Home » Articole » RO » Știință » Fizica » Materia » Presiunea fluidelor

Presiunea fluidelor

postat în: Materia 0
Presiunea exercitată de coliziuni de particule în interiorul unui container închis
Sursa https://en.wikipedia.org/wiki/File:Pressure_exerted_by_collisions.svg

(Presiunea exercitată de coliziuni de particule în interiorul unui container închis.)

Presiunea (simbol: p sau P) este forța aplicată perpendicular pe suprafața unui obiect pe unitatea de suprafață pe care este distribuită forța. Presiunea relativă este diferența dintre presiunea absolută și presiunea ambiantă.

Sunt utilizate diferite unități pentru a exprima presiunea. Unele dintre acestea provin dintr-o unitate de forță împărțită la unitate de suprafață; unitatea SI de presiune, pascal (Pa), de exemplu, este un newton pe metru pătrat. Presiunea poate fi exprimată și în termeni de presiune atmosferică standard; atmosfera (atm) este egală cu această presiune, iar torr este definită ca 1/760 din aceasta. Unitățile manometrice, cum ar fi centimetrul de apă sau milimetrul de mercur, sunt utilizate pentru a exprima presiunile în ceea ce privește înălțimea coloanei unui anumit fluid într-un manometru.

Definiție

Presiunea este cantitatea de forță aplicată perpendicular pe suprafața unui obiect pe unitatea de suprafață. Simbolul pentru acesta este p sau P. Recomandarea IUPAC pentru presiune litera mică p. Cu toate acestea, majuscula P este și ea larg utilizată. Utilizarea lui P vs p depinde de domeniul în care se lucrează, de prezența în apropiere a altor simboluri pentru cantități precum puterea și impulsul, și stilul de scriere.

Formula matematică:

p = – F/A

unde p este presiunea, F este mărimea forței normale, A este aria suprafeței de contact.

Semnul minus provine din faptul că forța este considerată spre elementul de suprafață, în timp ce vectorul normal la suprafață indică spre exterior. Este incorect (deși destul de obișnuit) să spunem că “presiunea este îndreptată într-o direcție sau alta”. Presiunea, ca scalar, nu are nicio direcție. Forța dată de relația anterioară are o direcție, dar presiunea este un scalar.

Presiunea este distribuită pe suprafețele solide sau în secțiunile arbitrare ale fluidului, normal la aceste limite sau secțiuni în fiecare punct. Este un parametru fundamental în termodinamică și este conjugat cu volumul.

Unități

Unitatea SI pentru presiune este pascal (Pa), egală cu un newton pe metru pătrat (N/m2 sau kg·m-1·s-2). Acest nume pentru unitate a fost adăugat în 1971; înainte de aceasta, presiunea în SI a fost exprimată pur și simplu în newtoni pe metru pătrat.

Alte unități de presiune sunt, de asemenea, în uz comun. Unitatea de presiune CGS este barul (Ba), egal cu 1 dyn·cm-2 sau 0,1 Pa. Presiunea este uneori exprimată în grame-forță sau kilograme-forță pe centimetru pătrat (g/cm2 sau kg/cm2) și fără a identifica în mod corespunzător unitățile de forță. Dar folosirea numelor kilograme, grame, kilogram-forță gram-forță (sau simbolurile lor) ca unități de forță este interzisă expres în SI. Atmosfera tehnică (simbol: at) este de 1 kgf/cm2 (98.0665 kPa sau 14.223 psi).

Presiunea fluidelor

Presiunea fluidelor este cel mai adesea efortul la compresiune la un moment dat într-un fluid. (Termenul fluid se referă atât la lichide, cât și la gaze.)

Presiunea fluidului are loc în una din cele două situații:

  1. O condiție deschisă, numită “flux deschis al canalului”, de ex. oceanul, o piscină sau atmosfera.
  2. O condiție închisă, numită “canal închis”, de ex. o linie de apă sau o linie de gaz.

Presiunea în condiții deschise poate fi, de obicei, aproximată ca presiune în condiții “statice” sau nepoluante (chiar și în ocean unde există valuri și curenți), deoarece mișcările produc doar schimbări neglijabile ale presiunii. Astfel de condiții sunt conforme cu principiile statice ale fluidelor. Presiunea în orice punct dat al unui fluid care nu se mișcă (static) se numește presiune hidrostatică.

Corpurile închise de lichid sunt fie “statice”, când lichidul nu se mișcă, fie “dinamice”, atunci când fluidul se poate deplasa ca în orice conductă sau prin comprimarea unui spațiu de aer într-un recipient închis. Presiunea în condiții închise este conformă cu principiile dinamicii fluidelor.

Conceptele de presiune a fluidului sunt predominant atribuite descoperirilor lui Blaise Pascal și Daniel Bernoulli. Ecuația lui Bernoulli poate fi utilizată în aproape orice situație pentru a determina presiunea în orice punct al fluidului. Ecuația face unele presupuneri despre fluid, cum ar fi că fluidul este ideal și incompresibil. Un fluid ideal este un fluid în care nu există frecare, este inviscid(vâscozitate zero). Ecuația pentru toate punctele unui sistem umplut cu un fluid cu densitate constantă este

p/γ + v2/2g + z = const

unde p = presiunea fluidului, γ = ρg = densitate · accelerația gravitației = greutatea specifică a fluidului, v = viteza fluidului, g = accelerația gravitației, z = altitudinea, p/γ = energia internă a unui fluid datorită presiunii exercitate asupra containerului său, v2/2g = energia fluidului datorită mișcării în masă.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.