Sisältö
Hydrostaattinen paine tai paine, jonka neste kohdistaa tasapainoon tietyssä pisteessä nestettä painovoiman vuoksi, kasvaa alemmilla syvyyksillä, koska neste voi kohdistaa enemmän voimaa nesteestä kyseisen pisteen yläpuolelle.
Voit laskea säiliön nesteen hydrostaattisen paineen voimana aluetta kohti säiliön pohjan pinta-alaa painetta = voima / pinta-alayksiköt. Tässä tapauksessa voima olisi paino, jonka neste kohdistaa säiliön pohjalle painovoiman vuoksi.
Jos haluat löytää nettovoiman, kun tiedät kiihtyvyyden ja massan, voit laskea sen muodona F = ma, Newtonin toisen lain mukaan. Painovoiman osalta kiihtyvyys on painovoimakiihtyvyysvakio, g. Tämä tarkoittaa, että voit laskea tämän paineen P = mg / A massaan m kilogrammoina, pinta-ala jalkaa2 tai m2ja g kiihtyvyyden gravitaatiovakiona (9,81 m / s2, 32,17405 ft / s2).
Tämä antaa sinulle karkean tavan määrittää säiliössä olevan nesteen hiukkasten väliset voimat, mutta oletetaan, että painovoimasta johtuva voima on tarkka mitta hiukkasten välisestä voimasta, joka aiheuttaa paineen.
Jos haluat ottaa lisätietoja huomioon nestetiheyden avulla, voit laskea nesteen hydrostaattisen paineen kaavalla P = ρ g h jossa P on nesteiden hydrostaattinen paine (N / m)2, Pa, lbf / ft2tai psf), ρ ("rho") on nesteiden tiheys (kg / m)3 tai etanoita / jalkaa3), g on gravitaatiokiihtyvyys (9,81 m / s2, 32,17405 ft / s2) ja h on nestepylvään korkeus tai syvyys, jossa paine mitataan.
Painekaavan neste
Nämä kaksi kaavaa näyttävät samanlaisilta, koska ne ovat sama periaate. Voit johtaa P = ρ g h alkaen P = mg / A käyttämällä seuraavia vaiheita nesteiden painekaavan saamiseksi:
Säiliössä olevan kaasun osalta voit määrittää paineen ihanteellisen kaasulain avulla PV = nRT paineelle P ilmakehässä (atm), tilavuus V m3, moolien lukumäärä n, kaasuvakio R 8,314 J / (molK), ja lämpötila T Kelvin. Tämä kaava kuvaa kaasun dispergoituneet hiukkaset, jotka riippuvat paineen, tilavuuden ja lämpötilan määristä.
Vedenpainekaava
Vedelle, joka on 1000 kg / m3 jolla on esine 4 km: n syvyydessä, voit laskea tämän paineen P = 1000 kg / m3 x 9,8 m / s2 x 4000 m = 39200000 N / m2 esimerkiksi vedenpainekaavan käyttö.
Hydrostaattisen paineen kaavaa voidaan soveltaa pinnoille ja alueille. Tässä tapauksessa voit käyttää suoraa kaavaa P = FA paineelle, voimalle ja alueelle.
Nämä laskelmat ovat keskeisiä monille fysiikan ja tekniikan tutkimusalueille. Lääketieteellisessä tutkimuksessa tutkijat ja lääkärit voivat käyttää tätä vedenpainekaavaa määrittämään verisuonten, kuten veriplasman tai verisuonten seinämillä olevien nesteiden hydrostaattisen paineen.
Verisuonten hydrostaattinen paine on paine, jonka verisuonten sisäinen neste (ts. Veriplasma) tai ekstravaskulaarinen neste aiheuttaa verisuonen seinämään (ts. Endoteeliin) ihmisen elimissä, kuten munuaisissa ja maksassa diagnoosien suorittamisen tai ihmisen fysiologian tutkiessa.
Hydrostaattiset voimat, jotka ajavat vettä koko ihmiskehossa, mitataan yleensä suodatusvoimalla, jota kapillaarinen hydrostaattinen paine käyttää kapillaareja ympäröivään kudospaineeseen pumppaamalla verta kehossa.