Pressione idrostatica e sue caratteristiche

Cos'è la pressione idrostatica? Che caratteristiche ha e in quali unità viene misurata? Se ti piace esplorare le quantità fisiche, leggi audacemente l'articolo fino alla fine.

Idea generale della pressione idrostatica

La pressione idrostatica è la forza di pressione di una colonna d'acqua al di sopra di un determinato livello definito condizionatamente. La piena mobilità delle particelle di una goccia di liquido o di gas consente, a riposo, di trasferire ugualmente la pressione in tutte le direzioni. Quindi, la pressione agisce su qualsiasi parte dei piani, che limitano il fluido, quando si usa la forza P , che per le sue caratteristiche è proporzionale alla dimensione della superficie data o è diretta lungo la normale al suo lato. La pressione idrostatica si riferisce al rapporto tra Pw , in altre parole, questa pressione creata da p sulla superficie è uguale all'unità.

Di conseguenza, otteniamo un'equazione abbastanza semplice P = pw , che consente di calcolare con precisione la pressione su una superficie specifica di qualcosa, come una nave, goccioline di gas o liquidi, che si trovano in condizioni che creano una pressione molto piccola rispetto a ciò che viene trasmesso all'esterno. Praticamente ogni caso di pressione del gas e calcoli può essere attribuito a questo aspetto dei fenomeni. pressione dell'acqua situato in una pressa idraulica o batteria.

Blaise Pascal scoprì e descrisse questa proprietà fluida nel 1653, ma Simon Stevin conosceva e usava questo concetto un po 'prima.

specie

Tipi di pressione idrostatica:

• Assoluta, o completa, è la pressione in corrispondenza di qualsiasi punto presa arbitrariamente o sezione liquida uguale alla forza esterna della pressione sulla sua superficie libera P ₀ e piegata con la colonna di pressione del liquido pgh. La base della pressione del liquido in questo caso è uguale all'unità di misura dell'area e l'altezza corrisponde alla profondità a cui è immerso il punto o la sezione del liquido:

P = P ₀ + pgh

• Il tipo di pressione manometrica o in eccesso è l'entità della differenza tra la pressione atmosferica e la pressione idrostatica assoluta. Caratterizza il livello di eccesso rispetto a quello atmosferico:

P _abs = P _atm + P _g

P _g = P _abs - P _atm

• Il grado di differenza tra la pressione del tipo atmosferico e assoluto è chiamato misurazione del vuoto. Il suo ruolo è quello di indicare la mancanza di pressione a livello atmosferico.

Metodi per il calcolo della pressione nei liquidi

La pressione idrostatica è presente in qualsiasi liquido ed è causata dal peso della sostanza p = G / S = mg / S. È noto che m = pV, quindi p = pgV / S, e tenendo conto del fatto che V = Sh, otteniamo la seguente formula:

p = pgh .

L'indice di densità del liquido p dipende direttamente dal livello di temperatura. Per i calcoli che richiedono una precisione incredibile, utilizzare una formula speciale. La pressione idrostatica è anche chiamata la somma della forza di pressione, che è determinata dal peso della colonna liquida e dalla pressione del pistone.

Unità di misura

La pressione idrostatica, come altri valori, ha una certa unità di misura. In pratica, è misurato in kg / cm ² . Se la pressione è molto grande, allora può essere espressa usando atmosfere, dove 1 atmosfera è uguale a una pressione di 76 cm Hg. Art. a temperatura zero, nelle condizioni di latitudine, dove УСТ = 0,0634 kg per 1 cm ² è uguale a 6,21 · 10 ⁶ dyne per superficie 1 cm ² . Quindi, otteniamo 1 atmosfera pari a 1,0333 kg / cm ² , cioè 1,0135 · 106 din per 1 cm ² per l'indice di latitudine di Parigi. E anche la pressione idrostatica può essere misurata usando il suo paradosso.

Il paradosso della natura idrostatica e la connessione con la legge di Pascal

La pressione idrostatica e le sue proprietà possono variare, il che è associato ai tentativi di eseguire calcoli sulla forza di una pressione in determinate circostanze. È più difficile eseguire calcoli se è necessario conoscere la forza di pressione esercitata sulle pareti non orizzontali della nave. La causa della pressione qui è il peso della colonna liquida con una particella infinitamente piccola alla base, che viene visualizzata sulla superficie. L'altezza è la distanza verticale di tutte queste particelle dalla superficie liquida libera. Queste distanze non saranno costanti per le pareti laterali. Qui è necessario utilizzare, sommando le pareti laterali, le regole dei calcoli integrali, la pressione è appoggiata su qualsiasi elemento che si trova in una posizione orizzontale. Tenendo conto di quanto sopra, otteniamo la regola per cui la pressione di liquidi pesanti su qualsiasi parete piana corrisponde al peso di una colonna liquida avente come base una superficie di questa parete, e l'altezza è la distanza verticale del suo centro di gravità lontana dalla superficie libera del tipo liquido. Da ciò consegue che la pressione sul fondo della nave dipende solo dalla dimensione della sua superficie, dall'altezza del livello del liquido versato nella nave stessa e dall'indice di densità, ma la forma della nave non influenza la pressione. Questo fenomeno è chiamato il paradosso idrostatico.

Questo paradosso è stato dimostrato da Pascal in esperimenti con le navi che si espandono su e giù. Nella prima nave, il sovrappeso dei liquidi era sostenuto dalle pareti laterali ed era trasmesso dalle pareti, senza agire sul fondo. E nella seconda nave, la pressione agiva sulle pareti laterali dal basso verso l'alto e, di conseguenza, alleggeriva il peso di una quantità pari alla mancanza di liquido.

Riassumendo

In generale, la pressione idrostatica è una caratteristica importante dei liquidi utilizzati dall'uomo in una varietà di calcoli e quando si lavora con vari dispositivi, come le pompe. Questo valore ha alcune peculiarità, rivelate nel paradosso della pressione idrostatica. È presentato in tre forme e ha una sua unità di misura.