Tekanan formula mutlak, bagaimana ia dikira, contoh, latihan

The tekanan mutlak Ia adalah yang diukur berbanding dengan kekosongan mutlak, jadi ia selalu menjadi jumlah yang positif. Ini masuk akal, kerana dalam vakum tidak ada masalah yang menimbulkan kekuatan, dan akibatnya tidak ada tekanan.

Sebaliknya, tekanan relatif sentiasa diukur dengan yang lain yang diambil sebagai rujukan, yang paling biasa yang menimbulkan jisim gas yang mengelilingi bumi: atmosfera kita, kerana kita selalu tertakluk kepadanya.

Rajah 1. Tekanan mutlak sentiasa diukur dengan vakum. Sumber: f. Zapata.

Atas sebab ini kebanyakan instrumen yang digunakan untuk mengukur tekanan, yang dipanggil Tolok tekanan, Mereka dikalibrasi sehingga sifar sepadan dengan tekanan atmosfera.

Tekanan atmosfera ditakrifkan sebagai daya per unit yang dikenakan oleh bumi.

Apabila menggunakan instrumen seperti meter tekanan untuk tayar, sebagai contoh, apa yang sebenarnya kita ukur adalah perbezaan antara tekanan tayar dan yang menimbulkan atmosfera. Walau bagaimanapun, terdapat juga instrumen untuk mengukur tekanan mutlak, Barometer.

Biarkan p_Ab Tekanan mutlak, p_Atm Tekanan atmosfera standard (di paras laut) dan p_lelaki  (atau dalam bahasa Inggeris p_Gage) Yang mengukur tolok tekanan, hubungan antara mereka adalah:

P_Ab = P_Atm + P_lelaki

[TOC]

Bagaimana tekanan mutlak dikira?

Oleh kerana barometer adalah instrumen yang mengukur tekanan mutlak, kadang -kadang dipanggil tekanan barometrik. Ia sangat mudah.

Boleh melayani anda: vektor melengkapkan: definisi, notasi, latihan

Harus dijelaskan bahawa tekanan atmosfera berbeza -beza mengikut tempat bumi di mana ia diukur, kerana ia bergantung kepada ketinggian, suhu dan keadaan iklim yang lain. Nilai standard p_Atm Di Pascal ia adalah 101325 Pa, yang normal bahawa ia berbeza -beza dalam julat 96000 hingga 105000 PA.

Jika mana -mana cecair mempunyai tekanan manometrik 65000 PA mengatakan, mengenai tekanan atmosfera, ini bermakna tekanan mutlaknya, mengikut persamaan sebelumnya:

P_Abs = 65000 + 101325 PA = 166325 PA.

- Pengukuran tekanan atmosfera

Tekanan atmosfera diukur dengan barometer, alat yang dicipta pada tahun 1643 oleh ahli fizik Itali dan pembantu Galileo, yang dipanggil penginjil Torricelli (1608-1647).

Dalam eksperimennya yang terkenal, Torricelli memenuhi tiub merkuri, panjang lebih besar daripada 762 mm dan menjaga salah satu hujungnya terbuka, membatalkannya pada bekas terbuka, juga penuh dengan merkuri.

Saintis mengamati bahawa lajur cecair selalu naik ke ketinggian h tertentu, meninggalkan vakum, kecuali kehadiran sedikit wap merkuri.

Ketinggian ini h adalah berkadar dengan tekanan p di dasar lajur cecair:

H = P/γ_Hg

Di mana γ_Hg Ia adalah berat spesifik merkuri, yang ditakrifkan sebagai berat per unit isipadu atau juga sebagai produk ketumpatan dengan pecutan graviti g. Tekanan atmosfera akan menjadi jumlah tekanan wap merkuri di bahagian atas tiub dan tekanan p, namun yang pertama sangat kecil sehingga dalam praktik p bertepatan dengan p_Atm.

Oleh itu:

H = p_Atm/γ_Hg → p_Atm = γ_Hg x h

Torricelli mendapati bahawa ketinggian lajur dikekalkan pada 760 mm, dan mengetahui bahawa ketumpatan merkuri adalah 13600 kg/m³ Dan pecutan graviti adalah 9.91 m/s², Diperoleh bahawa tekanan atmosfera bernilai:

Boleh melayani anda: mesin Carnot

P_Atm = γ_Hg x H = 13600 x 9.8 x 0.760 PA = 101293 PA.

- Unit untuk tekanan atmosfera

Nilai lain untuk tekanan atmosfera dalam unit yang berbeza adalah 1.013 Bar = 1013 Millibares = 14.70 lb/in² (pound per inci persegi atau psi, Unit Penggunaan Biasa di Negara -negara Bercakap Bahasa Inggeris).

Terdapat juga unit yang mengambil nilainya sebagai rujukan, yang dipanggil dengan tepat atmosfera, Jadi atmosfera 1 (disingkat Atm) bersamaan dengan 101293 pa.

Tekanan atmosfera juga boleh dinyatakan secara langsung dalam mm Hg, satu unit yang kini dikenali sebagai Torr, sebagai penghormatan kepada penginjil Torricelli.

Rajah 2. Barometer lajur Mercury. Sumber: Wikimedia Commons.

Ketinggian lajur merkuri berbeza mengikut tempat, oleh itu ia menghasilkan nilai yang berbeza p_Atm. Sebagai contoh, di beberapa bandar di Amerika Latin, terletak di ketinggian yang berbeza di atas paras laut:

-Mexico City: 585 mm

-Caracas: 674 mm

-Bogotá: 560 mm

-La Paz: 490 mm

Contoh

- Makhluk hidup di bumi disesuaikan dengan tekanan atmosfera, yang merupakan tekanan mutlak yang disebabkan oleh berat gas yang membentuk atmosfera. Oleh itu, walaupun kita tidak menganggapnya sebagai kekuatan di atas kita, tekanan ini wujud dan perlu untuk mengekalkan kehidupan seperti yang kita ketahui.

- Konsep tekanan mutlak terus digunakan semasa mengkaji suasana iklim dan daratan, serta reka bentuk barometer.

- Satu lagi contoh penggunaan tekanan mutlak adalah dalam menentukan ketinggian pesawat menggunakan altimeter. Oleh kerana tekanan atmosfera mengalami variasi dengan ketinggian, bukan idea yang baik untuk menjadikannya rujukan, jadi tekanan mutlak digunakan untuk memastikan ketepatan dalam langkah -langkah, sangat penting untuk keselamatan penerbangan.

Boleh melayani anda: Pembelahan bunyi: Apa, contoh, aplikasi

Latihan yang diselesaikan

- Latihan 1

Tolok tekanan menghubungkan ke kamera, membuang ukuran 24 kPa, di tempat di mana tekanan atmosfera adalah 92 kPa. Apakah tekanan mutlak kamera?

Penyelesaian

Data pernyataan mempunyai tekanan dalam kPa atau kilopascal. Pascal adalah unit yang agak kecil, jadi awalan kilo, mega dan giga adalah kerap. KPA bersamaan dengan 1000 PA, tetapi kerana kedua -dua data berada dalam unit yang sama, anda boleh menambah tanpa masalah dan pada akhirnya membuat penukaran kepada Pascal jika dikehendaki.

Menggunakan persamaan: P_Ab = P_Atm + P_lelaki Dan menggantikan nilai kekal:

P_Ab = 92 kPa + 24 kPa = 116 kPa = 116000 PA

- Latihan 2

Untuk kebanyakan aplikasi sehari -hari, seperti mengukur tekanan tayar atau pemampatan enjin, tahap rujukan tekanan 0 diambil sebagai tekanan atmosfera.

Oleh itu, apabila meter tekanan tayar menunjukkan nilai 32 psi, ia adalah tekanan relatif. Apakah tekanan mutlak dalam tayar dalam kes ini?

Rajah 3. Meter tekanan tayar mengukur tekanan berbanding tekanan atmosfera. Sumber: Pixabay.

Penyelesaian

Tekanan mutlak adalah jumlah nilai yang dibuang oleh meter tekanan dan tekanan atmosfera di tempat. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, unit PSI biasanya digunakan di negara -negara berbahasa Inggeris.

Mengambil nilai standard 14.7 psi, tekanan mutlak tayar adalah:

P_Abs = 32.0 psi + 14. 7 psi = 46.7 psi 46.7 lb/in²

Rujukan

1. Cimbala, c. 2006. Mekanik cecair, asas dan aplikasi. Mc. Graw Hill.
2. Mott, r.  2006. Mekanik cecair. Ke -4. Edisi. Pendidikan Pearson.
3. Quora. Apakah tekanan mutlak? Pulih dari: Quora.com
4. Duduk, a. 2006. Mekanik cecair, pengenalan fizikal. Alpha Omega.
5. Streeter, v. 1999. Mekanik cecair. McGraw Hill.
6. Zapata, f. Tekanan dan kedalaman. Pulih dari: Francesphysics.Blogspot.com.