Formula tekanan relatif, bagaimana ia dikira, contoh, senaman

The Presirelatif Ón Ia adalah apa yang diukur dengan nilai tertentu atau Datum, yang biasanya tekanan atmosfera di paras laut (tekanan atmosfera standard). Ini sesuai kerana sebahagian besar pengukuran tekanan dijalankan di bawah lapisan gas yang membentuk atmosfera, yang memberi tekanan mereka sendiri.

Sebaliknya, tekanan mutlak diukur dengan jumlah vakum, di mana tidak ada molekul berinteraksi. Dalam bekas di mana vakum telah dibuat, tidak ada zarah yang bertindak dari dalam di dinding atau objek di dalamnya.

Rajah 1. Untuk mengukur tekanan relatif tolok tekanan digunakan seperti ini. Sumber: Wikimedia Commons.

Tekanan yang diukur mungkin melebihi atau di bawah tekanan atmosfera. Dalam kes pertama terdapat perbincangan mengenai Tekanan tolok Dan di tempat kedua tekanan vakum.

Biasanya tekanan yang diukur setiap hari dalam tayar dan tekanan darah, adalah tekanan relatif, sementara ketika tekanan atmosfera diukur oleh barometer, ia adalah tekanan mutlak.

[TOC]

Formula tekanan relatif

Tekanan relatif menjadi perbezaan antara tekanan mutlak p_Abs dan tekanan atmosfera p_Atm, Ia adalah tekanan pembezaan atau perbezaan tekanan. Pada tekanan relatif p_Rel Ia dikenali dalam bahasa Inggeris sebagai Tekanan tolok P_g Dan ia diberikan oleh hubungan:

P_Abs = P_Atm + P_g

P_Rel = P_Abs - P_Atm

Untuk tekanan, Pascal digunakan sebagai unit ukuran sistem unit antarabangsa, tanpa mengira sama ada tekanan mutlak atau tekanan relatif.

Pascal bersamaan dengan daya yang dikenakan oleh 1 Newton di kawasan 1 m², Tetapi unit lain sering digunakan, seperti merkuri, air, unit Anglo -saxon seperti psi dan lain lain.

Boleh melayani anda: 31 jenis daya dalam fizik dan ciri mereka

Bagaimana tekanan relatif dikira?

Jika tekanan mutlak diketahui pada satu titik dan tekanan atmosfera standard, tekanan relatif adalah penolakan antara kedua -duanya.

Sebagai contoh, katakan tekanan mutlak dalam sistem tertentu ialah 305 kPa. Mengetahui bahawa tekanan atmosfera standard adalah 101.3 kPa, tekanan relatif ialah:

P_g = P_Abs - P_Atm = 305 - 101.3 kPa = 203.7 kPa

KPA atau Kilopascal adalah seribu kali lebih besar daripada Pascal. Ia digunakan lebih kerap, kerana nilai tekanan berada dalam urutan ribuan pascal. Berat epal adalah kira -kira 1 Newton dan Pascional bersamaan dengan daya ini yang diedarkan di dataran sampingan 1 meter. Gandaan lain seperti Megapascal (1 mpa = 1 x 10⁶ Pa) atau Gigapascal (1 GPa = 1x 10⁹ PA).

Tekanan contohnya adalah manometrik, kerana ia berada di atas tekanan atmosfera, tetapi terdapat tekanan mutlak di bawah ini. Sebagai contoh, jika gas dalam bekas mempunyai tekanan mutlak 50 kPa, tekanan relatifnya adalah tekanan vakum yang menghasilkan sedutan:

P_g = P_Abs - P_Atm = 50 - 101.3 kPa = -51.3 kPa

Dalam contoh -contoh ini tekanan atmosfera standard digunakan, iaitu tekanan di paras laut. Tetapi jika lebih ketepatan diperlukan dalam pengiraan, tekanan atmosfera tempatan boleh digunakan, yang mungkin berbeza dari 101.3 kPa, kerana ia bergantung kepada ketinggian dan keadaan geografi lain.

Dalam teks biasanya tekanan yang diberikan adalah relatif, dan jika diperlukan untuk bekerja dengan tekanan mutlak, ini dibezakan dengan penggunaan langganan untuk mengelakkan kekeliruan.

Boleh melayani anda: matahari

Variasi tekanan dengan kedalaman

Pada setiap titik di dalam cecair seperti air ada tekanan. Dengan mengandaikan bahawa air tidak dapat dikompresikan, jadi ketumpatannya tetap malar dan tekanan berbeza secara menegak.

Ia boleh diperiksa dengan mengambil sebahagian kecil cecair dalam bentuk cakera tebal Dy yang berehat di tengah -tengah jisim cecair.

Rajah 2. Sebahagian kecil cecair berbentuk cakera, dalam keseimbangan statik. Sumber: f. Zapata.

Daya di tepi bulat cakera dibatalkan oleh rakan sebaya, tetapi bukan kuasa yang dikenakan oleh jisim cecair di atas dan di bawah cakera: F₁ dan F₂. Di samping itu, perlu mempertimbangkan berat cakera bendalirW Dalam undang -undang kedua Newton:

Σf_dan = F₂ - F₁ - W = 0

Daya ini dapat dinyatakan dari segi tekanan, yang merupakan daya tegak lurus bagi setiap unit kawasan. Dengan cara ini kita mempunyai tekanan p, yang dihasilkan oleh daya F₁:

F₁ = P. Ke

Di mana A adalah kawasan bulat cakera. Begitu juga:

F₂ = (P + dp). Ke

Dengan p + dp tekanan pada kedalaman dan + dy. Beratnya adalah dw = dm . G:

(P + dp). A - p. A - DM . G = 0

Ketumpatan bendalir adalah ρ = dm/ dv, dengan dv jumlah cakera bendalir, yang diberikan oleh a.Dy. Cara ini:

(P + dp). A - p. A - ρa.Dy .G = 0

Persamaan yang diperolehi dipermudahkan untuk:

Dp - ρgdy = 0 → dp = ρgdy

Mengintegrasikan kedua belah pihak dari dan₁ hingga y₂:

= P₂ - P₁ = ρg (dan₂ - dan₁)

Istilah p₂ - P₁ Ia adalah perbezaan tekanan atau tekanan pembezaan. Sekiranya kita ingin mengetahui tekanan di titik koordinat menegak dan, kita lakukan dan₁ = 0, dan₂ = y dan P_{Sama ada} = P_Atm. Dengan ini kita akan mempunyai tekanan berbanding kedalaman ini, yang hanya bergantung pada kedalaman dan:

Boleh melayani anda: galaksi yang tidak teratur: pembentukan, ciri, jenis, contoh

P₂ - P_Atm = ρgy ⇒ p_Rel = ρgy

Contoh tekanan relatif

Tekanan di bahagian bawah kolam

Kita semua mengalami tekanan yang dirasakan dengan merendam diri kita di kolam renang atau di laut. Apakah tekanan relatif yang dirasakan dengan tenggelam di kolam air tawar di 5 meter dalam? Menggunakan ungkapan sebelumnya, dan mengetahui bahawa ketumpatan air tawar adalah 1000 kg/m³, Dengan g = 9.81 m/s² Tekanan relatif ialah:

P_Rel = ρgy = 1000 x 9.81 x 5 pa = 49050 Pa.

Tekanan pada tayar

Tayar kenderaan biasanya mengalami tekanan 32 psi. Ini adalah tekanan relatif atau manometrik dalam pound per inci persegi, unit yang digunakan di negara -negara berbahasa Inggeris. Banyak manometer ditentukur di unit ini. 32 psi sama dengan 220632 pa o 220 kPa.

Latihan diselesaikan

Sebuah tangki mengandungi petrol dan gliserin, dua cecair yang tidak boleh dicampur (jangan bercampur) pada ketinggian yang ditunjukkan. Apakah tekanan manometrik di bahagian bawah tangki? Berat tertentu dilampirkan, dilambangkan dengan huruf Yunani γ, setiap cecair:

γ_gas = 45.3 lb/ft³

γ_Gly = 78.7 lb/ft³

Rajah 3. Tangki penuh dengan dua cecair yang tidak dapat dipisahkan. Sumber: Hibbeler, r. Mekanik cecair.

Penyelesaian

Berat spesifik γ cecair adalah hasil ketumpatannya disebabkan oleh pecutan graviti, oleh itu persamaan tekanan relatif dapat dinyatakan seperti berikut:

P_Rel = γ.dan

Tekanan relatif di bahagian bawah tangki adalah disebabkan oleh kedua -dua berat lajur gliserin dan petrol dan bebas daripada bentuk tangki:

P_Rel = γ_gas . dan_Ab + γ_Gly . dan_BC = (45.3 x 2 + 78.7 x 3) lb/ft² = 326.7 lb/ft²

Rujukan

1. Cimbala, c. 2006. Mekanik cecair, asas dan aplikasi. Mc. Graw Hill.
2. Hibbeler, R. 2015. Mekanik cecair. 1st. Ed. Pearson.
3. Mott, r.  2006. Mekanik cecair. Ke -4. Edisi. Pendidikan Pearson.
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.