Fformiwla ar gyfer aer, anwedd, hylif neu bwysedd cadarn. Sut i ddod o hyd i'r pwysau (fformiwla)?

Mae pwysedd yn swm corfforol sy'n chwarae rôl arbennig mewn bywyd a bywyd dynol. Mae'r ffenomen anweledig hon nid yn unig yn effeithio ar gyflwr yr amgylchedd, ond mae pawb hefyd yn teimlo'n dda iawn. Gadewch i ni nodi beth ydyw, pa fathau ohono sy'n bodoli a sut i ddod o hyd i'r pwysau (fformiwla) mewn gwahanol amgylcheddau.

Yr hyn a elwir yn bwysau mewn ffiseg a chemeg

Mae'r term hwn yn cyfeirio at swm thermodynamig pwysig, a fynegir yn y gymhareb o rym perpendicwlar y pwysau a gymhwysir i'r arwynebedd y mae'n gweithredu arno. Nid yw'r ffenomen hon yn dibynnu ar faint y system y mae'n gweithredu ynddi, felly mae'n cyfeirio at symiau dwys.

Mewn cyflwr cydbwysedd, yn ôl cyfraith Pascal, mae'r pwysau yr un peth ar gyfer pob pwynt yn y system.

Mewn ffiseg a chemeg, nodir hyn gan y llythyr "P", sef byrfodd ar gyfer enw Lladin y term - pressūra.

Os ydym yn sôn am bwysedd osmotig hylif (cydbwysedd rhwng pwysau y tu mewn a'r tu allan i'r gell), defnyddir y llythyr "P".

Unedau o bwysau

Yn ôl safonau'r system Rhyngwladol OS, mae'r ffenomen ffisegol dan ystyriaeth yn cael ei fesur mewn pascals (Cyrillic - Pa, Latin - Ra).

Yn seiliedig ar y fformiwla pwysau, mae'n ymddangos bod un Pa yn hafal i un H (newton - uned o rym) wedi'i rannu gan un metr sgwâr (uned ardal).

Fodd bynnag, yn ymarferol mae'n anodd defnyddio pascal, gan fod yr uned hon yn fach iawn. Yn hyn o beth, yn ogystal â safonau'r system OS, gellir mesur y gwerth hwn mewn ffordd wahanol.

Isod mae'r analogau mwyaf enwog. Mae'r rhan fwyaf ohonynt yn cael eu defnyddio'n eang yn ehangiadau'r hen Undeb Sofietaidd Unedig.

• Bariau . Mae un bar yn gyfartal â 105 Pa.
• Torr, neu filimedr mercwri. Mae tua un torr yn cyfateb i 133, 3223684 Pa.
• Millimedr o golofn dŵr.
• Mesuryddion colofn dŵr.
• Atmosffer technegol.
• Atmosfferiau corfforol. Un atm yw 101 325 Pa a 1.033233 yn.
• Cilogram-heddlu fesul centimedr sgwâr. Hefyd, mae grym tunnell a gram-rym. Heblaw hyn, mae analog o bunnoedd o bunnoedd fesul modfedd sgwâr.

Fformiwla gyffredinol pwysau (ffiseg y 7fed gradd)

O'r diffiniad o swm corfforol penodol, gallwch benderfynu ar y ffordd y darganfyddir. Mae'n edrych fel hyn yn y llun isod.

Yn y fan honno, F yw'r grym, ac S yw'r ardal. Mewn geiriau eraill, y fformiwla ar gyfer dod o hyd i'r pwysau yw ei rym wedi'i rannu gan yr arwynebedd y mae'n gweithredu arno.

Gellir ei ysgrifennu hefyd fel P = mg / S neu P = pVg / S. Felly, mae'r swm ffisegol hwn yn gysylltiedig â newidynnau thermodynamig eraill: cyfaint a màs.

Mae'r egwyddor ganlynol yn berthnasol i bwysau: y lleiaf y mae'r gofod wedi'i ddylanwadu gan yr heddlu, y mwyaf yw'r swm o rym pwyso a gymerir. Os, fodd bynnag, mae'r ardal yn cynyddu (ar gyfer yr un cryfder), mae'r gwerth a ddymunir yn gostwng.

Y fformiwla pwysedd hydrostatig

Mae cyflwr gwahanol sylweddau, yn darparu ar gyfer presenoldeb gwahanol eiddo oddi wrth ei gilydd. Yn dilyn hyn, bydd y dulliau o bennu P ynddynt hefyd yn wahanol.

Er enghraifft, mae'r fformiwla ar gyfer pwysedd dŵr (hydrostatig) yn edrych fel hyn: P = pgh. Mae hefyd yn berthnasol i nwyon. Fodd bynnag, ni ellir ei ddefnyddio i gyfrifo pwysau atmosfferig, oherwydd y gwahaniaeth mewn uchder a dwyseddau aer.

Yn y fformiwla hon, p yw'r dwysedd, g yw'r cyflymiad o ganlyniad i ddisgyrchiant, a h yw'r uchder. Yn dilyn hyn, mae'r dyfnach neu'r gwrthrych yn ddyfnach, yn uwch y pwysau a roddir arno y tu mewn i'r hylif (nwy).

Mae'r amrywiad a ystyrir yn addasiad o'r enghraifft glasurol P = F / S.

Os cofiwn fod yr heddlu yn gyfartal â deilliant y màs trwy gyflymder cwymp rhydd (F = mg), a màs yr hylif yw deilliad y gyfaint gan y dwysedd (m = pV), yna gellir ysgrifennu'r fformiwla fel P = pVg / S. Ardal wedi'i luosi â uchder (V = Sh).

Os byddwch yn mewnosod y data hyn, mae'n ymddangos y gellir byrhau'r ardal yn y rhifiadur a'r enwadur ac mae'r fformiwla uchod yn allbwn yn yr allbwn: P = pgh.

O ystyried y pwysau mewn hylifau, mae'n werth cofio, mewn cyferbyniad â solidau, yn aml mae'n bosib iddynt dorri'r haen arwyneb. Ac mae hyn, yn ei dro, yn cyfrannu at ffurfio pwysau ychwanegol.

Ar gyfer sefyllfaoedd o'r fath, defnyddir fformiwla pwysau ychydig yn wahanol: P = P ₀ + 2QH. Yn yr achos hwn, P ₀ yw pwysedd yr haen nad yw'n grwm, ac Q yw wyneb y tensiwn hylif. H yw cromlin gyfartalog yr arwyneb, a bennir gan gyfraith Laplace: H = 1 (1 / R ₁ + 1 / R ₂ ). Cydrannau R ₁ a R ₂ yw radii y prif gylfiniad.

Y pwysedd rhannol a'i fformiwla

Er bod y dull P = pgh yn berthnasol i hylifau a nwyon, mae'n well cyfrifo'r pwysau yn yr olaf mewn ffordd ychydig yn wahanol.

Y ffaith yw nad yw natur, fel rheol, yn hollol aml yn cael sylweddau hollol pur, ar ôl pob cymysgedd yn bennaf ynddi. Ac mae hyn yn berthnasol nid yn unig i hylifau, ond hefyd i nwyon. Fel y gwyddoch, mae pob un o'r cydrannau hyn yn gwneud pwysau gwahanol, a elwir yn rhannol.

I'i ddiffinio mae'n eithaf syml. Mae'n gyfartal â swm pwysau pob elfen o'r cymysgedd dan ystyriaeth (nwy delfrydol).

Mae'n dilyn bod y fformiwla pwysedd rhannol yn edrych fel hyn: P = P ₁ + P ₂ + P ₃ ... ac yn y blaen, yn ôl nifer y cydrannau cyfansoddol.

Yn aml mae achosion pan fo angen penderfynu pwyso'r aer. Fodd bynnag, mae rhai yn gwneud cyfrifiadau yn unig gydag ocsigen yn ôl y cynllun P = pgh. Ond mae aer yn gymysgedd o wahanol nwyon. Mae'n cynnwys nitrogen, argon, ocsigen a sylweddau eraill. Yn seiliedig ar y sefyllfa bresennol, y fformiwla pwysedd aer yw swm pwysau ei holl gydrannau. Felly, dylech gymryd y P = P ₁ + P ₂ + P3 uchod ...

Y dyfeisiau mwyaf cyffredin ar gyfer mesur pwysau

Er gwaethaf y ffaith nad yw'n anodd cyfrifo'r swm thermodynamig dan ystyriaeth gan y fformiwlāu uchod, weithiau nid oes amser i gyfrifo. Wedi'r cyfan, mae'n rhaid i chi bob amser ystyried y nifer o naws. Felly, er hwylustod ers sawl canrif, datblygwyd nifer o offerynnau sy'n ei gwneud yn lle pobl.

Mewn gwirionedd, mae bron pob un o'r dyfeisiau hyn yn fathau o manomedr (mae'n helpu i benderfynu ar y pwysau mewn nwyon a hylifau). Ar yr un pryd, maent yn wahanol mewn dyluniad, cywirdeb a chwmpas.

• Caiff pwysedd atmosfferig ei fesur gan ddefnyddio mesurydd pwysau o'r enw baromedr. Os oes angen penderfynu ar y rhyddhad (hynny yw, y pwysau islaw pwysau atmosfferig), defnyddir math arall o fesur gwactod.
• Er mwyn gwybod y pwysedd gwaed mewn person, defnyddir sphygmomanometer. Mae'r rhan fwyaf ohono'n cael ei adnabod yn well fel tonomed di-ymledol. Mae dyfeisiau o'r fath yn amryw o fathau: o fecaniwm mecanyddol i ddigidol llawn awtomatig. Mae eu cywirdeb yn dibynnu ar y deunyddiau y maen nhw'n cael eu gwneud ac o'r man mesur.
• Penderfynir ar bwysau gwahaniaethol yn yr amgylchedd (yn Saesneg - gollyngiad pwysau) gan ddefnyddio mesuryddion pwysau gwahaniaethol neu fesuryddion gwahaniaethol (na ddylid eu drysu â dynamometryddion).

Mathau o bwysau

O ystyried y pwysau, y fformiwla ar gyfer ei leoliad a'i amrywiadau ar gyfer gwahanol sylweddau, mae'n werth dysgu am y mathau o'r maint hwn. Mae pump.

• Absolwt.
• Barometrig
• Gormodol.
• Mesur gwactod.
• Gwahaniaethol.

Absolwt

Dyma'r cyfanswm pwysau, o dan y mae'r sylwedd neu'r gwrthrych wedi'i leoli, heb ystyried dylanwad cyfansoddion gaseusol eraill yr atmosffer.

Fe'i mesurir mewn pascals ac mae'n swm pwysau gormodol ac atmosfferig. Mae hefyd yn wahaniaeth yn y matrics barometrig a matrics metrig.

Fe'i cyfrifir yn ôl y fformiwla P = P ₂ + P ₃ neu P = P ₂ - P ₄ .

Ar gyfer y pwynt cyfeirio ar gyfer pwysau absoliwt yn amodau'r blaned Ddaear, cymerir pwysau y tu mewn i'r tanc, y mae aer yn cael ei ddileu (hynny yw, gwactod clasurol).

Dim ond y math hwn o bwysau sy'n cael ei ddefnyddio yn y rhan fwyaf o fformiwlâu thermodynamig.

Barometrig

Mae'r term hwn yn cyfeirio at bwysau yr atmosffer (disgyrchiant) ar bob gwrthrychau a gwrthrychau a geir ynddo, gan gynnwys wyneb y Ddaear yn uniongyrchol. Mae'r rhan fwyaf ohono hefyd yn cael ei alw'n atmosfferig.

Fe'i hystyrir fel paramedr thermodynamig, ac mae ei faint yn amrywio o ran y lle a'r amser mesur, yn ogystal â'r tywydd a'r lleoliad uwchlaw / islaw lefel y môr.

Mae maint y pwysedd barometrig yn gyfartal â modiwlaidd rym yr atmosffer mewn ardal uned ar hyd ei arfer.

Mewn awyrgylch sefydlog, mae maint y ffenomen ffisegol hon yn hafal i bwysau'r golofn aer ar y gwaelod gydag ardal sy'n gyfartal ag un.

Y pwysedd barometrig yw 101 325 Pa (760 mm Hg ar 0 gradd Celsius). Yn yr achos hwn, yn uwch, mae'r gwrthrych yn dod o wyneb y Ddaear, yr isaf yw'r pwysau ar yr awyr. Ar ôl pob 8 km mae'n llai na 100 Pa.

Oherwydd yr eiddo hwn yn y mynyddoedd, mae'r dŵr yn y cytelli yn nodio llawer cyflymach na'r tai ar y stôf. Y ffaith yw bod y pwysau'n effeithio ar y berwi: gyda'i ostyngiad, mae'r olaf yn lleihau. Ac i'r gwrthwyneb. Ar yr eiddo hwn, adeiladir gwaith cyfarpar cegin o'r fath fel popty pwysau ac awtoclaf. Mae cynyddu'r pwysau y tu mewn iddynt yn cyfrannu at ffurfio llongau yn y cychod o dymheredd uwch nag mewn potiau cyffredin ar y stôf.

Defnyddir y fformiwla uchder barometrig i gyfrifo pwysau atmosfferig. Mae'n edrych fel hyn yn y llun isod.

P yw'r gwerth gofynnol ar uchder, P ₀ yw'r dwysedd aer ger yr wyneb, g yw'r cyflymiad cwymp rhad ac am ddim, h yw'r uchder uwchben y Ddaear, m yw màs molar y nwy, m yw tymheredd y system, r yw'r cyson nwy cyffredinol 8,3144598 J / ( Mole x K), ac e yw rhif Eicler sy'n hafal i 2.71828.

Yn aml yn y fformiwla pwysau atmosfferig uchod, yn hytrach na R, K yw'r cyson Boltzmann. Trwy ei gynnyrch ar y rhif Avogadro, mynegir cyson nwy cyffredinol yn aml. Mae'n fwy cyfleus ar gyfer cyfrifiadau pan roddir nifer y gronynnau mewn moles.

Wrth gyflawni cyfrifiadau, mae'n werth ystyried y posibilrwydd o newid tymheredd yr aer o ganlyniad i newid yn y sefyllfa feteorolegol neu wrth ddringo dros lefel y môr, yn ogystal â lledred daearyddol.

Gormodol a gwactod

Gelwir y gwahaniaeth rhwng pwysau amgylchynol atmosfferig a mesur wedi'i orchuddio. Yn dibynnu ar y canlyniad, mae enw'r newidyn yn newid.

Os yw'n gadarnhaol, fe'i gelwir yn bwysau mesur.

Os yw'r canlyniad a geir gyda'r arwydd minws yn cael ei alw'n fesur gwactod. Mae'n werth cofio na all fod yn fwy barometrig.

Gwahaniaethol

Y gwerth hwn yw'r gwahaniaeth mewn pwysau ar wahanol bwyntiau yn y mesuriad. Yn nodweddiadol, fe'i defnyddir i bennu'r pwysau pwysau ar unrhyw offer. Mae hyn yn arbennig o wir yn y diwydiant olew.

Ar ôl ymdrin â'r ffaith bod y maint thermodynamig yn cael ei alw'n bwysau a chan ba fformiwlâu y gellir dod o hyd iddo, gallwn ddod i'r casgliad bod y ffenomen hon yn bwysig iawn, ac felly ni fydd gwybodaeth amdano byth yn ormodol.