Absolútny tlak vzorec, ako sa vypočíta, príklady, cvičenia

Ten absolútny tlak Je to ten, ktorý sa meria v porovnaní s absolútnou prázdnotou, takže je to vždy kladné množstvo. To dáva zmysel, pretože vo vákuu nie je záujmom, že vyvíja silu, a preto neexistuje žiadny tlak.

Na druhej strane sa relatívny tlak vždy meria s ohľadom na iný, ktorý sa považuje za referenciu, čo je najbežnejšia, ktorá vyvíja plynnú hmotu, ktorá obklopuje zem: naša atmosféra, pretože sme jej vždy vystavení.

postava 1. Absolútny tlak sa vždy meria vzhľadom na vákuum. Zdroj: f. Zapata.

Z tohto dôvodu väčšina nástrojov používaných na meranie tlaku, nazývaného tlakové meradlá, Sú kalibrované tak, že nula presne zodpovedá takémuto atmosférickému tlaku.

Atmosférický tlak je definovaný ako sila na jednotku plochy vyvíjanú Zemou.

Napríklad pri používaní nástrojov, ako je napríklad tlakový meter na pneumatiky. Existujú však aj nástroje na meranie absolútneho tlaku, barometre.

Nechať p_AB Absolútny tlak, p_Bankomat Štandardný atmosférický tlak (na hladine mora) a P_muž  (alebo v angličtine P_Známka) Ten, ktorý meria tlakomer, vzťah medzi nimi je:

P_AB = P_Bankomat + P_muž

[TOC]

Ako sa vypočíta absolútny tlak?

Pretože barometre sú nástroje, ktoré meria absolútny tlak, niekedy sa nazýva barometrický tlak. Je to veľmi jednoduché.

Môže vám slúžiť: Equocent Vektory: Definícia, notácia, cvičenia

Malo by sa objasniť, že atmosférický tlak sa líši podľa miesta Zeme, kde sa meria, pretože závisí od nadmorskej výšky, teploty a iných klimatických podmienok. Štandardná hodnota P_Bankomat V Pascale je to 101325 PA, čo je normálne, že sa mení v rozmedzí od 96 000 do 105 000 PA.

Ak má nejaká tekutina manometrický tlak 65 000 PA, pokiaľ ide o atmosférický tlak, znamená to, že jej absolútny tlak je podľa predchádzajúcej rovnice:

P_Absencia = 65000 + 101325 PA = 166325 PA.

- Meranie atmosférického tlaku

Atmosférický tlak sa meria barometrom, ktorý vynašiel v roku 1643 taliansky fyzik a asistent Galilea, ktorý sa nazýva evanjelista Torricelli (1608-1647).

Vo svojom slávnom experimente Torricelli vyplnil ortuťovú trubicu s dĺžkou vyššou ako 762 mm a udržal jeden z jej koncov otvorených, prevrátil ju na otvorenej nádobe, tiež plnej ortuti.

Vedec poznamenal, že kvapalný stĺpec vždy vzrástol do určitej výšky H a zanechal vákuum, s výnimkou prítomnosti malého množstva ortuťovej pary.

Táto výška H je úmerná tlaku P v spodnej časti kvapalného stĺpca:

H = p/γ_Hg

Kde γ_Hg Je to špecifická hmotnosť ortuti, definovaná ako hmotnosť na jednotku objemu alebo tiež ako produkt hustoty zrýchlením gravitácie g. Atmosférický tlak by bol súčet tlaku ortuťovej pary v hornej časti trubice a tlakom P, ale prvý je taký malý, že v praxi sa zhoduje s p_Bankomat.

Teda:

h = p_Bankomat/γ_Hg → P_Bankomat = γ_Hg x h

Torricelli poznamenal, že výška stĺpca bola udržiavaná na 760 mm a s vedomím, že hustota ortuti je 13600 kg/m³ A zrýchlenie gravitácie je 9.91 m/s², Získava sa, že atmosférický tlak stojí za to:

Môže vám slúžiť: Carnot Machine

P_Bankomat = γ_Hg x H = 13600 x 9.8 x 0.760 pa = 101293 PA.

- Jednotky pre atmosférický tlak

Ďalšie hodnoty atmosférického tlaku v rôznych jednotkách sú 1.013 bar = 1013 mililibarov = 14.70 lb/in² (libry na štvorcový palec alebo psi, Jednotka bežného použitia v angličtine -ustanovujúce krajiny).

Existuje tiež jednotka, ktorá berie jej hodnotu ako referenciu, ktorá sa nazýva presne atmosféra, takže 1 atmosféra (skrátená Bankomat) ekvivalent 101293 PA.

Atmosférický tlak môže byť tiež vyjadrený priamo v MM HG, jednotky, ktorá je dnes známa ako Torr, na počesť evanjelistu Torricelliho.

Obrázok 2. Barometer ortuti. Zdroj: Wikimedia Commons.

Výška ortuťového stĺpca sa líši podľa miesta, preto vedie k inej hodnote P_Bankomat. Napríklad v niektorých mestách v Latinskej Amerike, ktoré sa nachádzajú v rôznych nadmorských výškach nad morom:

-Mexico City: 585 mm

-Caracas: 674 mm

-Bogotá: 560 mm

-La Paz: 490 mm

Príklady

- Živé bytosti na Zemi sú prispôsobené atmosférickému tlaku, čo je absolútny tlak spôsobený hmotnosťou plynov, ktoré tvoria atmosféru. Takže aj keď to nevnímame ako silu nad nami, tento tlak existuje a je potrebný na udržanie života, ako ho poznáme.

- Koncept absolútneho tlaku sa nepretržite používa pri štúdiu podnebia a suchozemskej atmosféry, ako aj v Barometre Design.

- Ďalším príkladom použitia absolútneho tlaku je určenie výšky lietadla pomocou výškomeru. Pretože atmosférický tlak prežíva variácie s výškou, nie je dobré zmeniť ho na referenciu, takže sa používa absolútny tlak na zabezpečenie presnosti opatrení, veľmi dôležitý pre bezpečnosť letu.

Môže vám slúžiť: Difrakcia zvuku: Čo je, príklady, aplikácie

Vyriešené cvičenia

- Cvičenie 1

Tlakomer sa pripája k fotoaparátu a hodí mieru 24 kPa v mieste, kde je atmosférický tlak 92 kPa. Aký je absolútny tlak fotoaparátu?

Riešenie

Údaje o vyhlásení obsahujú tlaky v KPA alebo Kilopascal. Pascal je pomerne malá jednotka, takže sú časté predpony Kilo, Mega a Giga. KPA je rovnocenná s 1 000 PA, ale keďže obe údaje sú v rovnakých jednotkách, môžete pridať bez problémov a nakoniec urobiť konverziu na Pascal, ak je to potrebné.

Pomocou rovnice: P_AB = P_Bankomat + P_muž A výmena hodnôt zostáva:

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

- Cvičenie 2

Pre väčšinu každodenných aplikácií, ako je meranie tlaku pneumatík alebo kompresia motora, sa referenčná úroveň 0 považuje za atmosférický tlak.

Takže keď tlakový merač pneumatiky vykazuje hodnotu 32 psi, je to relatívny tlak. Aký je absolútny tlak v pneumatike v tomto prípade?

Obrázok 3. Merač tlaku v pneumatike meria tlak v porovnaní s atmosférickým tlakom. Zdroj: Pixabay.

Riešenie

Absolútny tlak je súčet hodnoty vyvolanej tlakovým meračom a tlakom atmosférického tlaku na mieste. Ako už bolo uvedené, jednotka PSI sa bežne používa v anglických krajinách.

Prijímanie štandardnej hodnoty 14.7 psi, absolútny tlak pneumatiky je:

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

Odkazy

1. Cimbala, C. 2006. Mechanika tekutín, základov a aplikácií. MC. Graw Hill.
2. Mott, r.  2006. Tekutina. 4. Vydanie. Pearson Vzdelanie.
3. Kupovať. Čo je absolútny tlak? Získané z: Quora.com
4. Sedí, a. 2006. Tekutina mechanika, fyzický úvod. Alfa omega.
5. Streeter, v. 1999. Tekutina. McGraw Hill.
6. Zapata, f. Tlak a hĺbka. Získané z: Francesphysics.Blog.com.