Hogyan írjunk nyomást a fizikában. Felső és alsó nyomás: mit jelent
Ember sílécen, és nélkülük.
Laza havon az ember nagy nehezen megy, minden lépésnél mélyen süllyed. De miután sílécet vett fel, tud járni, szinte anélkül, hogy beleesne. Miért? Síléceken vagy síléc nélkül az ember a saját súlyával megegyező erővel hat a havon. Ennek az erőnek a hatása azonban mindkét esetben eltérő, mert más a felület, amelyen az ember nyomja, síléccel és anélkül. A sílécek felülete közel 20-szoros több területet talpak. Ezért síléceken állva az ember a hófelület minden egyes négyzetcentiméterére 20-szor kisebb erővel hat, mint ha síléc nélkül áll a havon.
A diák, aki gombokkal újságot tűz a táblára, minden gombra ugyanolyan erővel hat. Egy élesebb végű gombot azonban könnyebb bevinni a fába.
Ez azt jelenti, hogy az erő hatásának eredménye nem csak az erő modulusától, irányától és alkalmazási pontjától függ, hanem annak a felületnek a területétől is, amelyre az erőt alkalmazzák (amelyre merőlegesen hat).
Ezt a következtetést fizikai kísérletek is megerősítik.
Tapasztalat. Ennek az erőnek az eredménye attól függ, hogy mekkora erő hat a felület egységnyi területére.
A szögeket egy kis deszka sarkaiba kell beütni. Először a deszkába vert szögeket hegyükkel felfelé helyezzük a homokra, és súlyt helyezünk a deszkára. Ebben az esetben a szögfejek csak kissé nyomódnak a homokba. Ezután fordítsa meg a táblát, és tegye a szögeket a hegyére. Ebben az esetben a támasztó terület kisebb, és ugyanazon erő hatására a szögek mélyen a homokba kerülnek.
Egy élmény. Második illusztráció.
Ennek az erőnek az eredménye attól függ, hogy milyen erő hat az egyes felületegységekre.
A vizsgált példákban az erők a test felületére merőlegesen hatnak. A személy súlya merőleges volt a hó felszínére; a gombra ható erő merőleges a tábla felületére.
Azt az értéket, amely megegyezik a felületre merőlegesen ható erő és a felület területének arányával, nyomásnak nevezzük..
A nyomás meghatározásához a felületre merőlegesen ható erőt el kell osztani a felülettel:
nyomás = erő / terület.
Jelöljük a kifejezésben szereplő mennyiségeket: nyomás - p, a felületre ható erő, - Fés a felület S.
Ezután megkapjuk a képletet:
p = F/S
Nyilvánvaló, hogy az ugyanazon a területen ható nagyobb erő nagyobb nyomást eredményez.
Nyomásegységnek azt a nyomást vesszük, amely 1 N erőt hoz létre, amely 1 m 2 -es felületre ható merőlegesen erre a felületre..
Nyomás mértékegysége - newton négyzetméterenként(1 N/m2). A francia tudós tiszteletére Blaise Pascal pascalnak hívják Pa). Ily módon
1 Pa = 1 N / m 2.
Más nyomásegységeket is használnak: hektopaskális (hPa) És kilopascal (kPa).
1 kPa = 1000 Pa;
1 hPa = 100 Pa;
1 Pa = 0,001 kPa;
1 Pa = 0,01 hPa.
Írjuk fel a probléma feltételét és oldjuk meg.
Adott : m = 45 kg, S = 300 cm 2; p = ?
SI mértékegységben: S = 0,03 m 2
Megoldás:
p = F/S,
F = P,
P = g m,
P= 9,8 N 45 kg ≈ 450 N,
p\u003d 450 / 0,03 N / m 2 \u003d 15000 Pa \u003d 15 kPa
"Válasz": p = 15000 Pa = 15 kPa
A nyomás csökkentésének és növelésének módjai.
Egy nehéz hernyótraktor 40-50 kPa nyomást hoz létre a talajon, vagyis mindössze 2-3-szor nagyobb, mint egy 45 kg-os fiúé. A traktor tömege ugyanis a hernyóhajtás miatt nagyobb területen oszlik el. És ezt megállapítottuk minél nagyobb a támasz területe, annál kisebb nyomást fejt ki ugyanaz az erő erre a támasztékra .
Attól függően, hogy kicsi vagy nagy nyomást kell elérnie, a támasztó terület növekszik vagy csökken. Például annak érdekében, hogy a talaj ellenálljon egy épülő épület nyomásának, meg kell növelni az alapozás alsó részének területét.
Gumiabroncsok teherautók a repülőgépek futóműve pedig jóval szélesebbre készül, mint a személygépkocsiké. A különösen széles gumiabroncsok olyan autókhoz készültek, amelyeket sivatagi utazásra terveztek.
Nehéz gépek, mint például a traktor, a tank vagy a mocsár, amelyeknek nagy a sínek felfekvése, mocsaras terepen haladnak át, amelyen az ember nem tud áthaladni.
Másrészt kis felülettel kis erővel nagy nyomás generálható. Például, ha benyomunk egy gombot egy táblába, körülbelül 50 N erővel hatunk rá. Mivel a gomb hegyének területe körülbelül 1 mm 2, az általa keltett nyomás egyenlő:
p = 50 N / 0,000001 m 2 = 50 000 000 Pa \u003d 50 000 kPa.
Összehasonlításképpen: ez a nyomás 1000-szer nagyobb, mint a lánctalpas traktor által a talajra gyakorolt nyomás. Még sok ilyen példát lehet találni.
A vágó- és szúrószerszámok (kés, olló, vágó, fűrész, tű stb.) pengéje speciálisan élezett. Az éles penge kihegyezett éle kis területű, így kis erő is nagy nyomást hoz létre, és ilyen szerszámmal könnyű dolgozni.
A vágó- és szúróeszközök a vadon élő állatokban is megtalálhatók: ezek a fogak, karmok, csőrök, tüskék stb. - mindegyik kemény anyagból készült, sima és nagyon éles.
Nyomás
Ismeretes, hogy a gázmolekulák véletlenszerűen mozognak.
Azt már tudjuk, hogy a gázok, ellentétben a szilárd anyagokkal és a folyadékokkal, kitöltik az egész edényt, amelyben elhelyezkednek. Például egy acélhenger a gázok tárolására, egy autógumi cső vagy egy röplabda. Ebben az esetben a gáz nyomást gyakorol a henger falára, aljára és fedelére, a kamrára vagy bármely más testre, amelyben található. A gáznyomás a nyomáson kívül más okokból adódik szilárd test egy támaszon.
Ismeretes, hogy a gázmolekulák véletlenszerűen mozognak. Mozgásuk során ütköznek egymással, valamint annak az edénynek a falával, amelyben a gáz található. A gázban sok molekula található, ezért becsapódásuk száma igen nagy. Például a levegőmolekulák találatainak számát egy helyiségben 1 cm 2 -es felületen 1 másodperc alatt egy huszonhárom számjegyű számmal fejezzük ki. Bár az egyes molekulák becsapódási ereje kicsi, az összes molekula hatása az edény falára jelentős - gáznyomást hoz létre.
Így, az edény falára (és a gázba helyezett testre) a gáznyomást a gázmolekulák becsapódása okozza .
Vegye figyelembe a következő tapasztalatot. Helyezzen egy gumilabdát a légszivattyú harangja alá. Kis mennyiségű levegőt tartalmaz, és van szabálytalan alakú. Ezután pumpával kiszivattyúzzuk a levegőt a harang alól. A labda héja, amely körül a levegő egyre ritkább lesz, fokozatosan megduzzad, és szabályos labda formát ölt.
Hogyan magyarázható ez az élmény?
A sűrített gáz tárolására és szállítására speciális, tartós acélpalackokat használnak.
Kísérletünkben a mozgó gázmolekulák folyamatosan ütik a labda falait kívül-belül. A levegő kiszivattyúzásakor a golyó héja körüli harangban lévő molekulák száma csökken. De a labdán belül a számuk nem változik. Ezért a molekuláknak a héj külső falaira gyakorolt ütéseinek száma kisebb lesz, mint a belső falakra gyakorolt ütések száma. A ballont addig fújják fel, amíg gumihéjának rugalmassági ereje egyenlővé nem válik a gáz nyomó erejével. A labda héja labda alakú. Ez azt mutatja a gáz minden irányban egyformán nyomja a falait. Más szóval, a felület négyzetcentiméterére eső molekuláris hatások száma minden irányban azonos. Minden irányban azonos nyomás jellemző a gázra, és hatalmas számú molekula véletlenszerű mozgásának a következménye.
Próbáljuk meg csökkenteni a gáz térfogatát, de úgy, hogy a tömege változatlan maradjon. Ez azt jelenti, hogy a gáz minden köbcentiméterében több molekula lesz, a gáz sűrűsége nő. Ekkor megnő a molekulák falakra gyakorolt hatásainak száma, azaz nő a gáznyomás. Ezt a tapasztalat is megerősítheti.
A képen de Egy üvegcső látható, amelynek egyik végét vékony gumifilm borítja. A csőbe dugattyút helyeznek. A dugattyú benyomásakor a csőben lévő levegő térfogata csökken, azaz a gáz összenyomódik. A gumifólia kidudorodik, jelezve, hogy a légnyomás a csőben megnőtt.
Éppen ellenkezőleg, az azonos tömegű gáz térfogatának növekedésével a molekulák száma minden köbcentiméterben csökken. Ez csökkenti az edény falait érő ütések számát - a gáz nyomása csökken. Valójában, amikor a dugattyút kihúzzák a csőből, a levegő mennyisége megnő, a film meghajlik az edényben. Ez a légnyomás csökkenését jelzi a csőben. Ugyanez a jelenség figyelhető meg, ha levegő helyett más gáz lenne a csőben.
Így, ha a gáz térfogata csökken, a nyomása növekszik, és ha a térfogat nő, a nyomás csökken, feltéve, hogy a gáz tömege és hőmérséklete változatlan marad.
Hogyan változik a gáz nyomása, ha állandó térfogatra hevítjük? Ismeretes, hogy a gázmolekulák mozgási sebessége melegítés hatására nő. Ha gyorsabban mozognak, a molekulák gyakrabban ütköznek az edény falaiba. Ezen túlmenően a molekula minden egyes falra gyakorolt hatása erősebb lesz. Ennek eredményeként az edény falai nagyobb nyomást gyakorolnak.
Következésképpen, A zárt edényben lévő gáz nyomása annál nagyobb, minél magasabb a gáz hőmérséklete, feltéve, hogy a gáz tömege és térfogata nem változik.
Ezekből a kísérletekből arra lehet következtetni annál nagyobb a gáz nyomása, minél gyakrabban és erősebben érik a molekulák az edény falát .
A gázok tárolására és szállítására erősen sűrítik. Ugyanakkor nyomásuk nő, a gázokat speciális, nagyon tartós palackokba kell zárni. Az ilyen hengerek például tengeralattjárókban sűrített levegőt, fémhegesztéshez használt oxigént tartalmaznak. Természetesen erre mindig emlékeznünk kell gázpalackok nem fűthetők, különösen akkor, ha gázzal vannak feltöltve. Mert, mint már tudjuk, egy robbanás nagyon kellemetlen következményekkel járhat.
Pascal törvénye.
A nyomást a folyadék vagy a gáz minden pontjára továbbítják.
A dugattyú nyomása a golyót megtöltő folyadék minden pontjára továbbítja.
Most gáz.
A szilárd anyagokkal ellentétben az egyes rétegek és kis folyadék- és gázrészecskék szabadon mozoghatnak egymáshoz képest minden irányban. Elég például egy pohárban enyhén a víz felszínére fújni, hogy a víz megmozduljon. Folyók jelennek meg a folyón vagy a tavon a legkisebb szellőre.
A gáz- és folyadékrészecskék mobilitása magyarázza ezt a rajtuk keletkező nyomás nemcsak az erő irányában, hanem minden ponton továbbítódik. Tekintsük ezt a jelenséget részletesebben.
A képen, de gázt (vagy folyadékot) tartalmazó edényt ábrázolunk. A részecskék egyenletesen oszlanak el az edényben. Az edényt egy dugattyú zárja le, amely fel-le mozoghat.
Némi erő kifejtésével mozdítsuk el a dugattyút egy kicsit befelé, és nyomjuk össze közvetlenül alatta a gázt (folyadékot). Ekkor a részecskék (molekulák) a korábbinál sűrűbben helyezkednek el ezen a helyen (b. ábra). A gázrészecskék mobilitása miatt minden irányba mozognak. Ennek eredményeként elrendezésük ismét egységes lesz, de a korábbinál sűrűbb lesz (c. ábra). Ezért a gáz nyomása mindenhol növekedni fog. Ez azt jelenti, hogy a gáz vagy folyadék minden részecskéje további nyomást gyakorol. Tehát, ha a gázra (folyadékra) a dugattyú közelében lévő nyomás 1 Pa-val nő, akkor minden ponton belül a gáz vagy folyadék nyomása ugyanannyival nagyobb lesz, mint korábban. A nyomás az edény falán, az alján és a dugattyún 1 Pa-val nő.
A folyadékra vagy gázra gyakorolt nyomás bármely pontra minden irányban egyformán továbbítódik .
Ezt az állítást ún Pascal törvénye.
Pascal törvénye alapján könnyen megmagyarázható a következő kísérlet.
Az ábrán egy üreges gömb látható különféle helyeken kis lyukak. A labdához egy cső van rögzítve, amelybe dugattyút helyeznek. Ha vizet szív a golyóba, és nyomja a dugattyút a csőbe, akkor a golyóban lévő összes lyukból víz fog kifolyni. Ebben a kísérletben a dugattyú megnyomja a csőben lévő víz felszínét. A dugattyú alatti vízrészecskék kondenzálva átadják nyomásukat más, mélyebben fekvő rétegekre. Így a dugattyú nyomása a labdát kitöltő folyadék minden pontjára továbbítódik. Ennek eredményeként a víz egy része kiszorul a labdából, minden lyukból azonos patakok formájában.
Ha a golyó megtelik füsttel, akkor amikor a dugattyút a csőbe nyomják, azonos füstfolyamok kezdenek kijönni a labda összes lyukából. Ez megerősíti, hogy és a gázok a rajtuk keletkező nyomást minden irányban egyformán továbbítják.
Nyomás folyadékban és gázban.
A folyadék súlya alatt a cső gumi alja megereszkedik.
A folyadékokra, mint minden testre a Földön, hatással van a gravitációs erő. Ezért minden egyes edénybe öntött folyadékréteg a súlyával nyomást hoz létre, amely Pascal törvénye szerint minden irányba továbbítódik. Ezért a folyadék belsejében nyomás van. Ez tapasztalattal igazolható.
Öntsön vizet egy üvegcsőbe, amelynek alsó nyílása vékony gumifóliával van lezárva. A folyadék súlya alatt a cső alja meghajlik.
A tapasztalat azt mutatja, hogy minél magasabban van a vízoszlop a gumifilm felett, annál jobban megereszkedik. De minden alkalommal, amikor a gumifenék megereszkedik, a csőben lévő víz egyensúlyba kerül (leáll), mert a gravitáció mellett a megfeszített gumifólia rugalmas ereje is hat a vízre.
A gumifilmre ható erők |
mindkét oldalon azonosak. |
Ábra.
Az alja eltávolodik a hengertől a gravitáció miatti nyomás miatt.
Egy másik, szélesebb vízzel ellátott edénybe engedjünk le egy gumifenekű csövet, amibe vizet öntenek. Látni fogjuk, hogy ahogy a csövet leengedjük, a gumifólia fokozatosan kiegyenesedik. A film teljes kiegyenesítése azt mutatja, hogy a felülről és alulról rá ható erők egyenlőek. A film teljes kiegyenesedése akkor következik be, ha a csőben és az edényben a vízszint egybeesik.
Ugyanez a kísérlet elvégezhető egy csővel is, amelyben gumifólia zárja le az oldalnyílást, amint az a ábrán látható. Merítse ezt a vízcsövet egy másik vízedénybe az ábrán látható módon, b. Észre fogjuk venni, hogy a fólia újra kiegyenesedik, amint a vízszint a csőben és az edényben egyenlő lesz. Ez azt jelenti, hogy a gumifóliára ható erők minden oldalról azonosak.
Vegyünk egy edényt, amelynek az alja leeshet. Tegyük egy üveg vízbe. Ebben az esetben az alja szorosan hozzá van nyomva az edény széléhez, és nem esik le. A víznyomás ereje nyomja, alulról felfelé irányítva.
Óvatosan vizet öntünk az edénybe, és figyeljük az alját. Amint az edényben lévő víz szintje egybeesik az edényben lévő víz szintjével, az leesik az edényről.
A leválás pillanatában az edényben lévő folyadékoszlop lenyomja az alját, és a nyomás alulról felfelé halad át egy azonos magasságú, de az edényben található folyadékoszlop aljára. Mindkét nyomás azonos, de az alja eltávolodik a hengertől a rá ható hatás miatt saját erő gravitáció.
A vízzel végzett kísérleteket fentebb leírtuk, de ha víz helyett bármilyen más folyadékot veszünk, akkor a kísérlet eredménye ugyanaz lesz.
Tehát a kísérletek ezt mutatják a folyadék belsejében nyomás van, és ugyanazon a szinten minden irányban azonos. A nyomás a mélységgel nő.
A gázok ebben a tekintetben nem különböznek a folyadékoktól, mert súlyuk is van. De emlékeznünk kell arra, hogy a gáz sűrűsége több százszor kisebb, mint a folyadék sűrűsége. Az edényben lévő gáz súlya kicsi, és sok esetben figyelmen kívül hagyható a "súly" nyomása.
Az edény fenekére és falaira gyakorolt folyadéknyomás kiszámítása.
Az edény fenekére és falaira gyakorolt folyadéknyomás kiszámítása.
Fontolja meg, hogyan számíthatja ki a folyadék nyomását az edény alján és falán. Először oldjuk meg a feladatot egy négyszögletes paralelepipedon alakú edényre.
Erő F, amellyel az ebbe az edénybe öntött folyadék az alját nyomja, egyenlő a súllyal P a folyadékot az edényben. A folyadék tömege a tömegének ismeretében határozható meg. m. A tömeg, mint tudod, a következő képlettel számítható ki: m = ρ V. Az általunk választott edénybe öntött folyadék mennyisége könnyen kiszámítható. Ha az edényben lévő folyadékoszlop magasságát betűvel jelöljük hés az edény aljának területe S, azután V = S h.
Folyékony tömeg m = ρ V, vagy m = ρ S h .
Ennek a folyadéknak a súlya P = g m, vagy P = g ρ S h.
Mivel a folyadékoszlop tömege megegyezik azzal az erővel, amellyel a folyadék az edény alját nyomja, ezért a tömeget elosztva P A térre S, megkapjuk a folyadéknyomást p:
p = P/S vagy p = g ρ S h/S,
Kaptunk egy képletet az edény alján lévő folyadék nyomásának kiszámítására. Ebből a képletből látható, hogy az edény alján lévő folyadék nyomása csak a folyadékoszlop sűrűségétől és magasságától függ.
Ezért a származtatott képlet szerint ki lehet számítani az edénybe öntött folyadék nyomását bármilyen formában(Szigorúan véve számításunk csak olyan edényekre alkalmas, amelyeknek egyenes prizma és henger alakúak. Az intézet fizika kurzusain bebizonyosodott, hogy a képlet tetszőleges alakú edényre is igaz). Ezenkívül az edény falára nehezedő nyomás kiszámítására is használható. A folyadék belsejében lévő nyomást, beleértve az alulról felfelé irányuló nyomást is, szintén ezzel a képlettel számítjuk ki, mivel a nyomás azonos mélységben minden irányban azonos.
A nyomás kiszámításakor a képlet segítségével p = gph sűrűségre van szükség ρ kilogramm per köbméter(kg / m 3), és a folyadékoszlop magassága h- méterben (m), g\u003d 9,8 N / kg, akkor a nyomást pascalban (Pa) fejezzük ki.
Példa. Határozza meg az olajnyomást a tartály alján, ha az olajoszlop magassága 10 m és sűrűsége 800 kg/m 3 .
Írjuk fel a probléma állapotát, és írjuk le.
Adott :
ρ \u003d 800 kg / m 3
Megoldás :
p = 9,8 N/kg 800 kg/m 3 10 m ≈ 80 000 Pa ≈ 80 kPa.
Válasz : p ≈ 80 kPa.
Kommunikációs erek.
Kommunikációs erek.
Az ábrán két edény látható, amelyek gumicsővel vannak összekötve egymással. Az ilyen edényeket ún kommunikál. Egy öntözőkanna, egy teáskanna, egy kávéskanna példák a kommunikáló edényekre. Tapasztalatból tudjuk, hogy például egy öntözőkannába öntött víz mindig egy szinten áll a kifolyócsőben és a belsejében.
A kommunikációs edények közösek nálunk. Például lehet teáskanna, öntözőkanna vagy kávéskanna. |
A homogén folyadék felületei azonos szinten vannak beépítve bármilyen alakú, egymással érintkező edénybe. |
Különböző sűrűségű folyadékok. |
Kommunikáló erekkel a következő egyszerű kísérlet végezhető el. A kísérlet elején a gumicsövet a közepébe szorítjuk, és az egyik csőbe vizet öntünk. Ezután kinyitjuk a bilincset, és a víz azonnal a másik csőbe folyik, amíg a vízfelület mindkét csőben egy szintre nem kerül. Rögzítheti az egyik csövet egy állványon, a másikat pedig felemelheti, leengedheti vagy döntheti különböző irányba. És ebben az esetben, amint a folyadék megnyugszik, szintje mindkét csőben kiegyenlítődik.
Bármilyen alakú és keresztmetszetű összekötő edényekben a homogén folyadék felületei azonos szintre vannak állítva(feltéve, hogy a folyadék feletti légnyomás azonos) (109. ábra).
Ez a következőképpen igazolható. A folyadék nyugalomban van anélkül, hogy egyik edényből a másikba mozogna. Ez azt jelenti, hogy a nyomás mindkét edényben minden szinten azonos. A folyadék mindkét edényben azonos, azaz azonos sűrűségű. Ezért a magasságának is azonosnak kell lennie. Amikor felemelünk egy edényt, vagy folyadékot adunk hozzá, megnő a nyomás abban, és a folyadék egy másik edénybe kerül, amíg a nyomások ki nem egyensúlyoznak.
Ha egy sűrűségű folyadékot öntünk az egyik összekötő edénybe, és egy másik sűrűségű folyadékot öntünk a másodikba, akkor egyensúlyi állapotban ezeknek a folyadékoknak a szintje nem lesz azonos. És ez érthető. Tudjuk, hogy a folyadék nyomása az edény fenekén egyenesen arányos az oszlop magasságával és a folyadék sűrűségével. És ebben az esetben a folyadékok sűrűsége eltérő lesz.
Egyenlő nyomás mellett a nagyobb sűrűségű folyadékoszlop magassága kisebb lesz, mint egy kisebb sűrűségű folyadékoszlop magassága (ábra).
Egy élmény. Hogyan határozzuk meg a levegő tömegét.
Levegősúly. Légköri nyomás.
légköri nyomás fennállása.
A légköri nyomás nagyobb, mint a ritkított levegő nyomása egy edényben.
A gravitációs erő a levegőre, valamint a Földön található bármely testre hat, ezért a levegőnek súlya van. A levegő tömegét könnyű kiszámítani, ismerve a tömegét.
Tapasztalatból megmutatjuk, hogyan kell kiszámítani a levegő tömegét. Ehhez meg kell venni egy erős üvegtál dugóval és gumicsővel bilinccsel. Szivattyúval kiszivattyúzzuk belőle a levegőt, bilinccsel leszorítjuk a csövet és egyensúlyozzuk a mérlegen. Ezután a gumicső bilincsét kinyitva engedjen be levegőt. Ilyenkor a mérleg egyensúlya megbomlik. A helyreállításhoz súlyokat kell helyeznie a másik mérleg serpenyőjére, amelynek tömege megegyezik a labda térfogatában lévő levegő tömegével.
A kísérletek kimutatták, hogy 0 ° C hőmérsékleten és normál légköri nyomáson az 1 m 3 térfogatú levegő tömege 1,29 kg. Ennek a levegőnek a tömege könnyen kiszámítható:
P = g m, P = 9,8 N/kg 1,29 kg ≈ 13 N.
A Földet körülvevő levegőburkot ún légkör (görögből. légkör gőz, levegő és gömb- labda).
A légkör a repülési megfigyelések szerint mesterséges műholdak Föld, több ezer kilométeres magasságig terjed.
A gravitáció hatására a légkör felső rétegei az óceánvízhez hasonlóan összenyomják az alsóbb rétegeket. A közvetlenül a Földdel szomszédos légréteg sűríti össze leginkább, és Pascal törvénye szerint minden irányban továbbítja a rajta keletkező nyomást.
Ennek hatására a földfelszín és a rajta lévő testek a levegő teljes vastagságában átélik a nyomást, vagy ahogy ilyenkor mondani szokták. Légköri nyomás .
A légköri nyomás létezése sok olyan jelenséggel magyarázható, amellyel az életben találkozunk. Nézzünk meg néhányat közülük.
Az ábrán egy üvegcső látható, amiben egy dugattyú található, amely szorosan illeszkedik a cső falaihoz. A cső végét vízbe mártjuk. Ha felemeli a dugattyút, akkor a víz felemelkedik mögötte.
Ezt a jelenséget vízszivattyúkban és néhány más készülékben használják.
Az ábrán egy hengeres edény látható. Parafával van lezárva, amelybe egy csapot tartalmazó csövet helyeznek. A levegőt egy szivattyú pumpálja ki az edényből. Ezután a cső végét vízbe helyezzük. Ha most kinyitja a csapot, akkor a víz egy szökőkútban az edény belsejébe fröccsen. A víz azért kerül az edénybe, mert a légköri nyomás nagyobb, mint a ritkított levegő nyomása az edényben.
Miért létezik a Föld léghéja?
Mint minden test, a Föld légburokát alkotó gázmolekulák is vonzódnak a Földhöz.
De akkor miért nem esnek mind a Föld felszínére? Hogyan őrzi meg a Föld léghéját, légkörét? Ennek megértéséhez figyelembe kell vennünk, hogy a gázok molekulái folyamatos és véletlenszerű mozgásban vannak. De ekkor egy másik kérdés is felmerül: miért nem repülnek el ezek a molekulák a világtérbe, vagyis az űrbe.
Annak érdekében, hogy teljesen elhagyja a Földet, a molekula, mint űrhajó vagy rakétának nagyon nagy sebességgel kell rendelkeznie (legalább 11,2 km/s). Ez az ún második menekülési sebesség. A legtöbb molekula sebessége a Föld légburkában sokkal kisebb, mint ez a kozmikus sebesség. Ezért legtöbbjüket a gravitáció köti a Földhöz, csak elenyésző számú molekula repül a Földön túl az űrbe.
A molekulák véletlenszerű mozgása és a gravitáció rájuk gyakorolt hatása azt eredményezi, hogy a Föld közelében lévő űrben gázmolekulák "lebegnek", légburkot, vagy az általunk ismert légkört alkotva.
A mérések azt mutatják, hogy a levegő sűrűsége gyorsan csökken a magassággal. Tehát a Föld felett 5,5 km-es magasságban a levegő sűrűsége 2-szer kisebb, mint a Föld felszínén, 11 km-es magasságban - 4-szer kisebb stb. Minél magasabb, annál ritkább a levegő. És végül a legtöbbben felső rétegek(több száz és ezer kilométerrel a Föld felett) a légkör fokozatosan levegőtlen térré változik. A Föld léghéjának nincs egyértelmű határa.
Szigorúan véve a gravitáció hatására a gáz sűrűsége egyetlen zárt edényben sem azonos az edény teljes térfogatában. Az edény alján a gáz sűrűsége nagyobb, mint a felső részein, ezért a nyomás az edényben nem azonos. Az edény alján nagyobb, mint a tetején. Az edényben lévő gáz esetében azonban ez a sűrűség- és nyomáskülönbség olyan kicsi, hogy sok esetben teljesen figyelmen kívül hagyható, csak ügyeljen rá. De egy több ezer kilométeres légkör esetében a különbség jelentős.
Légköri nyomás mérése. A Torricelli élmény.
Lehetetlen a légköri nyomás kiszámítása a folyadékoszlop nyomásának számítási képletével (38. §). Egy ilyen számításhoz ismernie kell a légkör magasságát és a levegő sűrűségét. De a légkörnek nincs határozott határa, a levegő sűrűségének pedig igen különböző magasságú különböző. A légköri nyomást azonban meg lehet mérni egy olasz tudós 17. századi kísérletével. Evangelista Torricelli Galilei tanítványa.
Torricelli kísérlete a következő: egy körülbelül 1 m hosszú, egyik végén lezárt üvegcsövet töltenek meg higannyal. Ezután a cső második végét szorosan lezárva megfordítják és leengedik egy higannyos csészébe, ahol a csőnek ezt a végét a higanyszint alatt kinyitják. Mint minden folyadékkísérletnél, a higany egy részét a csészébe öntik, egy része pedig a csőben marad. A csőben maradó higanyoszlop magassága körülbelül 760 mm. A cső belsejében a higany felett nincs levegő, levegőtlen tér van, így a cső belsejében lévő higanyoszlopra felülről gáz nem gyakorol nyomást és nem befolyásolja a méréseket.
Torricelli, aki a fent leírt tapasztalatot javasolta, szintén elmondta magyarázatát. A légkör megnyomja a csészében lévő higany felületét. A Merkúr egyensúlyban van. Ez azt jelenti, hogy a nyomás a csőben aa 1 (lásd az ábrát) egyenlő a légköri nyomással. A légköri nyomás változásával a csőben lévő higanyoszlop magassága is megváltozik. A nyomás növekedésével az oszlop meghosszabbodik. A nyomás csökkenésével a higanyoszlop magassága csökken.
A csőben az aa1 szinten lévő nyomást a csőben lévő higanyoszlop súlya hozza létre, mivel a cső felső részében nincs levegő a higany felett. Ebből következik tehát légköri nyomás megegyezik a csőben lévő higanyoszlop nyomásával , azaz
p atm = p higany.
Minél nagyobb a légköri nyomás, annál magasabb a higanyoszlop Torricelli kísérletében. Ezért a gyakorlatban a légköri nyomás a higanyoszlop magasságával mérhető (milliméterben vagy centiméterben). Ha például a légköri nyomás 780 Hgmm. Művészet. (higanymilliméternek mondják), ez azt jelenti, hogy a levegő ugyanolyan nyomást termel, mint egy 780 mm magas függőleges higanyoszlop.
Ezért ebben az esetben 1 higanymillimétert (1 Hgmm) veszünk a légköri nyomás mértékegységének. Keressük meg az egység és az általunk ismert egység közötti kapcsolatot - pascal(Pa).
Az 1 mm magas ρ higanyoszlop nyomása:
p = g ρ h, p\u003d 9,8 N / kg 13 600 kg / m 3 0,001 m ≈ 133,3 Pa.
Tehát 1 Hgmm. Művészet. = 133,3 Pa.
Jelenleg a légköri nyomást általában hektopascalban mérik (1 hPa = 100 Pa). Például az időjárás-jelentések bejelenthetik, hogy a nyomás 1013 hPa, ami megegyezik 760 Hgmm-rel. Művészet.
A csőben lévő higanyoszlop magasságát naponta megfigyelve Torricelli felfedezte, hogy ez a magasság változik, vagyis a légköri nyomás nem állandó, növekedhet és csökkenhet. Torricelli azt is észrevette, hogy a légköri nyomás összefügg az időjárás változásaival.
Ha függőleges skálát rögzít a Torricelli kísérletében használt higanycsőre, akkor a legegyszerűbb eszközt kapja - higany barométer (görögből. baros- nehézkedés, metreo- mérték). A légköri nyomás mérésére szolgál.
Barométer - aneroid.
A gyakorlatban a légköri nyomás mérésére fém barométert használnak, ún aneroid (görögről fordítva - aneroid). A barométert azért hívják így, mert nem tartalmaz higanyt.
Az aneroid megjelenése az ábrán látható. Fő része egy hullámos (hullámos) felületű fémdoboz 1 (lásd a másik ábrát). Ebből a dobozból levegőt pumpálnak ki, és hogy a légköri nyomás ne törje össze a dobozt, a 2 fedelét egy rugó felhúzza. A légköri nyomás növekedésével a fedél lefelé hajlik, és megfeszíti a rugót. Amikor a nyomás csökken, a rugó kiegyenesíti a fedelet. A rugóra egy 4 nyílmutató van rögzítve egy 3 erőátviteli mechanizmussal, amely a nyomás változása esetén jobbra vagy balra mozdul el. A nyíl alá egy skála van rögzítve, melynek osztásait a higanybarométer jelzései szerint jelöljük. Így a 750-es szám, amellyel szemben az aneroid nyíl áll (lásd az ábrát), azt mutatja, hogy Ebben a pillanatban higanybarométerben a higanyoszlop magassága 750 mm.
Ezért a légköri nyomás 750 Hgmm. Művészet. vagy ≈ 1000 hPa.
A légköri nyomás értéke nagyon fontos az elkövetkező napok időjárásának előrejelzéséhez, mivel a légköri nyomás változása az időjárás változásaival függ össze. Barométer - szükséges eszköz meteorológiai megfigyelésekhez.
Légköri nyomás különböző magasságokban.
Folyadékban a nyomás, mint tudjuk, a folyadék sűrűségétől és oszlopának magasságától függ. Az alacsony összenyomhatóság miatt a folyadék sűrűsége különböző mélységekben közel azonos. Ezért a nyomás kiszámításakor a sűrűségét állandónak tekintjük, és csak a magasság változását vesszük figyelembe.
A gázokkal bonyolultabb a helyzet. A gázok erősen összenyomhatók. És minél jobban összenyomják a gázt, annál nagyobb a sűrűsége, és annál nagyobb a nyomás is. Hiszen egy gáz nyomását molekuláinak a test felületére való becsapódása hozza létre.
A Föld felszínéhez közeli levegőrétegeket a felettük lévő összes levegőréteg összenyomja. De minél magasabb a levegőréteg a felszíntől, annál gyengébb az összenyomódás, annál kisebb a sűrűsége. Ezért annál kisebb nyomást produkál. Ha pl. ballon a Föld felszíne fölé emelkedik, akkor a labdára nehezedő légnyomás csökken. Ez nem csak azért történik, mert a felette lévő légoszlop magassága csökken, hanem azért is, mert csökken a levegő sűrűsége. Felül kisebb, mint alul. Ezért a légnyomás magasságtól való függése bonyolultabb, mint a folyadékoké.
A megfigyelések azt mutatják, hogy a tengerszinten fekvő területeken a légköri nyomás átlagosan 760 Hgmm. Művészet.
A 760 mm magas higanyoszlop nyomásával megegyező légköri nyomást 0 ° C hőmérsékleten normál légköri nyomásnak nevezzük..
normál légköri nyomás egyenlő 101 300 Pa = 1013 hPa.
Minél nagyobb a magasság, annál kisebb a nyomás.
Kis emelkedéseknél átlagosan minden 12 m emelkedésnél a nyomás 1 Hgmm-rel csökken. Művészet. (vagy 1,33 hPa).
A nyomás magasságtól való függésének ismeretében a barométer leolvasásának változtatásával meg lehet határozni a tengerszint feletti magasságot. Olyan aneroidokat neveznek, amelyeknek skálája közvetlenül megmérheti a tengerszint feletti magasságot magasságmérők . A repülésben és a hegymászásban használják.
Nyomásmérő.
Azt már tudjuk, hogy barométereket használnak a légköri nyomás mérésére. A légköri nyomásnál nagyobb vagy kisebb nyomás mérésére a nyomásmérő (görögből. manos- ritka, nem feltűnő metreo- mérték). A nyomásmérők azok folyékonyÉs fém.
|
|
Először fontolja meg az eszközt és a műveletet nyitott folyadék manométer. Kétlábú üvegcsőből áll, amelybe némi folyadékot öntenek. A folyadékot mindkét térdbe azonos szinten helyezik el, mivel az edény térdeiben csak a légköri nyomás hat a felületére.
Az ilyen nyomásmérő működésének megértéséhez gumicsővel csatlakoztatható egy kerek lapos dobozhoz, amelynek egyik oldalát gumifólia borítja. Ha megnyomja az ujját a fólián, akkor a folyadékszint a dobozba csatlakoztatott manométer térdében csökken, a másik térdben pedig nő. Mi magyarázza ezt?
A fólia megnyomása növeli a légnyomást a dobozban. Pascal törvénye szerint ez a nyomásnövekedés a nyomásmérő azon térdében lévő folyadékra kerül át, amely a dobozhoz van rögzítve. Ezért ebben a térdben a folyadékra nehezedő nyomás nagyobb lesz, mint a másikban, ahol csak a légköri nyomás hat a folyadékra. A túlnyomás hatására a folyadék elkezd mozogni. A sűrített levegővel rendelkező térdben a folyadék leesik, a másikban felemelkedik. A folyadék akkor kerül egyensúlyba (leáll). túlnyomás A sűrített levegőt az a nyomás egyensúlyozza ki, amely felesleges folyadékoszlopot hoz létre a nyomásmérő másik lábában.
Minél erősebb a nyomás a filmre, annál nagyobb a felesleges folyadékoszlop, annál nagyobb a nyomása. Következésképpen, a nyomás változása ennek a többletoszlopnak a magasságából ítélhető meg.
Az ábra azt mutatja, hogy egy ilyen nyomásmérő hogyan képes mérni a nyomást egy folyadékban. Minél mélyebbre merül a cső a folyadékba, annál nagyobb a nyomáskülönbség a folyadékoszlopok magasságában a manométer térdeiben., tehát, ezért és a folyadék nagyobb nyomást termel.
Ha a készülékdobozt valamilyen mélységbe helyezi a folyadék belsejébe, és fóliával felfelé, oldalra és lefelé fordítja, akkor a nyomásmérő állása nem változik. Ennek így kell lennie, mert folyadék belsejében azonos szinten a nyomás minden irányban azonos.
A képen látható fém manométer . Az ilyen nyomásmérő fő része egy csőbe hajlított fémcső 1 , melynek egyik vége zárva van. A cső másik vége csappal 4 kommunikál azzal az edénnyel, amelyben a nyomást mérik. A nyomás növekedésével a cső meghajlik. Zárt végének mozgatása karral 5 és fogaskerekek 3 átadta a lövésznek 2 mozog a hangszer skáláján. Amikor a nyomás csökken, a cső rugalmassága miatt visszatér korábbi helyzetébe, és a nyíl a skála nulla osztásához.
Dugattyús folyadékszivattyú.
A korábban vizsgált kísérletben (40. §) azt találták, hogy egy üvegcsőben, légköri nyomás hatására víz emelkedett fel a dugattyú mögött. Ez a művelet alapja dugattyú szivattyúk.
A szivattyú sematikusan látható az ábrán. Ez egy hengerből áll, amely felfelé és lefelé halad, szorosan tapadva az edény falához, a dugattyúhoz 1 . A szelepek a henger alsó részébe és magában a dugattyúban vannak felszerelve. 2 csak felfelé nyílik. Amikor a dugattyú felfelé mozog, a víz légköri nyomás hatására belép a csőbe, felemeli az alsó szelepet és a dugattyú mögé mozdul.
Amikor a dugattyú lefelé mozog, a dugattyú alatti víz megnyomja az alsó szelepet, és az bezáródik. Ugyanakkor a víz nyomása alatt a dugattyú belsejében lévő szelep kinyílik, és a víz a dugattyú feletti térbe áramlik. A dugattyú következő felfelé mozgásával a felette lévő víz is felemelkedik a vele együtt lévő helyen, ami kiömlik a kifolyócsőbe. Ugyanakkor a dugattyú mögé emelkedik egy új vízrész, amely a dugattyú utólagos leeresztésekor a dugattyú fölött lesz, és ez az egész eljárás újra és újra megismétlődik, miközben a szivattyú jár.
Hidraulikus nyomás.
Pascal törvénye lehetővé teszi a cselekvés magyarázatát hidraulikus gép (görögből. hidraulikus- víz). Ezek olyan gépek, amelyek működése a folyadékok mozgásának és egyensúlyának törvényein alapul.
A hidraulikus gép fő része két különböző átmérőjű henger, amelyek dugattyúkkal és összekötő csővel vannak felszerelve. A dugattyúk és a cső alatti tér folyadékkal van feltöltve (általában ásványi olaj). A folyadékoszlopok magassága mindkét hengerben azonos mindaddig, amíg a dugattyúkra nem hatnak erők.
Tegyük fel most, hogy az erők F 1 és F 2 - a dugattyúkra ható erők, S 1 és S 2 - a dugattyúk területei. Az első (kis) dugattyú alatti nyomás az p 1 = F 1 / S 1 , és a második alatt (nagy) p 2 = F 2 / S 2. Pascal törvénye szerint a nyugalmi folyadék nyomása minden irányban egyformán továbbítódik, azaz. p 1 = p 2 vagy F 1 / S 1 = F 2 / S 2, honnan:
F 2 / F 1 = S 2 / S 1 .
Ezért az erő F 2 sokkal több erő F 1 , Hányszor nagyobb a nagy dugattyú területe, mint a kis dugattyúé?. Például, ha a nagy dugattyú területe 500 cm 2, a kicsié pedig 5 cm 2, és a kis dugattyúra 100 N erő hat, akkor a dugattyúra 100-szor nagyobb erő hat. nagyobb dugattyú, azaz 10 000 N.
Így egy hidraulikus gép segítségével lehetséges a nagy erőt kis erővel kiegyenlíteni.
Hozzáállás F 1 / F A 2. ábra az erőnövekedést mutatja. Például a fenti példában az érvényben lévő erősítés 10 000 N / 100 N = 100.
A préselésre (préselésre) használt hidraulikus gépet ún hidraulikus nyomás .
A hidraulikus préseket ott használják, ahol nagy teljesítményre van szükség. Például olajpréseléshez magvakból olajmalmokban, rétegelt lemez, karton, széna préselésénél. Az acélgyárak hidraulikus préseket használnak acélgép tengelyek, vasúti kerekek és sok más termék előállításához. A modern hidraulikus prések tíz- és százmillió newtonos erőt képesek kifejteni.
Eszköz hidraulikus nyomásábrán sematikusan látható. Az 1 (A) préselendő testet egy nagyméretű 2 dugattyúhoz (B) csatlakoztatott platformra helyezzük. A kis dugattyú 3 (D) nagy nyomást hoz létre a folyadékon. Ez a nyomás a hengereket töltő folyadék minden pontjára továbbítja. Ezért ugyanaz a nyomás hat a második, nagy dugattyúra. De mivel a 2. (nagy) dugattyú területe nagyobb, mint a kicsi, akkor a rá ható erő nagyobb lesz, mint a 3 (D) dugattyúra ható erő. Ezen erő hatására a 2 (B) dugattyú felemelkedik. Amikor a 2. dugattyú (B) felemelkedik, a test (A) nekitámaszkodik a rögzített felső platformnak, és összenyomódik. A 4 (M) nyomásmérő a folyadéknyomást méri. Biztonsági szelep 5 (P) automatikusan kinyílik, ha a folyadéknyomás meghaladja a megengedett értéket.
A kis hengerből a nagy folyadékba a 3 kis dugattyú (D) ismételt mozgása szivattyúzza. Ez a következő módon történik. A kis dugattyú (D) felemelésekor a 6 (K) szelep kinyílik, és folyadék szívódik be a dugattyú alatti térbe. Amikor a kis dugattyút folyadéknyomás hatására leeresztik, a 6 (K) szelep bezárul, a 7 (K") szelep kinyílik, és a folyadék egy nagy edénybe kerül.
A víz és a gáz hatása a beléjük merült testre.
Víz alatt könnyedén felemelhetünk egy olyan követ, amit a levegőben alig lehet felemelni. Ha a parafát víz alá meríti és kiengedi a kezéből, akkor lebeg. Hogyan magyarázhatók ezek a jelenségek?
Tudjuk (38. §), hogy a folyadék megnyomja az edény fenekét és falait. És ha valamilyen szilárd testet helyeznek a folyadékba, akkor az is nyomásnak lesz kitéve, mint az edény falai.
Tekintsük azokat az erőket, amelyek a folyadék oldaláról hatnak a belemerült testre. Az érvelés megkönnyítése érdekében olyan testet választunk, amely paralelepipedon alakú, amelynek alapjai párhuzamosak a folyadék felszínével (ábra). A test oldalfelületeire ható erők páronként egyenlőek és kiegyenlítik egymást. Ezen erők hatására a test összenyomódik. De a test felső és alsó felületére ható erők nem azonosak. A felső felületet felülről nyomja erővel F 1 oszlopnyi folyadék magas h egy . Az alsó felület szintjén a nyomás magas folyadékoszlopot hoz létre h 2. Ez a nyomás, mint tudjuk (37. §), a folyadék belsejében minden irányban továbbítódik. Ezért a test alsó oldalán alulról felfelé erővel F 2 magasra nyom egy folyadékoszlopot h 2. De h még 2 h 1 , innen ered az erőmodulus F 2 további tápmodul F egy . Ezért a testet erővel kiszorítják a folyadékból F vyt, egyenlő az erők különbségével F 2 - F 1 , azaz
|
|
De S·h = V, ahol V a paralelepipedon térfogata, és ρ W ·V = m W a folyadék tömege a paralelepipedon térfogatában. Következésképpen, F vyt \u003d g m well \u003d P well, azaz felhajtóerő egyenlő a folyadék tömegével a belemerült test térfogatában(A felhajtóerő egyenlő a belemerült test térfogatával azonos térfogatú folyadék tömegével). Kísérletileg könnyű felfedezni egy olyan erő létezését, amely kiszorítja a testet a folyadékból. A képen de rugóra felfüggesztett testet mutat be nyílmutatóval a végén. A nyíl az állványon lévő rugó feszességét jelöli. Amikor a testet kiengedik a vízbe, a forrás összehúzódik (ábra). b). A rugó ugyanolyan összehúzódása érhető el, ha bizonyos erővel alulról felfelé hat a testre, például megnyomja a kezével (emelje fel). Ezért a tapasztalatok ezt igazolják a folyadékban lévő testre ható erő kiszorítja a testet a folyadékból. A gázokra, mint tudjuk, a Pascal-törvény is érvényes. Ezért A gázban lévő testek olyan erőhatásnak vannak kitéve, amely kiszorítja őket a gázból. Ennek az erőnek a hatására a léggömbök felemelkednek. Kísérletileg is megfigyelhető a testet gázból kiszorító erő létezése. Üveggolyót vagy parafával lezárt nagy lombikot akasztunk egy rövidített pikkelyes serpenyőre. A mérleg kiegyensúlyozott. Ezután egy széles edényt helyezünk a lombik (vagy golyó) alá úgy, hogy az az egész lombikot körülvegye. Az edény meg van töltve szén-dioxiddal, amelynek sűrűsége nagyobb, mint a levegő sűrűsége (ezért a szén-dioxid lesüllyed és kitölti az edényt, kiszorítva belőle a levegőt). Ilyenkor a mérleg egyensúlya megbomlik. Felemelkedik egy csésze felfüggesztett lombikkal (ábra). A szén-dioxidba merített lombik nagyobb felhajtóerőt fejt ki, mint ami a levegőben hat rá. Az az erő, amely egy testet kiszorít egy folyadékból vagy gázból, ellentétes a testre ható gravitációs erővel. Ezért prolkozmosz). Ez megmagyarázza, hogy a vízben néha könnyen felemelünk olyan testeket, amelyeket alig tudunk a levegőben tartani. Egy kis vödör és egy hengeres test van felfüggesztve a rugóra (ábra, a). Az állványon lévő nyíl a rugó meghosszabbítását jelzi. Megmutatja a test súlyát a levegőben. A test felemelése után egy leeresztő edényt helyeznek alá, amelyet folyadékkal töltenek meg a lefolyócső szintjéig. Ezt követően a test teljesen elmerül a folyadékban (b. ábra). Ahol a folyadék egy részét, amelynek térfogata megegyezik a test térfogatával, kiöntik kiöntőedényből pohárba. A rugó összehúzódik, és a rugó mutatója felemelkedik, jelezve a test súlyának csökkenését a folyadékban. Ilyenkor a gravitációs erőn kívül egy másik erő hat a testre, kiszorítva azt a folyadékból. Ha az üvegből származó folyadékot a felső vödörbe öntik (azaz abba, amelyet a test elmozdított), akkor a rugómutató visszatér a kiindulási helyzetébe (c. ábra).
A tapasztalatok alapján arra lehet következtetni az az erő, amely egy folyadékba teljesen elmerült testet lök, egyenlő a folyadék tömegével a test térfogatában . A 48. §-ban ugyanerre a következtetésre jutottunk. Ha egy hasonló kísérletet végeznének valamilyen gázba merített testtel, ez azt mutatná a testet a gázból kinyomó erő is megegyezik a test térfogatában vett gáz tömegével . Azt az erőt, amely a testet folyadékból vagy gázból kilöki, ún Arkhimédeszi erő , a tudós tiszteletére Archimedes aki először mutatott rá a létezésére és számította ki jelentőségét. Tehát a tapasztalat megerősítette, hogy az arkhimédeszi (vagy felhajtó) erő egyenlő a folyadék tömegével a test térfogatában, azaz. F A = P f = g m jól. A test által kiszorított folyadék tömege mf kifejezhető a ρ w sűrűségével és a folyadékba merült test térfogatával V t (mivel V l - a test által kiszorított folyadék térfogata egyenlő V t - a folyadékba merült test térfogata), azaz m W = ρ W V t. Ekkor kapjuk: F A= g ρ f · V T Ezért az arkhimédeszi erő annak a folyadéknak a sűrűségétől függ, amelybe a test belemerül, és ennek a testnek a térfogatától. De ez nem függ például a folyadékba merített test anyagának sűrűségétől, mivel ez a mennyiség nem szerepel a kapott képletben. Határozzuk meg most egy folyadékba (vagy gázba) merített test súlyát. Mivel ebben az esetben a testre ható két erő ellentétes irányú (a gravitáció lefelé, az arkhimédészi erő pedig felfelé), akkor a test tömege a P 1 folyadékban kisebb súly testek légüres térben P = g m az arkhimédeszi erőnek F A = g m w (hol m w a test által kiszorított folyadék vagy gáz tömege). Ily módon ha egy testet folyadékba vagy gázba merítünk, akkor annyit veszít a súlyából, amennyit az általa kiszorított folyadék vagy gáz súlya. Példa. Határozza meg a tengervízben 1,6 m 3 térfogatú kőre ható felhajtóerőt! Írjuk fel a probléma feltételét és oldjuk meg. Amikor az úszó test eléri a folyadék felszínét, akkor további felfelé irányuló mozgásával az arkhimédeszi erő csökken. Miért? Hanem azért, mert a folyadékba merült testrész térfogata csökkenni fog, és az arkhimédeszi erő megegyezik a folyadék súlyával a belemerült testrész térfogatában. Amikor az arkhimédeszi erő egyenlővé válik a gravitációs erővel, a test megáll és a folyadék felszínén lebeg, részben elmerülve. Az így kapott következtetést könnyű kísérletileg ellenőrizni. Öntsön vizet a leeresztő edénybe a lefolyócső szintjéig. Ezt követően merítsük az úszótestet az edénybe, előzetesen lemérjük a levegőben. A vízbe ereszkedés után a test a benne elmerült testrész térfogatával megegyező mennyiségű vizet szorít ki. A víz lemérése után azt találjuk, hogy súlya (Archimédesi erő) megegyezik a lebegő testre ható gravitációs erővel, vagy ennek a testnek a tömegével a levegőben. Miután elvégezte ugyanazokat a kísérleteket bármely más, különböző folyadékokban – vízben, alkoholban, sóoldatban – lebegő testtel, megbizonyosodhat arról, hogy ha egy test folyadékban lebeg, akkor az általa kiszorított folyadék tömege megegyezik a test tömegével a levegőben. Ezt könnyű bizonyítani ha a szilárd anyag sűrűsége nagyobb, mint a folyadék sűrűsége, akkor a test elsüllyed egy ilyen folyadékban. Ebben a folyadékban egy kisebb sűrűségű test úszik. Egy vasdarab például elsüllyed a vízben, de lebeg a higanyban. A test viszont, amelynek sűrűsége megegyezik a folyadék sűrűségével, egyensúlyban marad a folyadék belsejében. A jég lebeg a víz felszínén, mert sűrűsége kisebb, mint a vízé. Minél kisebb a test sűrűsége a folyadék sűrűségéhez képest, a test annál kisebb része merül el a folyadékban . A test és a folyadék azonos sűrűsége mellett a test bármilyen mélységben lebeg a folyadékban. Két egymással nem elegyedő folyadék, például víz és kerozin található az edényben sűrűségüknek megfelelően: az edény alsó részében - sűrűbb víz (ρ = 1000 kg / m 3), felül - könnyebb kerozin (ρ = 800). kg/m 3) . A vízi környezetben élő élőlények átlagos sűrűsége alig tér el a víz sűrűségétől, így súlyukat szinte teljesen kiegyenlíti az arkhimédeszi erő. Ennek köszönhetően a vízi állatoknak nincs szükségük olyan erős és masszív csontvázakra, mint a szárazföldieknek. Ugyanezen okból a vízinövények törzse rugalmas. A hal úszóhólyagja könnyen változtatja a térfogatát. Amikor a hal az izmok segítségével nagy mélységbe ereszkedik, és megnő a rá nehezedő víznyomás, a buborék összehúzódik, a hal testének térfogata csökken, és nem nyomul felfelé, hanem úszik a mélyben. Így a hal bizonyos határokon belül szabályozhatja merülésének mélységét. A bálnák tüdőkapacitásuk összehúzásával és bővítésével szabályozzák merülési mélységüket. Vitorláshajók.A folyókon, tavakon, tengereken és óceánokon hajózó hajókból épülnek különböző anyagok különböző sűrűséggel. A hajótest általában ebből készül acéllemezek. Minden belső rögzítőelem, amely a hajók szilárdságát adja, szintén fémből készül. Hajók építésére használták különféle anyagok, amelyeknek nagyobb és kisebb a sűrűsége a vízhez képest. Hogyan úsznak, vesznek fel és szállítanak nagy terheket a hajók? Egy úszó testtel végzett kísérlet (50. §) kimutatta, hogy a test a víz alatti részével annyi vizet szorít ki, hogy ez a víz súlya megegyezik a levegőben lévő test tömegével. Ez minden hajóra igaz. A hajó víz alatti része által kiszorított víz tömege megegyezik a levegőben lévő rakományt tartalmazó hajó súlyával vagy a rakományt tartalmazó hajóra ható gravitációs erővel. Azt a mélységet, ameddig a hajó vízbe merül, nevezzük tervezet . A hajótesten a megengedett legnagyobb merülést piros vonallal jelöljük víz vonal (hollandból. víz- víz). A hajó által a vízvonalba merülve kiszorított víz tömegét, amely megegyezik a rakományos hajóra ható gravitációs erővel, a hajó elmozdulásának nevezzük.. Jelenleg 5 000 000 kN (5 10 6 kN) és ennél nagyobb vízkiszorítású hajókat építenek kőolaj szállítására, azaz a rakománnyal együtt 500 000 tonna (5 10 5 t) vagy annál nagyobb tömegű hajókat. Ha az elmozdulásból kivonjuk magának a hajónak a súlyát, akkor megkapjuk ennek a hajónak a teherbírását. A teherbírás a hajó által szállított rakomány tömegét mutatja. A hajógyártás azóta is létezik Az ókori Egyiptom, Föníciában (úgy tartják, hogy a föníciaiak voltak az egyik legjobb hajóépítők), az ókori Kínában. Oroszországban a hajóépítés a 17. és 18. század fordulóján kezdődött. Főleg hadihajókat építettek, de Oroszországban készült az első jégtörő, belső égésű motorral szerelt hajók és az Arktika atomjégtörő. Repülés.
A Montgolfier fivérek 1783-as bálját leíró rajz: „Nézd meg és pontos méretek„Aerosztát föld– Melyik volt az első. 1786 Ősidők óta az emberek arról álmodoztak, hogy a tengeren hajózva a felhők felett repülhetnek, úszhatnak a levegő óceánjában. A repüléshez Eleinte léggömböket használtak, amelyeket vagy felmelegített levegővel, vagy hidrogénnel vagy héliummal töltöttek meg. Ahhoz, hogy egy léggömb a levegőbe emelkedjen, szükséges, hogy az arkhimédészi erő (felhajtóerő) F A labdára ható A több volt, mint a gravitáció F nehéz, azaz. F A > F nehéz Ahogy a labda felemelkedik, a rá ható arkhimédészi erő csökken ( F A = gρV), mivel a felső légkör sűrűsége kisebb, mint a Föld felszínének sűrűsége. Hogy magasabbra emelkedjen, egy speciális ballasztot (súlyt) ejtenek le a labdáról, és ez könnyíti a labdát. Végül a labda eléri a maximális emelési magasságát. A golyó leengedése a héjából a segítségével speciális szelep a gáz egy része kiszabadul. Vízszintes irányban a léggömb csak a szél hatására mozog, ezért nevezik ballon (görögből levegő- levegő, stato- állva). Nem is olyan régen hatalmas léggömbökkel vizsgálták a légkör felső rétegeit, a sztratoszférát - sztrasztoszták . Mielőtt megtanultuk, hogyan kell építeni nagy repülők utasok és rakományok légi szállítására irányított léggömböket használtak - léghajók. Hosszúkás formájúak, a karosszéria alatt egy motoros gondola van felfüggesztve, amely meghajtja a légcsavart. A léggömb nem csak magától emelkedik fel, hanem néhány rakományt is fel tud emelni: kabint, embereket, műszereket. Ezért annak megállapításához, hogy egy léggömb milyen terhelést képes felemelni, meg kell határozni. emelőerő. Például egy 40 m 3 térfogatú, héliummal töltött léggömböt indítsunk a levegőbe. A golyó héját kitöltő hélium tömege egyenlő lesz: Ez azt jelenti, hogy ez a labda 520 N - 71 N = 449 N súlyú terhet képes felemelni. Ez az emelőereje. Egy azonos térfogatú, de hidrogénnel töltött ballon 479 N terhelést képes felemelni. Ez azt jelenti, hogy az emelőereje nagyobb, mint a héliummal töltött balloné. Ennek ellenére a héliumot gyakrabban használják, mivel nem ég, ezért biztonságosabb. A hidrogén éghető gáz. A forró levegővel töltött léggömböt sokkal könnyebb felemelni és leengedni. Ehhez egy égő található a golyó alsó részén található lyuk alatt. Segítségével gázégő szabályozható a labda belsejében lévő levegő hőmérséklete, ezáltal a sűrűsége és felhajtóereje. Ahhoz, hogy a labda magasabbra emelkedjen, elegendő a benne lévő levegőt erősebben felmelegíteni, növelve az égő lángját. Amikor az égő lángja csökken, a golyóban lévő levegő hőmérséklete csökken, és a labda leesik. Lehetőség van a labda olyan hőmérsékletének kiválasztására, amelynél a labda és a fülke súlya megegyezik a felhajtóerővel. Ekkor a labda a levegőben fog lógni, és könnyű lesz megfigyelni belőle. A tudomány fejlődésével a repüléstechnikában is jelentős változások következtek be. Lehetővé vált új héjak használata a léggömbökhöz, amelyek tartósak, fagyállóak és könnyűek lettek. A rádiótechnika, elektronika, automatizálás terén elért eredmények lehetővé tették a pilóta nélküli léggömbök tervezését. Ezeket a ballonokat légáramlatok tanulmányozására, földrajzi és orvosbiológiai kutatásokra használják a légkör alsóbb rétegeiben. Ahhoz, hogy megértsük, mi a nyomás a fizikában, vegyünk egy egyszerű és ismerős példát. Melyik? Abban a helyzetben, amikor kolbászt kell vágnunk, a legélesebb tárgyat használjuk - kést, és nem kanalat, fésűt vagy ujjat. A válasz nyilvánvaló - a kés élesebb, és az általunk alkalmazott erő a kés nagyon vékony éle mentén oszlik el, így maximális hatás tárgy egy részének elválasztása formájában, azaz. kolbászok. Egy másik példa - laza havon állunk. A lábak meghibásodnak, a járás rendkívül kényelmetlen. Akkor miért rohannak el mellettünk a síelők könnyedén és nagy sebességgel anélkül, hogy megfulladnának és nem keverednének bele ugyanabba a laza hóba? Nyilvánvaló, hogy a hó mindenki számára egyforma, síelőknek és sétálóknak egyaránt, de más a hatása rá. Körülbelül azonos nyomás, azaz súly mellett a havat nyomó felület nagymértékben változik. A sílécek területe sokkal nagyobb, mint a cipő talpának területe, és ennek megfelelően a súly nagyobb felületen oszlik el. Mi segít, vagy éppen ellenkezőleg, mi akadályoz meg bennünket abban, hogy hatékonyan befolyásoljuk a felületet? Miért vágja jobban a kenyeret éles késsel, és miért tartja jobban a sík, széles síléc a felületét, csökkentve ezzel a hóba való behatolást? A hetedik osztályos fizika szakon a nyomás fogalmát tanulják ehhez. nyomás a fizikábanA felületre kifejtett erőt nyomáserőnek nevezzük. A nyomás pedig egy olyan fizikai mennyiség, amely egyenlő az adott felületre kifejtett nyomáserő és a felület területének arányával. A nyomás számítási képlete a fizikában a következő: ahol p a nyomás, Látjuk, hogyan jelölik a nyomást a fizikában, és azt is látjuk, hogy ugyanazzal az erővel nagyobb a nyomás, ha a tartófelület, vagy más szóval a kölcsönható testek érintkezési felülete kisebb. Ezzel szemben, ahogy a támasztó terület növekszik, a nyomás csökken. Ezért az élesebb kés minden testet jobban vág, a falba vert szögek pedig éles hegyekkel készülnek. És ezért a sílécek sokkal jobban tartják a havat, mint a hiányuk. NyomásegységekA nyomás mértékegysége 1 newton négyzetméterenként – ezek a mennyiségek, amelyeket már a hetedik osztályos tanfolyamról ismerünk. Az N/m2 nyomásmértékegységeket is átválthatjuk pascalra, a mértékegységekre, amelyeket Blaise Pascal francia tudósról neveztek el, aki az úgynevezett Pascal-törvényt vezette le. 1 N/m = 1 Pa. A gyakorlatban más nyomásegységeket is használnak - higanymilliméter, rudak stb. Senki sem szeret nyomás alatt lenni. És nem mindegy, hogy melyik. A Queen erről is énekelt David Bowie-val együtt a híres "Under pressure" című kislemezükben. Mi a nyomás? Hogyan lehet megérteni a nyomást? Miben mérik, milyen eszközökkel és módszerekkel, hová irányítják és mit nyomnak rá. A válaszok ezekre és más kérdésekre - a cikkünkben nyomás a fizikábanés nem csak. Ha a tanár nyomást gyakorol rád azzal, hogy trükkös feladatokat tesz fel, gondoskodunk arról, hogy helyesen válaszolj rájuk. Hiszen a dolgok lényegének megértése a siker kulcsa! Tehát mi a nyomás a fizikában? Definíció szerint:
BAN BEN nemzetközi rendszer Az SI-t mértékegységben mérik Pascalsés betűvel van jelölve p . Nyomásegység - 1 Pascal. Orosz megjelölés - Pa, nemzetközi - Pa.
A meghatározás szerint a nyomás meghatározásához el kell osztani az erőt a területtel. Az edénybe helyezett bármely folyadék vagy gáz nyomást gyakorol az edény falára. Például egy serpenyőben lévő borscs némi nyomással hat az aljára és a falaira. A folyadéknyomás meghatározására szolgáló képlet:
ahol g- gyorsulás szabadesés a Föld gravitációs mezejében, h- a borscsoszlop magassága a serpenyőben, görög levél "ro"- a borscs sűrűsége. A nyomás mérésére leggyakrabban használt műszer a barométer. De miben mérik a nyomást? A pascalon kívül vannak más rendszeren kívüli mértékegységek is:
A környezettől függően különböző rendszeren kívüli egységeket használnak. Például amikor hallgatod vagy olvasod az időjárás-előrejelzést, szó sincs Pascal-ról. Higanymilliméterekről beszélnek. Egy milliméter higany az 133 Pascal. Ha vezet, valószínűleg ismeri a normál gumiabroncsnyomást utas kocsi- körülbelül kettő atmoszférák.  Légköri nyomásA légkör egy gáz, pontosabban gázkeverék, amely a gravitáció következtében a Föld közelében tart. A légkör fokozatosan halad át a bolygóközi térbe, magassága kb 100 kilométerre. Hogyan lehet megérteni a "légköri nyomás" kifejezést? mindegyik felett négyzetméter A Föld felszíne egy száz kilométeres gázoszlop. Természetesen a levegő átlátszó és kellemes, de olyan tömege van, amely a föld felszínét nyomja. Ez a légköri nyomás. A normál légköri nyomást egyenlőnek tekintjük 101325 Pa. Ez a tengerszinti nyomás 0 Celsius fokon. Celsius. Ugyanolyan nyomást ugyanazon a hőmérsékleten fejt ki a talpára egy magasságú higanyoszlop 766 milliméter. Minél nagyobb a magasság, annál alacsonyabb a légköri nyomás. Például egy hegy tetején Chomolungma csak egynegyede a normál légköri nyomásnak.  Az artériás nyomásEgy másik példa, amikor nyomással szembesülünk Mindennapi élet a vérnyomás mérése.
Ha megmérte a vérnyomását és megvan 120 a 80 , akkor minden rendben van. Ha 90 a 50 vagy 240 a 180 , akkor biztosan nem lesz érdekes számodra kitalálni, hogy miben mérik ezt a nyomást és mit jelent általában.  Felmerül azonban a kérdés: 120 a 80 pontosan mit? Pascal, higanymilliméter, légkör vagy más mértékegység? A vérnyomást higanymilliméterben mérik. Meghatározza a folyadék túlnyomását keringési rendszer légköri nyomás felett. A vér nyomást gyakorol az erekre, és ezáltal kompenzálja a légköri nyomás hatását. Ellenkező esetben egyszerűen összezúzna minket egy hatalmas légtömeg felettünk. De miért a dimenzióban vérnyomás két szám? Mellesleg! Olvasóink most 10% kedvezményt kapnak A helyzet az, hogy a vér az edényekben nem egyenletesen, hanem lökésszerűen mozog. Az első számjegyet (120) hívjuk szisztolés nyomás. Ez a szívizom összehúzódása idején az erek falára ható nyomás, értéke a legnagyobb. A második számjegy (80) határozza meg legkisebb értékés felhívott diasztolés nyomás. A mérés során a szisztolés és a diasztolés nyomás értékeit rögzítik. Például azért egészséges ember tipikus vérnyomásérték 120-80 higanymilliméter. Ez azt jelenti, hogy a szisztolés nyomás 120 mm. rt. Art., és diasztolés - 80 Hgmm. Művészet. A szisztolés és a diasztolés nyomás közötti különbséget pulzusnyomásnak nevezzük. fizikai vákuumA vákuum a nyomás hiánya. Pontosabban a szinte teljes hiánya. Az abszolút vákuum egy közelítés, mint egy ideális gáz a termodinamikában és anyagi pont a mechanikában. Az anyag koncentrációjától függően megkülönböztetünk alacsony, közepes és nagy vákuumot. A fizikai vákuum legjobb közelítése az tér, amelyben a molekulák koncentrációja és a nyomás minimális.  A nyomás a rendszer állapotának fő termodinamikai paramétere. Levegő vagy más gáz nyomását nemcsak műszerekkel, hanem egyenletekkel, képletekkel és termodinamikai törvényekkel is meg lehet határozni. És ha nincs ideje kitalálni, a diákszolgálat segít megoldani a nyomás meghatározásával kapcsolatos problémákat. Képzeljünk el egy levegővel töltött tömített hengert, amelynek tetejére dugattyú van felszerelve. Ha elkezdi nyomást gyakorolni a dugattyúra, akkor a hengerben lévő levegő térfogata csökkenni kezd, a levegőmolekulák egyre intenzívebben ütköznek egymással és a dugattyúval, és a sűrített levegő nyomása a dugattyúra csökken. növekedés. Ha a dugattyút most hirtelen elengedik, akkor a sűrített levegő hirtelen felfelé nyomja. Ez azért történik, mert állandó dugattyúfelület mellett a sűrített levegőből a dugattyúra ható erő megnő. A dugattyú területe változatlan maradt, és a gázmolekulák oldaláról fellépő erő nőtt, és ennek megfelelően nőtt a nyomás. Vagy egy másik példa. Egy ember a földön áll, két lábbal áll. Ebben a helyzetben az ember kényelmes, nem tapasztal kellemetlenséget. De mi történik, ha ez a személy úgy dönt, hogy egy lábon áll? Az egyik lábát térdre hajlítja, és most már csak az egyik lábával támaszkodik a földre. Ebben a helyzetben az ember némi kényelmetlenséget fog érezni, mert a lábra nehezedő nyomás megnőtt, és körülbelül 2-szer. Miért? Mert az a terület, amelyen keresztül a gravitáció most a földhöz nyomja az embert, 2-szeresére csökkent. Íme egy példa arra, hogy mi az a nyomás, és milyen könnyen észlelhető a mindennapi életben.
A fizika szempontjából a nyomást ún fizikai mennyiség, számszerűen egyenlő az erővel a felületre merőlegesen ható felület egységnyi területére. Ezért a nyomás meghatározásához a felület egy bizonyos pontján a felületre kifejtett erő normál komponensét elosztjuk annak a kis felületi elemnek a területével, amelyre ez az erő hat. A teljes terület átlagos nyomásának meghatározásához pedig a felületre ható erő normál összetevőjét el kell osztani teljes terület ezt a felületet. A nyomást pascalban (Pa) mérik. Ez a nyomásegység a francia matematikus, fizikus és író, Blaise Pascal tiszteletére kapta a nevét, aki a hidrosztatika alaptörvényének – a Pascal-törvénynek – szerzője, amely kimondja, hogy a folyadékra vagy gázra gyakorolt nyomás minden ponton változatlan formában továbbítódik. irányokat. A „pascal” nyomás mértékegységét először 1961-ben, a mértékegységekről szóló rendelet értelmében Franciaországban bocsátották forgalomba, három évszázaddal a tudós halála után.
Egy pascal egyenlő az egy newton erő által kifejtett nyomással, amely egyenletesen oszlik el és merőleges egy négyzetméteres felületre. Pascalban nem csak a mechanikai nyomást (mechanikai feszültséget) mérik, hanem a rugalmassági modulust, a Young-modulust, a tömb rugalmassági modulust, a folyáshatárt, az arányossági határt, a szakítószilárdságot, a nyírószilárdságot, a hangnyomást és az ozmotikus nyomást is. Hagyományosan pascalban fejezik ki az anyagok legfontosabb mechanikai jellemzőit az anyagok szilárdságában. Légköri technikai (at), fizikai (atm), kilogramm-erő négyzetcentiméterenként (kgf / cm2) A pascal mellett más (rendszeren kívüli) egységek is használatosak a nyomás mérésére. Az egyik ilyen egység az „atmoszféra” (at). Egy atmoszféra nyomása megközelítőleg megegyezik a Föld felszínén a tengerszinten uralkodó légköri nyomással. Ma „atmoszféra” alatt a technikai atmoszférát (at) értjük.
A műszaki atmoszféra (at) az a nyomás, amelyet egy kilogramm erő (kgf) termel, egyenletesen elosztva egy négyzetcentiméteres területen. Egy kilogramm-erő pedig egyenlő az egy kilogramm tömegű testre ható gravitációs erővel 9,80665 m/s2 szabadesési gyorsulás mellett. Egy kilogramm erő tehát 9,80665 Newtonnak felel meg, 1 atmoszféra pedig pontosan 98066,5 Pa-nak felel meg. 1 at = 98066,5 Pa. A légkörben például a nyomást autógumik, például a GAZ-2217 típusú személybusz gumiabroncsainak ajánlott nyomása 3 atmoszféra. Létezik még a „fizikai atmoszféra” (atm), amelyet a tövénél 760 mm magas higanyoszlop nyomásaként határoznak meg, tekintettel arra, hogy a higany sűrűsége 13595,04 kg/m3, 0 °C és az alatti hőmérsékleten. 9,80665 m/s2 gravitációs gyorsulás feltételei. Így kiderül, hogy 1 atm \u003d 1,033233 atm \u003d 101 325 Pa. Ami a négyzetcentiméterenkénti kilogramm-erőt (kgf/cm2) illeti, ez a nem rendszerszintű nyomásegység jó pontossággal megegyezik a normál légköri nyomással, ami néha kényelmes a különféle hatások értékeléséhez. A nem rendszerszintű egység "bar" megközelítőleg egyenlő egy atmoszférával, de pontosabb - pontosan 100 000 Pa. A CGS rendszerben 1 bar 1 000 000 dyn/cm2-nek felel meg. Korábban a „bár” nevet a ma „bárium”-nak nevezett egység hordozta, és egyenlő 0,1 Pa-val vagy a CGS-rendszerben 1 bárium \u003d 1 dyn / cm2. A „bár”, „bárium” és „barométer” szó ugyanabból származik görög szó"gravitáció".
A meteorológiában a légköri nyomás mérésére gyakran az mbar (millibar) mértékegységet használják, amely 0,001 bar. És nyomás mérésére olyan bolygókon, ahol a légkör nagyon ritka - mikrobar (mikrobar), 0,000001 bar. A műszaki nyomásmérőkön a skálán leggyakrabban oszlopban van beosztás. Higanyoszlop milliméter (Hgmm), vízoszlop milliméter (vízoszlop milliméter) A nem rendszerszintű mértékegység "higanymilliméter" 101325/760 = 133,3223684 Pa. Megjelölése "Hgmm", de néha "torr" - az olasz fizikus, Galilei tanítványa, Evangelista Torricelli, a légköri nyomás fogalmának szerzője tiszteletére. kapcsán alakult meg az egység kényelmes módja légköri nyomás mérése barométerrel, amelyben a higanyoszlop egyensúlyban van a légköri nyomás hatására. A higany sűrűsége nagy, körülbelül 13 600 kg/m3, és alacsony telítési gőznyomás jellemzi bizonyos körülmények között szobahőmérséklet, ezért egy időben a higanyt választották a barométerekhez. Tengerszinten a légköri nyomás megközelítőleg 760 Hgmm, ez az érték ma már normál légköri nyomásnak számít, ami 101325 Pa vagy egy fizikai atmoszféra, 1 atm. Vagyis 1 higanymilliméter 101325/760 pascalnak felel meg.
Higanymilliméterben mérik a nyomást az orvostudományban, a meteorológiában és a légi közlekedésben. Az orvostudományban a vérnyomást Hgmm-ben, a vákuumtechnikában Hgmm-ben mérik, oszlopokkal együtt. Néha még csak 25 mikront is írnak, vagyis mikron higanyt, ha beszélgetünk az evakuálásról, a nyomásméréseket pedig vákuummérőkkel végezzük. Egyes esetekben milliméteres vízoszlopot, majd 13,59 mm vízoszlopot \u003d 1 Hgmm vízoszlopot használnak. Néha célszerűbb és kényelmesebb. A vízoszlop millimétere, mint egy milliméter a higanyoszlopé, egy rendszeren kívüli egység, ami viszont megegyezik egy vízoszlop 1 mm-es hidrosztatikus nyomásával, amelyet ez az oszlop kifejt. lapos alap 4°C-os oszlopvíz hőmérsékleten. Azt is ajánljuk
 Betöltés... |
