물리량으로서의 압력. 공기, 증기, 액체 또는 고체에 대한 압력 공식
피스톤이 위에 장착된 공기가 채워진 밀봉된 실린더를 상상해 보십시오. 피스톤에 압력을 가하기 시작하면 실린더의 공기량이 감소하기 시작하고 공기 분자가 서로 충돌하고 피스톤과 점점 더 집중적으로 충돌하며 피스톤의 압축 공기 압력은 증가하다.
피스톤이 갑자기 해제되면 압축 공기가 갑자기 피스톤을 밀어 올립니다. 이것은 피스톤 면적이 일정하면 압축 공기로부터 피스톤에 작용하는 힘이 증가하기 때문에 발생합니다. 피스톤의 면적은 변하지 않고 가스 분자의 측면에서 오는 힘이 증가하고 그에 따라 압력이 증가했습니다.
또는 다른 예. 한 남자가 땅에 서서 두 발로 서 있습니다. 이 위치에서 사람은 편안하고 불편을 겪지 않습니다. 그러나 이 사람이 한 발로 서기로 결정하면 어떻게 됩니까? 그는 무릎에서 다리 중 하나를 구부릴 것이고 이제 한 발로만 땅에 기댈 것입니다. 이 위치에서 사람은 발에 가해지는 압력이 약 2 배 증가했기 때문에 약간의 불편 함을 느낄 것입니다. 왜요? 중력이 사람을 땅으로 밀어내는 면적이 2배 감소했기 때문입니다. 다음은 압력이 무엇이며 일상 생활에서 얼마나 쉽게 감지할 수 있는지에 대한 예입니다.
물리학의 관점에서 압력은 이 표면의 단위 면적당 표면에 수직으로 작용하는 힘과 수치적으로 동일한 물리량입니다. 따라서 표면의 특정 지점에서의 압력을 결정하기 위해 표면에 가해지는 힘의 수직 성분을 이 힘이 작용하는 작은 표면 요소의 면적으로 나눕니다. 그리고 전체 면적에 대한 평균 압력을 결정하려면 표면에 작용하는 힘의 수직 성분을 다음으로 나누어야 합니다. 총 면적이 표면.
압력은 파스칼(Pa)로 측정됩니다. 이 압력 단위는 프랑스 수학자, 물리학자 및 작가인 Blaise Pascal, 정수역학의 기본 법칙인 파스칼의 법칙의 저자를 기념하여 이름을 얻었습니다. 지도. 처음으로 압력 단위 "파스칼"은 과학자가 사망한 지 3세기 후인 단위 법령에 따라 1961년 프랑스에서 유통되었습니다.
1파스칼은 1뉴턴의 힘이 가하는 압력과 같으며 균일하게 분포되어 있으며 1제곱미터의 표면에 수직입니다.
파스칼에서는 기계적 압력(기계적 응력)뿐만 아니라 탄성 계수, 영 계수, 부피 탄성 계수, 항복 강도, 비례 한계, 인열 저항, 전단 강도, 음압 및 삼투압도 측정됩니다. 전통적으로 재료의 강도에서 재료의 가장 중요한 기계적 특성은 파스칼로 표현됩니다.
대기 기술(at), 물리적(atm), 제곱센티미터당 킬로그램 힘(kgf/cm2)
파스칼 외에 다른(오프 시스템) 단위도 압력을 측정하는 데 사용됩니다. 그러한 단위 중 하나는 "대기"(at)입니다. 1기압의 압력은 해수면에서 지구 표면의 대기압과 거의 같습니다. 오늘날 "대기"는 기술적인 분위기(at)로 이해됩니다.
기술적인 분위기(at)는 1제곱센티미터의 면적에 균일하게 분포된 1킬로그램-포스(kgf)에 의해 생성되는 압력입니다. 그리고 1 킬로그램의 힘은 차례로 가속 조건에서 1 킬로그램의 질량을 가진 물체에 작용하는 중력과 같습니다. 자유 낙하, 9.80665m/s2와 같습니다. 따라서 1kg의 힘은 9.80665뉴턴과 같으며 1기압은 정확히 98066.5Pa와 같습니다. 1 at = 98066.5 Pa.
예를 들어, 대기에서 압력은 자동차 타이어예를 들어, GAZ-2217 여객 버스 타이어의 권장 압력은 3기압입니다.
또한 수은의 밀도가 13595.04kg/m3이고 0°C 이하의 온도에서 수은 기둥 밑면의 높이가 760mm인 수은 기둥의 압력으로 정의되는 "물리적 대기"(atm)가 있습니다. 중력 가속도 9,80665m/s2의 조건. 따라서 1 atm \u003d 1.033233 atm \u003d 101 325 Pa입니다.
제곱센티미터당 킬로그램-포스(kgf/cm2)의 경우 이 비체계적인 압력 단위는 정상 대기압과 매우 정확하며 다양한 효과를 평가하는 데 편리합니다.
비 체계 단위 "bar"는 대략 1기압과 같지만 더 정확합니다. 정확히 100,000Pa입니다. CGS 시스템에서 1bar는 1,000,000dynes/cm2와 같습니다. 이전에 "bar"라는 이름은 현재 "barium"이라고 하는 단위로 사용되었으며 0.1Pa 또는 CGS 시스템에서 1 barium \u003d 1 dyn / cm2입니다. "bar", "barium" 및 "barometer"라는 단어는 같은 단어에서 왔습니다. 그리스어 단어"중력".
종종 기상학에서 대기압을 측정하기 위해 0.001bar와 같은 단위 mbar(밀리바)가 사용됩니다. 그리고 대기가 매우 희박한 행성의 압력을 측정하려면 - 마이크로바(마이크로바), 0.000001바와 같습니다. 기술 압력 게이지에서 대부분의 경우 눈금은 막대 단위로 표시됩니다.
수은주 밀리미터(mm Hg), 수은주 밀리미터(수주 mm)
비체계적 측정 단위 "수은 밀리미터"는 101325/760 = 133.3223684 Pa입니다. 그것은 "mm Hg"로 지정되지만 때로는 "torr"로 지정됩니다 - 이탈리아 물리학자, 갈릴레오의 학생, 대기압 개념의 저자 Evangelista Torricelli를 기리기 위해.
와 관련하여 유닛이 구성되었습니다. 편리한 방법대기압의 영향으로 수은 기둥이 평형을 이루는 기압계로 대기압 측정. 수은은 약 13,600kg/m3의 밀도를 가지며 다음 조건에서 낮은 포화 증기압을 특징으로 합니다. 실온따라서 한때 기압계로 수은이 선택되었습니다.
해수면에서 대기압은 약 760mmHg이며, 이제 101325Pa 또는 1 물리적 대기, 1atm과 같은 정상 대기압으로 간주되는 이 값입니다. 즉, 1밀리미터의 수은은 101325/760파스칼과 같습니다.
수은의 밀리미터 단위로 압력은 의학, 기상학 및 항공 항법에서 측정됩니다. 의학에서 혈압은 mmHg 단위로 측정되며, 진공 기술에서는 막대와 함께 mmHg 단위로 표시됩니다. 때로는 25미크론, 즉 1미크론의 수은을 의미하기도 합니다. 우리는 얘기하고있다대피에 대한 정보 및 압력 측정은 진공 게이지로 수행됩니다.
어떤 경우에는 밀리미터의 물 기둥이 사용 된 다음 13.59 mm의 물 기둥 \u003d 1 mm Hg가 사용됩니다. 때로는 더 편리하고 편리합니다. 수은 기둥의 밀리미터는 수은 기둥의 밀리미터와 같은 오프 시스템 단위이며, 이는 차례로 이 기둥이 가하는 1밀리미터의 물 기둥의 정수압과 같습니다. 평평한 바닥 4°C의 컬럼 수온에서
압력을 받는 것을 좋아하는 사람은 없습니다. 그리고 어느 쪽이든 상관없습니다. Queen은 또한 그들의 유명한 싱글 "Under pressure"에서 David Bowie와 함께 이에 대해 노래했습니다. 압력이란 무엇입니까? 압력을 이해하는 방법? 그것은 무엇을 측정하고 어떤 도구와 방법으로 어디로 향하고 무엇을 누르는지. 이 질문과 다른 질문에 대한 답변 - 우리 기사에서 물리학의 압력뿐만 아니라.
선생님이 까다로운 문제를 내어 압박을 가하면 정답을 맞출 수 있도록 하겠습니다. 결국, 사물의 본질을 이해하는 것이 성공의 열쇠입니다! 그렇다면 물리학에서 압력이란 무엇입니까?
우선:
에 국제 시스템 SI는 다음에서 측정됩니다. 파스칼그리고 문자로 표시되어 있습니다 피 . 압력 단위 - 1 파스칼. 러시아어 지정 - 아빠, 국제적인 - 아빠.
정의에 따르면 압력을 구하려면 힘을 면적으로 나누어야 합니다.
용기에 있는 모든 액체 또는 가스는 용기의 벽에 압력을 가합니다. 예를 들어, 냄비의 보르쉬는 바닥과 벽에 약간의 압력을 가해 작용합니다. 유체 압력 결정 공식:
어디 g는 지구의 중력장에서 자유낙하의 가속도, 시간- 팬의 보르시 기둥 높이, 그리스 문자 "로"- 보르시 밀도.
압력을 측정하는 데 가장 일반적으로 사용되는 도구는 기압계입니다. 그러나 압력은 무엇으로 측정됩니까? 파스칼 외에도 다른 측정 단위가 있습니다.
- 대기;
- 수은 밀리미터;
- 수주 밀리미터;
- 수주 미터;
- 킬로그램 힘.
상황에 따라 다른 오프 시스템 단위가 사용됩니다.
예를 들어 일기예보를 듣거나 읽을 때 파스칼은 의심할 여지가 없습니다. 그들은 밀리미터의 수은에 대해 이야기합니다. 1밀리미터의 수은은 133 파스칼. 운전을 해보면 보통 타이어 공기압이 승용차- 약 2 분위기.
대기압
대기는 기체, 보다 정확하게는 중력으로 인해 지구 근처에 유지되는 기체 혼합물입니다. 대기는 점차적으로 행성간 공간으로 이동하며 높이는 대략 100 킬로미터.
"대기압"이라는 표현을 이해하는 방법은 무엇입니까? 각각에 평방 미터지구 표면은 100km에 달하는 가스 기둥입니다. 물론 공기는 투명하고 쾌적하지만 지구 표면을 누르는 덩어리가 있습니다. 이것은 대기압입니다.
정상 대기압은 다음과 같은 것으로 간주됩니다. 101325 아빠. 이것은 섭씨 0도에서 해수면의 압력입니다. 섭씨. 같은 온도에서 같은 압력이 높이를 가진 수은 기둥에 의해 바닥에 가해진다. 766 밀리미터.
고도가 높을수록 대기압이 낮아집니다. 예를 들어 산 꼭대기에서 초모룽마 정상 대기압의 4분의 1에 불과합니다.
혈압
우리가 압력에 직면하는 또 다른 예 일상 생활혈압 측정이다.
혈압은 혈압입니다. 혈액이 혈관벽(이 경우 동맥)에 가하는 압력입니다.
혈압을 측정하고 가지고 있는 경우 120 에 80 , 모든 것이 잘됩니다. 만약 90 에 50 또는 240 에 180 , 그러면 이 압력이 무엇으로 측정되고 일반적으로 무엇을 의미하는지 알아내는 것은 확실히 흥미롭지 않을 것입니다.
그러나 다음과 같은 질문이 생깁니다. 120 에 80 정확히 무엇? 파스칼, 수은 밀리미터, 대기 또는 기타 측정 단위?
혈압은 수은 밀리미터로 측정됩니다.그것은 액체의 초과 압력을 결정합니다. 순환 시스템대기압 이상.
혈액은 혈관에 압력을 가하여 대기압의 영향을 보상합니다. 그렇지 않으면 우리는 우리 위의 거대한 공기 덩어리에 의해 단순히 부서질 것입니다.
하지만 왜 차원에서 혈압두 개의 숫자?
그런데! 독자들을 위해 지금 10% 할인이 있습니다.
사실 혈액은 혈관에서 고르게 움직이지 않고 충격으로 움직입니다. 첫 번째 숫자(120)는 수축기 압력. 이것은 심장 근육이 수축할 때 혈관벽에 가해지는 압력으로 그 값이 가장 큽니다. 두 번째 숫자(80)는 다음을 정의합니다. 가장 작은 값그리고 불렀다 이완기 압력.
측정할 때 수축기 및 이완기 압력 값이 기록됩니다. 예를 들어, 건강한 사람일반적인 혈압 값은 120~80밀리미터의 수은입니다. 이것은 수축기 혈압이 120mm임을 의미합니다. RT Art. 및 이완기 - 80 mm Hg. 미술. 수축기 혈압과 이완기 혈압의 차이를 맥압이라고 합니다.
물리적 진공
진공은 압력이 없는 상태입니다. 더 정확하게는 거의 완전한 부재입니다. 절대 진공은 열역학의 이상 기체와 같은 근사치입니다. 재료 포인트역학에서.
물질의 농도에 따라 저진공, 중진공, 고진공으로 구분됩니다. 물리적 진공에 대한 최상의 근사치는 다음과 같습니다. 우주, 분자의 농도와 압력이 최소입니다.
압력은 시스템 상태의 주요 열역학적 매개변수입니다. 공기 또는 다른 가스의 압력은 기기뿐만 아니라 방정식, 공식 및 열역학 법칙을 사용하여 결정할 수 있습니다. 그리고 그것을 알아낼 시간이 없다면 학생 서비스는 압력을 결정하는 문제를 해결하는 데 도움이 될 것입니다.
스키를 탄 사람이 느슨한 눈에 떨어지지 않는 이유는 무엇입니까? 광폭 타이어를 장착한 자동차가 일반 타이어를 장착한 자동차보다 부양력이 더 높은 이유는 무엇입니까? 트랙터에 애벌레가 필요한 이유는 무엇입니까? 우리는 압력이라는 물리량을 알게 되면 이러한 질문에 대한 답을 찾을 수 있을 것입니다.
단단한 체압
힘이 신체의 한 지점이 아니라 여러 지점에 가해지면 신체의 표면에 작용합니다. 이 경우, 이 힘이 고체의 표면에 생성하는 압력에 대해 말합니다.
물리학에서 압력은 이 표면의 면적에 수직인 표면에 작용하는 힘의 비율과 수치적으로 동일한 물리량입니다.
피 = F/S ,
어디 아르 자형 - 압력; 에프 - 표면에 작용하는 힘; 에스 - 표면적.
따라서 압력은 수직면에 힘이 작용할 때 발생합니다. 압력의 크기는 이 힘의 크기에 따라 달라지며 이에 정비례합니다. 힘이 클수록 단위 면적당 생성되는 압력이 커집니다. 코끼리는 호랑이보다 무거워서 표면에 더 많은 압력을 가합니다. 자동차는 보행자보다 더 많은 힘으로 도로를 밀고 있습니다.
고체의 압력은 힘이 작용하는 표면적에 반비례합니다.
다리가 끊임없이 넘어지기 때문에 깊은 눈 속을 걷는 것이 어렵다는 것을 모두 알고 있습니다. 하지만 스키는 꽤 쉽습니다. 문제는 두 경우 모두 사람이 같은 힘, 즉 중력으로 눈에 작용한다는 것입니다. 그러나 이 힘은 다음과 같은 표면에 분산됩니다. 다른 지역. 스키의 표면적이 부츠 밑창의 면적보다 크기 때문에 이 경우 사람의 무게는 더 넓은 영역에 분산됩니다. 그리고 단위 면적당 작용하는 힘은 몇 배 더 작습니다. 따라서 스키 위에 서있는 사람은 눈에 덜 압력을 가하고 눈에 떨어지지 않습니다.
표면적을 변경하여 압력의 양을 늘리거나 줄일 수 있습니다.
하이킹을 갈 때 어깨에 가해지는 압력을 줄이기 위해 넓은 끈이 달린 배낭을 선택합니다.
지상에서 건물의 압력을 줄이려면 기초 면적을 늘리십시오.
타이어 트럭타이어보다 넓게 만들다 자동차지면에 더 적은 압력을 가하도록 합니다. 같은 이유로 트랙터나 탱크는 바퀴가 아닌 트랙에서 만들어집니다.
칼, 날, 가위, 바늘은 절단 또는 피어싱 부분의 가능한 가장 작은 영역을 갖도록 날카롭게 날카롭게됩니다. 그리고 작은 힘을 가해도 많은 압력이 가해집니다.
같은 이유로 자연은 동물에게 날카로운 이빨, 송곳니, 발톱을 제공했습니다.
압력 - 스칼라. 고체에서는 힘의 방향으로 전달됩니다.
힘의 단위는 뉴턴입니다. 면적 단위는 m 2 입니다. 따라서 압력의 단위는 N/m 2 입니다. 국제 단위계의 이 값은 SI라고 합니다. 파스칼 (Pa 또는 Ra). 그것은 프랑스 물리학자 Blaise Pascal을 기리기 위해 그 이름을 얻었습니다. 1파스칼의 압력은 1m 2 의 표면에 1뉴턴의 힘이 작용합니다.
1Pa = 1N/m2 .
다른 시스템은 bar, 분위기, mmHg와 같은 단위를 사용합니다. 미술. (수은 밀리미터) 등
액체의 압력
고체 체에서 압력이 힘의 방향으로 전달되면 액체와 기체에서는 파스칼의 법칙에 따라 " 액체나 기체에 가해지는 모든 압력은 변화 없이 모든 방향으로 전달됩니다. ».
실린더 형태의 좁은 튜브에 연결된 작은 구멍으로 볼을 액체로 채우자. 볼을 액체로 채우고 피스톤을 튜브에 삽입하고 움직이기 시작합시다. 피스톤은 액체 표면을 누릅니다. 이 압력은 유체의 모든 지점으로 전달됩니다. 액체가 공의 구멍에서 쏟아지기 시작합니다.
풍선에 연기를 채우면 같은 결과가 나타납니다. 이것은 가스에서 압력도 모든 방향으로 전달된다는 것을 의미합니다.
중력은 지구 표면의 다른 물체와 마찬가지로 액체에 작용합니다. 용기의 각 액체 층은 자체 무게로 압력을 생성합니다.
이것은 다음 실험에 의해 확인됩니다.
바닥에 고무 필름이 있는 대신 유리 용기에 물을 부으면 물의 무게로 인해 필름이 처집니다. 그리고 물이 많을수록 필름이 더 많이 구부러집니다. 이 용기에 물을 점차적으로 물이 채워진 다른 용기에 담그면 가라 앉으면서 필름이 곧게 펴집니다. 그리고 용기와 용기의 수위가 같으면 필름이 완전히 펴집니다.
같은 수준에서 액체의 압력은 동일합니다. 그러나 깊이가 증가함에 따라 분자가 증가하기 때문에 상층더 낮은 층의 분자에 압력을 가하십시오. 그리고 그것들은 차례로 더 낮은 층의 분자에 압력을 가합니다. 따라서 탱크의 가장 낮은 지점에서 압력이 가장 높습니다.
수심에서의 압력은 다음 공식에 의해 결정됩니다.
피 = ρ g h ,
어디 피 - 압력(Pa);
ρ - 액체 밀도 (kg / m3);
g - 자유낙하 가속도(9.81m/s);
시간 - 액체 기둥의 높이(m).
압력은 깊이에 따라 증가한다는 공식을 통해 알 수 있습니다. 잠수정이 바다에서 하강할수록 더 많은 압력을 받게 됩니다.
대기압
에반젤리스타 토리첼리
1638년에 투스카니 공작이 피렌체 정원을 아름다운 분수로 장식하기로 결정하지 않았다면 17세기에는 대기압이 발견되지 않았을 것이지만 그보다 훨씬 나중에 있었을지 누가 압니까? 우리는 이 발견이 우연히 이루어졌다고 말할 수 있습니다.
그 당시에는 아리스토텔레스가 말했듯이 "자연은 공허함을 용납하지 않기 때문에" 펌프의 피스톤 뒤로 물이 올라올 것이라고 믿었습니다. 그러나 이벤트는 성공하지 못했습니다. 분수의 물은 실제로 상승하여 결과 "공허함"을 채웠지만 10.3m 높이에서 멈췄습니다.
그들은 갈릴레오 갈릴레이에게 도움을 청했습니다. 그는 논리적인 설명을 찾을 수 없었기 때문에 학생들에게 다음과 같이 지시했습니다. 에반젤리스타 토리첼리그리고 빈첸조 비비아니실험을 수행합니다.
고장의 원인을 찾기 위해 갈릴레오의 학생들은 펌프 뒤에서 서로 다른 높이로 올라가는 액체가 다르다는 것을 알아냈습니다. 액체의 밀도가 높을수록 상승할 수 있는 높이가 낮아집니다. 수은의 밀도는 물의 13배이기 때문에 높이가 13배 더 낮을 수 있습니다. 따라서 그들은 실험에 수은을 사용했습니다.
1644년에 실험이 수행되었습니다. 유리관은 수은으로 채워져 있었다. 그런 다음 수은으로 채워진 용기에 던졌습니다. 얼마 후, 튜브의 수은 기둥이 상승했습니다. 그러나 그는 전체 튜브를 채우지 않았습니다. 수은 기둥 위에 빈 공간이 있었습니다. 그것은 나중에 "Torricellian void"라고 불렸다. 그러나 수은은 튜브에서 용기로 쏟아지지도 않았습니다. Torricelli는 수은이 압력을 가한다는 사실로 이것을 설명했습니다. 대기그리고 그것을 튜브에 보관합니다. 그리고 관 안의 수은 기둥의 높이는 이 압력의 크기를 보여줍니다. 이것은 처음으로 대기압을 측정한 것입니다.
지구의 대기는 중력에 의해 그 근처에 유지되는 공기 껍질입니다. 이 껍질을 구성하는 기체 분자는 끊임없이 무작위로 움직입니다. 중력의 영향으로 대기의 상층이 하층을 눌러 압축합니다. 지표면 근처의 가장 낮은 층이 가장 많이 압축됩니다. 따라서 압력이 가장 큽니다. 파스칼의 법칙에 따르면 이 압력을 모든 방향으로 전달합니다. 그것은 지구 표면에 있는 모든 것이 경험합니다. 이 압력을 기압 .
대기압은 공기층에 의해 생성되기 때문에 고도가 증가함에 따라 감소합니다. 높은 산은 산기슭보다 낮다고 알려져 있습니다. 그리고 지하 깊은 곳은 표면보다 훨씬 높습니다.
정상 대기압은 0 o C의 온도에서 760 mm 높이의 수은 기둥의 압력과 같은 압력입니다.
대기압 측정
대기의 밀도가 다르기 때문에 다른 높이, 대기압의 값은 공식에 의해 결정될 수 없습니다피 = ρ · g · 시간 . 따라서 이라는 특수 도구를 사용하여 결정됩니다. 기압계 .
액체 기압계와 아네로이드(비액체)를 구별하십시오. 액체 기압계의 작동은 대기압 하에서 액체 수위 기둥의 변화를 기반으로 합니다.
아네로이드는 주름진 금속으로 만들어진 밀봉된 용기로 내부에 진공이 생성됩니다. 용기는 기압이 상승하면 수축하고 낮아지면 곧게 펴집니다. 이러한 모든 변화는 스프링의 도움으로 화살표로 전달됩니다. 금속판. 화살표의 끝은 눈금을 따라 이동합니다.
기압계의 판독값을 변경하여 앞으로 날씨가 어떻게 변할지 추측할 수 있습니다. 기압이 상승하면 맑은 날씨를 기대할 수 있습니다. 그리고 내리면 흐리겠습니다.
다이빙 연습에서 우리는 종종 광범위한 값의 기계적, 정수압 및 가스 압력 계산을 접하게 됩니다. 측정된 압력 값에 따라 다른 단위가 사용됩니다.
SI 및 ISS 시스템에서 압력 단위는 파스칼(Pa)입니다., MKGSS 시스템에서 - kgf / cm 2 (기술적 분위기 - ~에서). 토라(mm Hg), atm(물리적 대기), m의 물은 압력의 비체계적 단위로 사용됩니다. Art., 영어 측정 - 파운드 / 인치 2. 서로 다른 압력 단위 간의 관계는 표 10.1에 나와 있습니다.
기계적 압력은 신체의 단위 표면적에 수직으로 작용하는 힘으로 측정됩니다.
어디서? p - 압력, kgf / cm 2;
F - 힘, kgf;
S - 면적, cm 2.
예 10.1.다이버가 한 발짝 내딛을 때(즉, 한 다리로 서 있을 때) 선박의 갑판과 수중 지면에 가하는 압력을 결정하십시오. 다이버의 장비 무게는 공중에서 180kgf, 수중에서 9kgf입니다. 잠수복 밑창의 면적은 360 cm 2로 간주됩니다. 결정. 1) (10.1)에 따라 다이빙 부츠에 의해 선박의 갑판에 전달되는 압력:
P \u003d 180/360 \u003d 0.5 kgf / cm
또는 SI 단위로
P \u003d 0.5 * 0.98.10 5 \u003d 49000Pa \u003d 49kPa.
표 10.1. 서로 다른 압력 단위 간의 관계
2) 잠수 갤러시가 수중 지면으로 전달되는 압력:
또는 SI 단위
P \u003d 0.025 * 0.98 * 10 5 \u003d 2460 Pa \u003d 2.46 kPa.
수압액체는 그것이 작용하는 표면에 수직인 모든 곳에서 깊이에 따라 증가하지만 수평면에서는 일정하게 유지됩니다.
액체의 표면이 외부 압력(예: 기압)을 겪지 않거나 이를 고려하지 않는 경우 액체 내부의 압력을 초과 압력이라고 합니다.
여기서 p는 액체 압력, kgf/cm 2 ;
p는 액체의 밀도, gf "s 4 / cm 2;
g - 자유낙하 가속도, cm/s 2 ;
와이- 비중액체, kg/cm3, kgf/l;
H - 깊이, m.
액체의 표면이 외부 압력을 받는 경우 액체 내부의 압력
대기압이 액체 표면에 작용하면 액체 내부의 압력을 절대 압력(즉, 0에서 측정된 압력 - 완전 진공):
어디서 B - 대기 (기압) 압력, mm Hg. 미술.
실제 계산에서 민물동의하기
Y \u003d l kgf / l 및 대기압 p 0 \u003d 1 kgf / cm 2 \u003d \u003d 10m의 물. Art., kgf / cm 2 단위의 초과 수압
그리고 절대 수압
예 10.2.기압이 765mmHg인 경우 수심 150m에서 다이버에게 작용하는 해수의 절대 압력을 구하십시오. Art., 해수의 비중은 1.024 kgf / l입니다.
결정.(10/4)에 의한 황소의 절대 압력
(10.6)에 따른 절대 압력의 추정값
에 이 예계산 오류가 3%를 초과하지 않기 때문에 계산을 위해 근사 공식(10.6)을 사용하는 것이 매우 타당합니다.
예 10.3.수중에 위치한 대기압 p a \u003d 1 kgf / cm 2 하에서 공기를 포함하는 중공 구조에서 물이 흐르기 시작하는 구멍이 형성되었습니다 (그림 10.1). 다이버가 손으로 이 구멍을 막으려 하면 어떤 압력을 받게 됩니까? "구멍의 단면이 10X10 cm 2 인 영역에서 구멍 위의 물 기둥 H의 높이는 50m입니다.
쌀. 9.20. 관측실 "Galeazzi": 1 - 눈; 2 - 케이블 반동 장치 및 케이블 절단; 3 - 전화 입력용 피팅; 4 - 해치 커버; 5 - 상부 현창; 6 - 고무 부착 링; 7 - 하부 현창; 8 - 카메라 본체; 9 - 압력 게이지가 있는 산소 실린더; 10 - 비상 안정기 반환 장치; 11 - 비상 안정기; 12 - 램프 케이블; 13 - 램프; 14 - 선풍기; 15-전화 마이크; 열여섯 - 축전지; 17 - 재생 작업 상자; 18 - 해치 커버 현창
결정. 지나친 압력(10.5)에 따른 구멍의 물
P \u003d 0.1-50 \u003d 5 kgf / cm 2.
(10.1)에서 다이버의 손에 가해지는 압력
F \u003d Sp \u003d 10 * 10 * 5 \u003d 500 kgf \u003d 0.5 tf.
다이빙 연습에 사용되는 용기의 치수를 고려할 때 무게를 고려하지 않으면 용기에 포함 된 가스의 압력이 고르게 분포되어 중요하지 않은 영향을 미칩니다. 일정한 질량의 기체의 압력 크기는 기체가 차지하는 부피와 온도에 따라 달라집니다.
일정한 온도에서 기체의 압력과 부피 사이의 관계는 다음 식에 의해 설정됩니다.
P 1 V 1 = P 2 V 2 (10.7)
어디서 p 1 및 p 2 - 초기 및 최종 절대 압력, kgf / cm 2;
V 1 및 V 2 - 가스의 초기 및 최종 부피, l. 일정한 부피에서 기체의 압력과 온도 사이의 관계는 다음 식으로 설정됩니다.
여기서 t 1 및 t 2는 초기 및 최종 가스 온도, °C입니다.
일정한 압력에서 기체의 부피와 온도 사이에는 유사한 관계가 존재합니다.
기체의 압력, 부피 및 온도 사이의 관계는 기체 상태의 결합 법칙에 의해 설정됩니다.
예 10.4.실린더의 용량은 40 l이고 압력계에 따른 기압은 150 kgf / cm 2입니다. 실린더의 자유 공기의 부피, 즉 부피가 1kgf / cm 2로 감소한 것을 결정하십시오.
결정.초기 절대 압력 p \u003d 150 + 1 \u003d 151 kgf / cm 2, 최종 p 2 \u003d 1 kgf / cm 2, 초기 부피 V 1 \u003d 40 l. (10.7)의 자유 공기량
예 10.5.온도가 17 ° C 인 방의 산소 실린더에있는 압력계는 200 kgf / cm 2의 압력을 보여주었습니다. 이 실린더는 데크로 옮겨져 다음날 -11 ° C의 온도에서 판독 값이 180 kgf / cm 2로 감소했습니다. 산소 누출이 의심되었습니다. 의심이 맞는지 확인하십시오.
결정.초기 절대 압력 p 2 \u003d 200 + 1 \u003d \u003d 201 kgf / cm 2, 최종 p 2 \u003d 180 + 1 \u003d 181 kgf / cm 2, 초기 온도 t 1 \u003d 17 ° C \, 최종 t u003d -11 ° C. (10.8)에서 추정된 최종 압력
실제 압력과 계산된 압력이 동일하기 때문에 의심은 근거가 없습니다.
예 10.6.수중 다이버는 40m의 잠수 압력으로 압축된 100l/min의 공기를 소비하고 자유 공기의 유량을 결정합니다(즉, 1kgf/cm2의 압력에서).
결정.(10.6)에 따른 침지 깊이에서의 초기 절대 압력
P 1 \u003d 0.1 * 40 \u003d 5 kgf / cm 2.
최종 절대 압력 P 2 \u003d 1 kgf / cm 2
초기 공기 흐름 Vi = 100 l/min.
(10.7)에 따른 자유 공기 흐름
실험을 해보자. 모서리에 4개의 못이 박힌 작은 판자를 가져와 끝이 위로 오도록 하여 모래 위에 놓으십시오. 우리는 그 위에 무게를 둡니다(그림 81). 못 머리가 모래에 약간만 눌러져 있음을 알 수 있습니다. 보드를 뒤집어 모래 위에 다시 (추와 함께) 올려 놓으면 이제 손톱이 훨씬 더 깊이 들어갈 것입니다 (그림 82). 두 경우 모두 보드의 무게는 같았지만 효과는 달랐습니다. 왜요? 고려 중인 경우의 전체적인 차이점은 못이 놓이는 표면적이 한 경우에는 더 크고 다른 경우에는 작았다는 것입니다. 결국, 처음에는 못의 머리가 모래에 닿았고 그 다음에는 그 끝이 닿았습니다.
우리는 충격의 결과가 신체가 표면을 누르는 힘뿐만 아니라 이 표면의 면적에도 의존한다는 것을 알 수 있습니다. 이런 이유로 스키를 타고 헐렁한 눈 위를 미끄러질 수 있는 사람이 스키를 벗는 즉시 미끄러져 넘어지는 것입니다(그림 83). 
하지만 지역만 그런 것은 아니다. 적용된 힘의 크기도 중요한 역할을 합니다. 예를 들어 같은 경우. 보드 (그림 81 참조)에 다른 무게를 넣으면 손톱 (같은 면적의 지지대를 가짐)이 모래 속으로 더 깊이 가라 앉을 것입니다.
표면에 수직으로 가해지는 힘을 압력의 힘이 표면에.
압력을 압력과 혼동해서는 안 됩니다. 압력- 이것은 주어진 표면에 적용된 압력과 이 표면의 면적의 비율과 같은 물리량입니다.
p - 압력, F - 압력 힘, S - 면적.
따라서 압력을 결정하려면 압력을 압력이 가해지는 표면적으로 나누어야 합니다.
같은 힘으로 지지 면적이 작을 때 압력이 더 커지고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 더 많은 지역지원, 더 적은 압력.
압력이 표면에 가해지는 물체의 무게인 경우(F = P = mg), 물체에 가해지는 압력은 다음 공식으로 구할 수 있습니다.
압력 p와 면적 S를 알면 압력 힘 F를 결정할 수 있습니다. 이렇게 하려면 압력에 면적을 곱해야 합니다.
F = pS(32.2)
압력력(다른 힘과 마찬가지로)은 뉴턴 단위로 측정됩니다. 압력은 파스칼로 측정됩니다. 파스칼(1 Pa)는 1 m 2 의 표면에 가해질 때 1 N의 압력이 생성하는 압력입니다.
1 Pa \u003d 1 N / m 2.
헥토파스칼(hPa) 및 킬로파스칼(kPa)과 같은 다른 압력 단위도 사용됩니다.
1hPa = 100Pa, 1kPa = 1000Pa.
1. 힘의 작용 결과가 이 힘이 작용하는 지지 영역에 따라 다르다는 것을 보여주는 예를 제시하십시오. 2. 스키어가 눈에 빠지지 않는 이유는 무엇입니까? 3. 날카로운 단추가 무딘 단추보다 나무에 더 쉽게 들어가는 이유는 무엇입니까? 4. 압력이란 무엇입니까? 5. 어떤 압력 단위를 알고 있습니까? 6. 압력과 압력의 차이점은 무엇입니까? 7. 압력과 힘이 가해지는 표면적을 알면서 압력을 어떻게 찾을 수 있습니까?
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