Зміна тиску з глибиною

Тиск в статичних рідинах залежить від їх властивостей, прискорення сили тяжіння і глибини.

завдання навчання

  • Виявити фактори, що характеризують тиск, що створюється статичними рідинами і газами.

Основні пункти

  • Гідростатичний тиск – тип тиску рідини в будь-якому місці простору всередині неї, коли вона не стискається і перебуває в стані спокою.
  • На тиск всередині рідини впливає її щільність, прискорення сили тяжіння і глибина всередині неї. Зростає лінійно зі збільшенням глибини.
  • Тиск в газі залежить від його температури, маси однієї молекули газу, прискорення сили тяжіння і висоти.

терміни

  • Нестисливий – не піддається стисненню.
  • Статична рівновага – фізичний стан, де всі компоненти системи перебувають в стані спокою, а чиста зовнішня сила прирівнюється до нуля.

Тиск визначається впливом сили на одиницю площі. Проте, якщо ми стикаємося з газами або рідинами, то набагато простіше сприймати такий тиск як міру енергії на одиницю площі і використовувати роботу (W = F · d).

Для рідин і газів тиск не впливає на конкретну точку або поверхню, а сприймається як міра енергії, прикладена до одиниці об’єму. Тиск в рідині або газі в стабільному стані – гідростатичний тиск. Тут воно буде однаковим в будь-якій точці. Відзначимо, що все описане нижче стосується лише нестискуваних рідин при статичному рівновазі.

Ця формула представляє тиск як кількість енергії на одиницю об’єму з його визначення як сили на одиницю площі

Тиск статичної рідини залежить від її щільності (?), глибини (h) і сили тяжіння (g). Якщо щільність постійна, то тиск зростає зі збільшенням глибини. Наприклад на глибині h1 ви будете відчувати половину тиску h2 (h2 = 2h1). Для більшості рідин площа може вважатися стабільною по всьому об’єму і практично для всіх можна прискорити гравітацію (g = 9.81 м / с2). Виходить, що тиск усередині рідини базується на глибині і збільшується з лінійною швидкістю.

Якщо ви застосовуєте це на практиці, то важливо розбиратися в тому, чи потрібно абсолютна або відносна тиск. Друга формула дає тиск, що створюється рідиною щодо атмосферного. Якщо ж вам потрібна абсолютна, то атмосферний додається до виключно тому тиску, що створюється рідиною.

Ця формула демонструє тиск як функцію глибини всередині несжимаемой статичної рідини. Тут ми бачимо, що тиск визначається як міра енергії на одиницю об’єму (? – щільність газу, g – прискорення під дією сили тяжіння, h – глибина в рідини)

Коли ми аналізуємо тиск в газах, доводиться підходити з іншого боку. Сила, що створює тиск, виникає з середньої кількості молекул, що охоплюють певну кількість простору за одиницю часу. Тому сила не виступає неперервним розподілом. Щоб обчислити тиск на певній глибині, треба використовувати барометричний тиск (p0 – тиск при h = 0, M – маса однієї молекули газу, g – прискорення сили тяжіння, k – постійна Больцмана, T – температура газу, h – висота або глибина всередині газу). Згодної 3-й формулою, газ нестисливий, а тиск виступає гидростатическим.

Впливає на тиск всередині газу сила не виступає безперервної, як це помітно у випадку з рідинами.

Ссылка на основную публикацию