Presioni është një sasi fizike që luan një rol të veçantë në natyrë dhe në jetën e njeriut. Ky fenomen, i padukshëm për syrin, jo vetëm që ndikon në gjendjen e mjedisit, por ndihet shumë mirë nga të gjithë. Le të kuptojmë se çfarë është, çfarë llojesh ekzistojnë dhe si të gjejmë presionin (formulën) në mjedise të ndryshme.
Çfarë quhet presion në fizikë dhe kimi
Ky term i referohet një sasie të rëndësishme termodinamike, e cila shprehet si raport i forcës së presionit të ushtruar pingul me sipërfaqen në të cilën ajo vepron. Ky fenomen nuk varet nga madhësia e sistemit në të cilin funksionon, prandaj i referohet sasive intensive.
Në një gjendje ekuilibri, sipas ligjit të Paskalit, presioni është i njëjtë për të gjitha pikat e sistemit.
Në fizikë dhe kimi, kjo shënohet me shkronjën "P", e cila është një shkurtim i emrit latin të termit - pressūra.
Nëse po flasim për presionin osmotik të një lëngu (ekuilibri ndërmjet presionitbrenda dhe jashtë kafazit), përdoret shkronja "P".
Njësitë e presionit
Sipas standardeve të sistemit ndërkombëtar SI, fenomeni fizik i konsideruar matet me paskale (cirilike - Pa, latinisht - Ra).
Në bazë të formulës së presionit, rezulton se një Pa është e barabartë me një N (njuton - një njësi force) pjesëtuar me një metër katror (një njësi sipërfaqeje).
Megjithatë, në praktikë, është mjaft e vështirë të aplikohen pascals, pasi kjo njësi është shumë e vogël. Në këtë drejtim, përveç standardeve SI, kjo vlerë mund të matet në një mënyrë tjetër.
Më poshtë janë analogët e tij më të famshëm. Shumica e tyre përdoren gjerësisht në ish-BRSS.
- Bare. Një bar është i barabartë me 105 Pa.
- Torrs, ose milimetra merkur. Përafërsisht një Torr korrespondon me 133.3223684 Pa.
- Milimetra kolonë uji.
- Metra kolonë uji.
- Atmosferë teknike.
- Atmosferë fizike. Një atm është i barabartë me 101,325 Pa dhe 1,033233 at.
- Kilogram-forcë për centimetër katror. Ekzistojnë gjithashtu ton-force dhe gram-force. Përveç kësaj, ka një forcë analoge paund për inç katror.
Formula e përgjithshme për presionin (fizikë e klasës së 7-të)
Nga përkufizimi i një sasie të caktuar fizike, mund të përcaktoni metodën e gjetjes së saj. Duket si fotoja më poshtë.
Në të, F është forcë, dhe S është zona. Me fjalë të tjera, formula për gjetjen e presionit është forca e saj e ndarë me sipërfaqen në të cilën ajondikon.
Mund të shkruhet edhe kështu: P=mg / S ose P=pVg / S. Kështu, kjo sasi fizike lidhet me variablat e tjerë termodinamikë: vëllimin dhe masën.
Për presionin, zbatohet parimi i mëposhtëm: sa më e vogël të jetë hapësira e prekur nga forca, aq më e madhe është sasia e forcës shtypëse që ka. Megjithatë, nëse zona rritet (me të njëjtën forcë), vlera e dëshiruar zvogëlohet.
Formula e presionit hidrostatik
Gjendjet e ndryshme agregate të substancave, parashikojnë praninë e vetive të tyre që janë të ndryshme nga njëra-tjetra. Bazuar në këtë, metodat për përcaktimin e P në to do të jenë gjithashtu të ndryshme.
Për shembull, formula për presionin e ujit (hidrostatik) duket kështu: P=pgh. Kjo vlen edhe për gazrat. Megjithatë, nuk mund të përdoret për të llogaritur presionin atmosferik, për shkak të ndryshimit në lartësitë dhe dendësinë e ajrit.
Në këtë formulë, p është dendësia, g është nxitimi gravitacional dhe h është lartësia. Bazuar në këtë, sa më thellë të zhytet një objekt ose objekt, aq më i lartë është presioni që ushtrohet mbi të brenda lëngut (gazit).
Varianti në shqyrtim është një përshtatje e shembullit klasik P=F / S.
Nëse kujtojmë se forca është e barabartë me derivatin e masës nga shpejtësia e rënies së lirë (F=mg), dhe masa e lëngut është derivati i vëllimit sipas densitetit (m=pV), atëherë formula e presionit mund të shkruhet si P=pVg / S. Në këtë rast, vëllimi është sipërfaqja e shumëzuar me lartësinë (V=Sh).
Nëse futni këto të dhëna, rezulton se zona në numërues dheemëruesi mund të reduktohet dhe dalja - formula e mësipërme: P=pgh.
Duke marrë parasysh presionin në lëngje, vlen të kujtohet se, ndryshe nga trupat e ngurtë, shtresa sipërfaqësore shpesh mund të shtrembërohet në to. Dhe kjo, nga ana tjetër, kontribuon në formimin e presionit shtesë.
Për situata të tilla, përdoret një formulë presioni paksa e ndryshme: P=P0 + 2QH. Në këtë rast P0 është presioni i shtresës jo të lakuar, dhe Q është sipërfaqja e tensionit të lëngshëm. H është lakimi mesatar i sipërfaqes, i cili përcaktohet nga ligji i Laplace: H=½ (1/R1+ 1/R2). Komponentët R1 dhe R2 janë rrezet e lakimit kryesor.
Presioni i pjesshëm dhe formula e tij
Megjithëse metoda P=pgh është e zbatueshme si për lëngjet ashtu edhe për gazet, është më mirë të llogaritet presioni në këtë të fundit në një mënyrë paksa të ndryshme.
Fakti është se në natyrë, si rregull, substancat absolutisht të pastra nuk janë shumë të zakonshme, sepse në të mbizotërojnë përzierjet. Dhe kjo vlen jo vetëm për lëngjet, por edhe për gazrat. Dhe siç e dini, secili prej këtyre komponentëve ushtron një presion të ndryshëm, të quajtur presion i pjesshëm.
Është shumë e lehtë për t'u dalluar. Është e barabartë me shumën e presionit të çdo përbërësi të përzierjes në shqyrtim (gaz ideal).
Nga kjo rrjedh se formula e presionit të pjesshëm duket kështu: P=P1+ P2+ P3… dhe kështu me radhë, sipas numrit të komponentëve.
Ka shpesh raste kur është e nevojshme të përcaktohet presioni i ajrit. Sidoqoftë, disa gabimisht kryejnë llogaritjet vetëm me oksigjen sipas skemës P=pgh. Por ajri është një përzierje e gazrave të ndryshëm. Ai përmban azot, argon, oksigjen dhe substanca të tjera. Bazuar në situatën aktuale, formula e presionit të ajrit është shuma e presioneve të të gjithë përbërësve të tij. Pra, duhet të merrni P-në e mësipërme=P1+ P2+ P3…
Matësat më të zakonshëm të presionit
Përkundër faktit se nuk është e vështirë të llogaritet sasia termodinamike në shqyrtim duke përdorur formulat e mësipërme, ndonjëherë thjesht nuk ka kohë për të kryer llogaritjen. Në fund të fundit, gjithmonë duhet të merrni parasysh nuanca të shumta. Prandaj, për lehtësi, një numër pajisjesh janë zhvilluar gjatë shekujve për ta bërë këtë në vend të njerëzve.
Në fakt, pothuajse të gjitha pajisjet e këtij lloji janë lloje të një manometri (ndihmon për të përcaktuar presionin në gaze dhe lëngje). Megjithatë, ato ndryshojnë në dizajn, saktësi dhe shtrirje.
- Presioni atmosferik matet duke përdorur një matës presioni të quajtur barometër. Nëse është e nevojshme të përcaktohet vakuumi (d.m.th. presioni është nën presionin atmosferik), përdoret një version tjetër i tij, një matës vakum.
- Për të zbuluar presionin e gjakut të një personi, përdoret një sphygmomanometër. Për shumicën, ai njihet më mirë si një tonometër jo-invaziv. Ka shumë lloje të pajisjeve të tilla: nga mekanike merkuri në dixhitale plotësisht automatike. Saktësia e tyre varet nga materialet nga të cilat janë bërë dhe nga ku janë matur.
- Rënia e presionit në mjedis (sipasAnglisht - rënia e presionit) përcaktohen duke përdorur matës presioni diferencial ose difnamometra (të mos ngatërrohen me dinamometrat).
Llojet e presionit
Duke marrë parasysh presionin, formulën për gjetjen e tij dhe variacionet e tij për substanca të ndryshme, ia vlen të mësoni për varietetet e kësaj sasie. Janë pesë prej tyre.
- Absolute.
- Barometrik
- E tepërt.
- Vakuometrik.
- Diferencial.
Absolute
Ky është emri i presionit total nën të cilin ndodhet një substancë ose objekt, pa marrë parasysh ndikimin e përbërësve të tjerë të gaztë të atmosferës.
Matet në paskale dhe është shuma e presionit të tepërt dhe atij atmosferik. Është gjithashtu ndryshimi midis llojeve barometrike dhe vakumit.
Llogaritet me formulën P=P2 + P3 ose P=P2 - R4.
Për pikën e referencës për presionin absolut në kushtet e planetit Tokë, merret presioni brenda kontejnerit nga i cili hiqet ajri (d.m.th. vakumi klasik).
Vetëm ky lloj presioni përdoret në shumicën e formulave termodinamike.
Barometrik
Ky term i referohet presionit të atmosferës (gravitetit) mbi të gjitha objektet dhe objektet që gjenden në të, duke përfshirë vetë sipërfaqen e Tokës. Është gjithashtu i njohur për shumicën si atmosferik.
Klasifikohet si një parametër termodinamik dhe vlera e tij ndryshon në varësi të vendit dhe kohës së matjes, si dhe kushteve të motit dhe të qenit mbi/nën nivelin e detit.
Vlera e presionit barometrike barabartë me modulin e forcës së atmosferës në një zonë uniteti përgjatë normales me të.
Në një atmosferë të qëndrueshme, madhësia e këtij fenomeni fizik është e barabartë me peshën e një kolone ajri në një bazë me një sipërfaqe të barabartë me një.
Norma e presionit barometrik - 101 325 Pa (760 mm Hg në 0 gradë Celsius). Për më tepër, sa më i lartë të jetë objekti nga sipërfaqja e Tokës, aq më i ulët bëhet presioni i ajrit në të. Çdo 8 km zvogëlohet me 100 Pa.
Falë kësaj veçorie në male, uji në kazan vlon shumë më shpejt sesa në shtëpi në sobë. Fakti është se presioni ndikon në pikën e vlimit: me uljen e tij, kjo e fundit zvogëlohet. Dhe anasjelltas. Puna e pajisjeve të tilla të kuzhinës si një tenxhere me presion dhe një autoklavë është ndërtuar mbi këtë pronë. Rritja e presionit brenda tyre kontribuon në formimin e temperaturave më të larta në enët sesa në tiganët e zakonshëm në sobë.
Formula e lartësisë barometrike përdoret për të llogaritur presionin atmosferik. Duket si fotoja më poshtë.
P është vlera e dëshiruar në lartësi, P0 është dendësia e ajrit pranë sipërfaqes, g është nxitimi i rënies së lirë, h është lartësia mbi Tokë, m është masa molare e gazit, t është temperatura e sistemit, r është konstanta universale e gazit prej 8,3144598 J⁄(mol x K) dhe e është numri Eukler i barabartë me 2,71828.
Shpesh, në formulën e mësipërme të presionit atmosferik, në vend të R përdoret K.është konstanta e Boltzmann-it. Konstanta universale e gazit shpesh shprehet në terma të produktit të saj me numrin Avogadro. Është më i përshtatshëm për llogaritjet kur numri i grimcave jepet në mol.
Kur bëni përllogaritje, duhet të keni gjithmonë parasysh mundësinë e ndryshimeve të temperaturës së ajrit për shkak të ndryshimit të situatës meteorologjike ose kur ngjiteni mbi nivelin e detit, si dhe gjerësinë gjeografike.
Matësi i matjes dhe vakumit
Dallimi midis presionit atmosferik dhe presionit të matur të ambientit quhet mbipresion. Në varësi të rezultatit, emri i vlerës ndryshon.
Nëse është pozitiv, quhet presion matës.
Nëse rezultati i marrë është me shenjën minus, quhet vakum. Vlen të kujtohet se nuk mund të jetë më shumë se barometrike.
Diferencial
Kjo vlerë është diferenca e presionit në pika të ndryshme matëse. Si rregull, përdoret për të përcaktuar rënien e presionit në çdo pajisje. Kjo është veçanërisht e vërtetë në industrinë e naftës.
Duke kuptuar se çfarë lloj sasie termodinamike quhet presion dhe me çfarë formulash gjendet, mund të konkludojmë se ky fenomen është shumë i rëndësishëm dhe për këtë arsye njohuria për të nuk do të jetë kurrë e tepërt.
