Absolutt formeltrykk, hvordan det beregnes, eksempler, øvelser

De Absolutt trykk Det er den som måles sammenlignet med den absolutte tomheten, så det er alltid en positiv mengde. Dette er fornuftig, siden det i et vakuum er uansett som utøver styrke, og følgelig er det ikke noe press.

På den annen side måles det relative trykket alltid med hensyn til en annen som blir tatt som en referanse, og er det mest vanlige som utøver den gassformige massen som omgir jorden: vår atmosfære, siden vi alltid er underlagt den.

Figur 1. Absolutt trykk måles alltid med hensyn til vakuum. Kilde: f. Zapata.

Av denne grunn de fleste av instrumentene som ble brukt til å måle trykk, kalt trykkmålere, De er kalibrert slik at null tilsvarer nettopp slikt atmosfæretrykk.

Atmosfærisk trykk er definert som kraften per enhetsareal utøvd av jorden.

Når du bruker instrumenter som en trykkmåler for dekk, for eksempel, er det vi faktisk måler forskjellen mellom dekktrykket og den som utøver atmosfæren. Imidlertid er det også instrumenter for å måle absolutt trykk, barometre.

La s_AB Det absolutte trykket, s_ATM Standard atmosfærisk trykk (ved havnivå) og P_Mann  (eller på engelsk s_vurdere) Den som måler trykkmåleren, forholdet mellom dem er:

P_AB = S_ATM + P_Mann

[TOC]

Hvordan beregnes absolutt trykk?

Siden barometrene er instrumentene som måler det absolutte presset, kalles det noen ganger barometrisk trykk. Det er veldig enkelt.

Kan tjene deg: Equipocent Vectors: Definisjon, notasjon, øvelser

Det skal avklares at atmosfæretrykk varierer i henhold til jordens sted der det måles, siden det er avhengig av høyde, temperatur og andre klimatiske forhold. Standardverdien på P_ATM I Pascal er det 101325 PA, og er normal at det varierer i området 96000 til 105000 PA.

Hvis noen væske har et manometrisk trykk på 65000 Pa, sier om atmosfæretrykk, betyr dette at dets absolutte trykk er, i henhold til den forrige ligningen:

P_Abs = 65000 + 101325 PA = 166325 PA.

- Måling av atmosfærisk trykk

Atmosfæretrykk måles med et barometer, et apparat oppfunnet i 1643 av den italienske fysikeren og assistenten i Galileo, kalt Evangelist Torricelli (1608-1647).

I sitt berømte eksperiment fylte Torricelli et kvikksølvrør, av lengde større enn 762 mm og holdt en av endene åpne, veltet det på en åpen beholder, også full av kvikksølv.

Forskeren observerte at væskesøylen alltid steg til en viss H -høyde, og etterlot et vakuum, bortsett fra tilstedeværelsen av en liten mengde kvikksølvdamp.

Denne høyden H er proporsjonal med trykket P ved foten av væskekolonnen:

H = p/y_Hg

Hvor γ_Hg Det er den spesifikke vekten av kvikksølvet, definert som vekt per volumenhet eller også som produkt av tetthet ved akselerasjonen av tyngdekraften g. Atmosfæretrykk ville være summen av kvikksølvdamptrykket på toppen av røret og trykket P, men den første er så liten at i praksis sammenfaller P med P_ATM.

Dermed:

h = s_ATM/γ_Hg → s_ATM = γ_Hg x h

Torricelli observerte at høyden på kolonnen ble opprettholdt ved 760 mm, og å vite at tettheten til kvikksølvet er 13600 kg/m³ Og akselerasjonen av tyngdekraften er 9.91 m/s², Det oppnås at atmosfæretrykk er verdt:

Kan tjene deg: Carnot Machine

P_ATM = γ_Hg x h = 13600 x 9.8 x 0.760 PA = 101293 PA.

- Enheter for atmosfæretrykk

Andre verdier for atmosfærisk trykk i forskjellige enheter er 1.013 Bar = 1013 Milliibares = 14.70 pund/i² (pund per kvadrat tomme eller psi, Vanlig bruksenhet i engelsktalende land).

Det er også en enhet som tar sin verdi som referanse, kalt nøyaktig atmosfære, slik at 1 atmosfære (forkortet ATM) tilsvarer 101293 PA.

Atmosfærisk trykk kan også uttrykkes direkte i MM av HG, en enhet som nå er kjent som Torr, til ære for evangelisten Torricelli.

Figur 2. Mercury Column Barometer. Kilde: Wikimedia Commons.

Høyden på kvikksølvkolonnen er forskjellig i henhold til stedet, derfor resulterer det i forskjellig verdi av P_ATM. For eksempel i noen byer i Latin -Amerika, som ligger i forskjellige høyder over havet:

-Mexico City: 585 mm

-Caracas: 674 mm

-Bogotá: 560 mm

-La Paz: 490 mm

Eksempler

- Levende vesener på jorden er tilpasset atmosfærisk trykk, som er et absolutt trykk forårsaket av vekten av gassene som utgjør atmosfæren. Så selv om vi ikke oppfatter det som en styrke over oss, eksisterer dette presset og er nødvendig for å opprettholde livet slik vi kjenner det.

- Det absolutte trykkbegrepet brukes kontinuerlig når du studerer klima og terrestrisk atmosfære, så vel som i barometre design.

- Et annet eksempel på bruk av absolutt trykk er i å bestemme høyden på flyet ved hjelp av høydemåleren. Ettersom atmosfæretrykk opplever variasjoner med høyde, er det ikke en god idé å gjøre det til en referanse, så absolutt trykk brukes for å sikre nøyaktighet i tiltak, veldig viktig for flysikkerhet.

Kan tjene deg: Diffraksjon av lyd: Hva er, eksempler, applikasjoner

Løste øvelser

- Oppgave 1

En trykkmåler kobles til et kamera, og kaster et mål på 24 kPa, på et sted der atmosfæretrykk er 92 kPa. Hva er kameraets absolutte trykk?

Løsning

Uttalelsesdataene har presset i KPA eller Kilopascal. Pascal er en ganske liten enhet, så kilo-, mega- og giga -prefikser er hyppige. En KPA tilsvarer 1000 Pa, men ettersom begge dataene er i de samme enhetene, kan du legge til uten problemer og til slutt gjøre en konvertering til Pascal om ønskelig.

Bruke ligningen: P_AB = S_ATM + P_Mann Og erstatte verdier gjenstår:

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

- Oppgave 2

For de fleste daglige applikasjoner, for eksempel å måle dekktrykk eller komprimering av en motor, blir trykkreferanse nivå 0 tatt som atmosfæretrykk.

Så når trykkmåleren til et dekk viser en verdi på 32 psi, er det et relativt trykk. Hva er det absolutte presset i dekket i dette tilfellet?

Figur 3. Dekktrykkmåleren måler trykk sammenlignet med atmosfæretrykk. Kilde: Pixabay.

Løsning

Det absolutte trykket er summen av verdien som kastes av trykkmåleren og atmosfæretrykket på stedet. Som nevnt før, brukes PSI -enheten ofte i engelskspråklige land.

Tar standardverdien på 14.7 psi, dekkens absolutte trykk er:

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

Referanser

1. Cimbala, ca. 2006. Mekanikk av væsker, grunnleggende og applikasjoner. MC. Graw Hill.
2. Mott, r.  2006. Væskemekanikk. 4. plass. Utgave. Pearson Education.
3. Quora. Hva er absolutt trykk? Gjenopprettet fra: Quora.com
4. Sitter, a. 2006. Fluid Mechanics, en fysisk introduksjon. Alpha Omega.
5. Streeter, v. 1999. Væskemekanikk. McGraw Hill.
6. Zapata, f. Trykk og dybde. Gjenopprettet fra: Francesphysics.Blogspot.com.