - Pa, latină - Ra).

Pe baza formulei de presiune se constată că un Pa este egal cu un H (un newton - o unitate de forță) împărțit la un metru pătrat (unitate de suprafață).

Cu toate acestea, în practică este destul de dificil să se folosească pascal, deoarece această unitate este foarte mică. În acest sens, pe lângă standardele sistemului SI, această valoare poate fi măsurată într-un mod diferit.

Mai jos sunt analogii cele mai renumite. Cele mai multe dintre ele sunt utilizate pe scară largă în expansiunile fostei URSS.

• baruri. O bară este egală cu 105 Pa.
• Torrs sau milimetri de mercur. Aproximativ un torr corespunde la 133, 3223684 Pa.
• Milimetri de coloană de apă.
• Contoare de apă.
• Atmosferă tehnică.
• Atmosfere fizice. Un moment atm este de 101 325 Pa și de 1,033233 la.
• Kilogram-vigoare pe centimetru pătrat. De asemenea, există forță tonică și forță gram. În afară de aceasta, există un analog al forței de pound per inch pătrat.

Formula generală a presiunii (fizica clasei a 7-a)

Din definiția unei anumite cantități fizice, puteți determina modul în care se găsește. Se pare că în fotografia de mai jos.

În ea, F este forța și S este zona. Cu alte cuvinte, formula pentru găsirea presiunii este forța ei, împărțită la suprafața la care acționează.

De asemenea, poate fi scris ca P = mg / S sau P = pVg / S. Astfel, această cantitate fizică este asociată cu alte variabile termodinamice: volum și masă.

Următorul principiu se aplică presiunii: cu cât este mai mic spațiul influențat de forță, cu atât este mai mare forța de presare necesară. Dacă, totuși, zona crește (pentru aceeași putere), valoarea dorită scade.

Formula de presiune hidrostatică

Diferitele stări agregate de substanțe asigură prezența unor proprietăți diferite între ele. Continuând de aici, metodele de determinare a lui P în ele vor fi, de asemenea, diferite.

De exemplu, formula pentru presiunea apei (hidrostatică) arată astfel: P = pgh. Este de asemenea aplicabil pentru gaze. Cu toate acestea, nu poate fi folosit pentru a calcula presiunea atmosferică, datorită diferenței de altitudine și densități ale aerului.

În această formulă, p este densitatea, g este accelerația datorată gravitației și h este înălțimea. Plecând de aici, cu cât este mai adânc obiectul sau obiectul scufundat, cu atât este mai mare presiunea exercitată asupra acestuia în interiorul lichidului (gaz).

Varianta considerată este o adaptare a exemplului clasic P = F / S.

Dacă ne amintim că derivata forței este egală cu masa vitezei cădere liberă (F = mg), iar masa lichidă - un derivat al densității de volum (m = pV), presiunea formulei poate fi scrisă ca P = PVG / S. Volumul - este zonă înmulțită cu înălțimea (V = Sh).

Dacă introduceți aceste date, obțineți că zona în numărător și numitor poate fi scurtată și formula de mai sus este ieșită la ieșire: P = pgh.

Având în vedere presiunea în lichide, merită să ne amintim că, spre deosebire de substanțele solide, adesea este posibil ca acestea să îndoaie stratul de suprafață. Aceasta, la rândul său, contribuie la formarea unei presiuni suplimentare.

Pentru astfel de situații, se folosește o formulă de presiune puțin diferită: P = P₀ + 2QH. În acest caz P₀ - presiunea unui strat ne-curbat și Q este suprafața tensiunii lichidului. H este curbura medie a suprafeței, care este determinată de legea Laplace: H = frac12- (1 / R₁+ 1 / R₂). Componentele lui R₁ și R₂ Sunt raze de curbură principală.

Presiunea parțială și formula sa

Deși metoda P = pgh este aplicabilă atât pentru lichide cât și pentru gaze, este mai bine să se calculeze presiunea în acesta din urmă într-un mod ușor diferit.

Faptul este că în natură, de regulă, nu de cele mai multe ori există substanțe absolut pure, după ce toate amestecurile predomină în ea. Și aceasta se aplică nu numai la lichide, ci și la gaze. Și, după cum știți, fiecare dintre aceste componente exercită o presiune diferită, numită parțială.

Pentru ao defini este destul de simplă. Ea este egală cu suma presiunii fiecărei componente a amestecului în cauză (gaz ideal).

Rezultă că formula de presiune parțială arată astfel: P = P₁+ P₂+ P₃hellip și așa mai departe, în funcție de numărul componentelor constituente.

Există adesea cazuri când este necesară determinarea presiunii aerului. Cu toate acestea, unele realizează în mod greșit calcule doar cu oxigen conform schemei P = pgh. Numai aerul este un amestec de gaze diferite. Conține azot, argon, oxigen și alte substanțe. Pe baza situației actuale, formula de presiune a aerului este suma presiunilor tuturor componentelor sale. Deci, ar trebui să luați P = P de mai sus₁+ P₂+ P₃...

Dispozitivele cele mai comune pentru măsurarea presiunii

În ciuda faptului că nu este dificil să se calculeze cantitatea termodinamică luată în considerare de formulele menționate mai sus, uneori pur și simplu nu există timp pentru a calcula. La urma urmei, trebuie să țineți cont întotdeauna de numeroasele nuanțe. Prin urmare, pentru mai multe secole, au fost dezvoltate o serie de instrumente care o fac în locul oamenilor.

De fapt, aproape toate dispozitivele de acest tip sunt versiuni ale unui manometru (ajută la determinarea presiunii în gaze și lichide). Cu toate acestea, acestea diferă în ceea ce privește designul, precizia și domeniul de aplicare.

• Presiunea atmosferică este măsurată folosind un manometru numit barometru. Dacă este necesară determinarea descărcării (adică a presiunii sub presiunea atmosferică), se utilizează un alt tip de manometru.
• Pentru a cunoaște tensiunea arterială a unei persoane, se folosește un sfigmomanometru. Majoritatea este mai bine cunoscut ca un tonometru neinvaziv. Astfel de dispozitive sunt multe soiuri: de la mercur mecanic la digital complet digital. Precizia lor depinde de materialele de la care sunt fabricate și de locul de măsurare.
• Căderea de presiune în mediul înconjurător (în limba engleză - scăderea presiunii) se determină cu ajutorul lui manometre diferențiale sau diphmonometre (să nu fie confundate cu dinamometrele).

Tipuri de presiune

Având în vedere presiunea, formula locației sale și variațiile acesteia pentru diferite substanțe, merită să învățăm despre varietăți de această magnitudine. Sunt cinci.

• Absolut.
• barometric
• Excesivă.
• Vacuumul.
• Diferentiala.

absolut

Așa numită presiunea totală sub care se află substanța sau obiectul, fără a lua în considerare influența altor constituenți gazoși ai atmosferei.

Acesta este măsurat în pascale și este suma presiunilor excesive și atmosferice. Este, de asemenea, o diferență în tipurile de metrologie barometrică și de vid.

Se calculează cu formula P = P₂ + P₃ sau P = P₂ - P₄.

Pentru punctul de referință pentru presiunea absolută în condițiile planetei Pământ se exercită presiune în interiorul rezervorului, din care este îndepărtat aerul (adică un vid clasic).

Numai această presiune este folosită în majoritatea formulelor termodinamice.

barometric

Acest termen se referă la presiunea atmosferei (gravitației) asupra tuturor obiectelor și obiectelor găsite în ea, inclusiv direct asupra suprafeței Pământului. Cea mai mare parte este cunoscută și ca atmosferă.

El este parametrii termodinamici, iar magnitudinea sa variază în funcție de locul și ora măsurării, precum și de condițiile meteorologice și de locația de deasupra / sub nivelul mării.

Amploarea presiunii barometrice este egală cu modulul forței atmosferei la o unitate de suprafață de-a lungul valorii normale a acesteia.

Într-o atmosferă stabilă, magnitudinea acestui fenomen fizic este egală cu greutatea coloanei de aer pe bază, cu o suprafață egală cu una.

Presiunea barometrică este de 101 325 Pa (760 mm Hg la 0 grade Celsius). În acest caz, cu cât este mai mare obiectul de pe suprafața Pământului, cu atât presiunea pe el devine mai mică. După fiecare 8 km se scade cu 100 Pa.

Datorită acestei proprietăți în munți, apa din fierbător este mult mai rapidă decât casele de pe sobă. Faptul este că presiunea afectează punctul de fierbere: odată cu scăderea ei, aceasta scade. Și invers. Pe această proprietate, este construită munca unor astfel de aparate de bucătărie, cum ar fi o aragaz sub presiune și o autoclavă. Creșterea presiunii în interiorul lor promovează formarea unor temperaturi mai mari în vase decât în ​​ghivecele obișnuite de pe sobă.

Formula de altitudine barometrică este utilizată pentru a calcula presiunea atmosferică. Se pare că în fotografia de mai jos.

P este cantitatea necesară la altitudine, P₀ - densitatea aerului în apropierea suprafeței, g - accelerația cădere liberă, h - înălțimea deasupra pământului, m - masa molară a gazului, T - temperatura sistemului, r - gaz universal constant 8.3144598 Dzhfrasl- (mol x K) și e - este numărul Eikler, egal cu 2,71828.

Adesea, în formula de presiune atmosferică de mai sus, R este înlocuită de constanta K Boltzmann. Prin produsul său, numărul Avogadro exprimă adesea constanta gazului universal. Este mai convenabil pentru calcule atunci când numărul de particule este dat în cariere.

Atunci când se efectuează calcule, merită întotdeauna să se țină seama de posibilitatea schimbării temperaturii aerului ca urmare a schimbării situației meteorologice sau a alpinismului la nivelul mării, precum și a latitudinii geografice.

Excesiv și vid

Diferența dintre presiunea atmosferică și presiunea ambiantă măsurată este denumită suprapresiune. În funcție de rezultat, numele variabilei se modifică.

Dacă este pozitivă, se numește presiune ecartament.

Dacă rezultatul obținut cu semnul minus se numește manometru de vid. Merită să ne amintim că nu poate fi mai mult barometric.

diferențială

Această valoare este diferența de presiune în diferite puncte ale măsurătorii. De obicei, este utilizat pentru a determina scăderea presiunii pe orice echipament. Acest lucru este valabil mai ales în industria petrolieră.

Având în tratate cu faptul că, pentru cantitatea termodinamică numită presiunea și cu ajutorul unora dintre formulele de găsit-o, se poate concluziona că acest fenomen este foarte important, dar pentru că cunoașterea niciodată nu va fi de prisos.