Bezwzględne ciśnienie wzoru, sposób obliczania, przykłady, ćwiczenia

presja bezwzględna Jest to ten, który jest mierzony w porównaniu z bezwzględną pustką, więc jest to zawsze ilość dodatniej. Ma to sens, ponieważ w próżni nie ma znaczenia, że ​​wywiera siłę, w związku z czym nie ma ciśnienia.

Z drugiej strony, ciśnienie względne jest zawsze mierzone w odniesieniu do innego, które jest traktowane jako odniesienie, będąc najbardziej zwykle, która wywiera masę gazową otaczającą ziemię: nasza atmosfera, ponieważ zawsze podlegamy jej.

Rysunek 1. Ciśnienie bezwzględne jest zawsze mierzone w odniesieniu do próżni. Źródło: f. Zapata.

Z tego powodu większość instrumentów używanych do pomiaru ciśnienia, nazywana manometry, Są one skalibrowane, aby zero odpowiadało dokładnie takim ciśnieniu atmosferycznym.

Ciśnienie atmosferyczne jest definiowane jako siła na jednostkę powierzchni wywieraną przez Ziemię.

Podczas korzystania z instrumentów, takich jak miernik ciśnienia dla opon, to, co faktycznie mierzymy. Istnieją jednak również instrumenty do pomiaru ciśnienia bezwzględnego, Barometry.

Niech p_Ab Presja bezwzględna, p_bankomat Standardowe ciśnienie atmosferyczne (na poziomie morza) i p_Człowiek  (lub w języku angielskim p_Zastaw) Ten, który mierzy wskaźnik ciśnienia, związek między nimi jest:

P_Ab = P_bankomat + P_Człowiek

[TOC]

Jak obliczane jest ciśnienie bezwzględne?

Ponieważ barometry są instrumentami, które mierzą ciśnienie bezwzględne, jest to czasem nazywane ciśnienie barometryczne. To bardzo proste.

Może ci służyć: Wektory Equipocent: Definicja, notacja, ćwiczenia

Należy wyjaśnić, że ciśnienie atmosferyczne zmienia się w zależności od miejsca ziemi, w którym jest mierzone, ponieważ jest ono zależne od wysokości, temperatury i innych warunków klimatycznych. Standardowa wartość p_bankomat W Pascal jest to 101325 PA, ponieważ normalne jest, że zmienia się w zakresie od 96000 do 105000 PA.

Jeśli jakikolwiek płyn ma ciśnienie manometryczne 65000 pa, w odniesieniu do ciśnienia atmosferycznego, oznacza to, że jego ciśnienie bezwzględne wynosi, zgodnie z poprzednim równaniem:

P_Abs = 65000 + 101325 PA = 166325 PA.

- Pomiar ciśnienia atmosferycznego

Ciśnienie atmosferyczne mierzy się za pomocą barometru, aparatu wymyślonego w 1643 r. Przez włoskiego fizyka i asystenta Galileusza, zwanego ewangelistą Torricelli (1608-1647).

W swoim słynnym eksperymencie Torricelli wypełnił rurkę rtęci o długości większej niż 762 mm i utrzymując jeden z jego końca otwarty, przewrócił go na otwartym pojemniku, również pełen rtęci.

Naukowiec zauważył, że ciekła kolumna zawsze wzrosła na pewną wysokość H, pozostawiając próżnię, z wyjątkiem obecności niewielkiej ilości pary rtęciowej.

Ta wysokość H jest proporcjonalna do ciśnienia P u podstawy kolumny ciekłej:

H = P/γ_Hg

Gdzie γ_Hg Jest to specyficzna waga rtęci, zdefiniowana jako waga na jednostkę objętości lub również jako produkt gęstości przez przyspieszenie grawitacji g. Ciśnienie atmosferyczne byłoby sumą ciśnienia pary rtęciowej u góry rurki i ciśnienia P, jednak pierwsza jest tak mała, że ​​w praktyce P pokrywa się z P_bankomat.

Zatem:

H = p_bankomat/γ_Hg → p_bankomat = γ_Hg x h

Torricelli zauważył, że wysokość kolumny utrzymywano przy 760 mm i wiedząc, że gęstość rtęci wynosi 13600 kg/m³ A przyspieszenie grawitacji wynosi 9.91 m/s², Uzyskuje się, że wartość presji atmosferycznej:

Może ci służyć: Carnot Machine

P_bankomat = γ_Hg x H = 13600 x 9.8 x 0.760 PA = 101293 PA.

- Jednostki do ciśnienia atmosferycznego

Inne wartości ciśnienia atmosferycznego w różnych jednostkach to 1.013 bar = 1013 milibares = 14.70 funtów/in² (funty na cal kwadratowy lub psi, Wspólne jednostki użyteczne w krajach supingowych).

Istnieje również jednostka, która przyjmuje swoją wartość jako odniesienie, zwane dokładnie atmosfera, tak 1 atmosfera (skrócona bankomat) równoważny 101293 PA.

Ciśnienie atmosferyczne można również wyrażać bezpośrednio w MM Hg, jednostce znanej jako Torr, na cześć ewangelisty Torricelli.

Rysunek 2. Barometr kolumnowy rtęci. Źródło: Wikimedia Commons.

Wysokość kolumny rtęci różni się w zależności od miejsca, dlatego powoduje różną wartość p_bankomat. Na przykład w niektórych miastach w Ameryce Łacińskiej, położonych na różnych wysokościach nad poziomem morza:

-Meksyk: 585 mm

-Caracas: 674 mm

-Bogota: 560 mm

-La Paz: 490 mm

Przykłady

- Żywe istoty na Ziemi są przystosowane do ciśnienia atmosferycznego, które jest ciśnieniem bezwzględnym spowodowanym ciężarem gazów tworzących atmosferę. Chociaż nie postrzegamy tego jako siły nad nami, presja ta istnieje i jest niezbędna do utrzymania życia tak, jak wiemy.

- Koncepcja ciśnienia bezwzględnego jest stale stosowana podczas badania klimatu i atmosfery naziemnej, a także w projektowaniu barometrów.

- Innym przykładem zastosowania ciśnienia bezwzględnego jest określanie wysokości samolotu za pomocą wysokościomierza. Ponieważ ciśnienie atmosferyczne doświadcza różnic z wysokością, nie jest dobrym pomysłem, aby przekształcić go w odniesienie, więc ciśnienie bezwzględne jest wykorzystywane w celu zapewnienia dokładności środków, bardzo ważnych dla bezpieczeństwa lotu.

Może ci służyć: dyfrakcja dźwięku: co to jest, przykłady, aplikacje

Rozwiązane ćwiczenia

- Ćwiczenie 1

Manometry łączy się z kamerą, rzucając miarę 24 kPa, w miejscu, w którym ciśnienie atmosferyczne wynosi 92 kPa. Jakie jest bezwzględne ciśnienie aparatu?

Rozwiązanie

Dane instrukcji mają presję w KPA lub Kilopascal. Pascal to dość niewielka jednostka, więc występują przedrostki Kilo, Mega i Giga. KPA jest równoważne 1000 PA, ale ponieważ oba dane znajdują się w tych samych jednostkach, możesz dodać bez problemów, a ostatecznie dokonać konwersji na Pascal.

Za pomocą równania: P_Ab = P_bankomat + P_Człowiek A wymiana wartości pozostaje:

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

- Ćwiczenie 2

W przypadku większości codziennych zastosowań, takich jak pomiar ciśnienia w oponach lub kompresji silnika, poziom odniesienia ciśnienia 0 jest podejmowany jako ciśnienie atmosferyczne.

Kiedy więc miernik ciśnienia opony wykazuje wartość 32 psi, jest to ciśnienie względne. Jakie jest ciśnienie bezwzględne w oponie w tym przypadku?

Rysunek 3. Miernik ciśnienia w oponach mierzy ciśnienie w porównaniu z ciśnieniem atmosferycznym. Źródło: Pixabay.

Rozwiązanie

Ciśnienie bezwzględne jest sumą wartości wyrzuconej przez miernik ciśnienia i ciśnienie atmosferyczne w miejscu. Jak wspomniano wcześniej, jednostka PSI jest powszechnie używana w krajach schodzenia w języku angielskim.

Przyjmowanie standardowej wartości 14.7 psi, bezwzględne ciśnienie opony to:

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

Bibliografia

1. Cimbala, c. 2006. Mechanika płynów, podstaw i zastosowań. MC. Graw Hill.
2. Mott, r.  2006. Mechanika płynów. 4. Wydanie. Edukacja Pearsona.
3. Quora. Co to jest presja bezwzględna? Odzyskane z: Quora.com
4. Siedzi, a. 2006. Mechanika płynów, fizyczne wprowadzenie. Alpha Omega.
5. Streeter, v. 1999. Mechanika płynów. McGraw Hill.
6. Zapata, f. Ciśnienie i głębokość. Odzyskane z: Francessphysics.Blogspot.com.