Absolut formeltryck, hur det beräknas, exempel, övningar

De absolut tryck Det är den som mäts jämfört med den absoluta tomheten, så det är alltid en positiv mängd. Detta är meningsfullt, eftersom det i ett vakuum är oavsett som utövar styrka, och följaktligen finns det inget tryck.

Å andra sidan mäts det relativa trycket alltid med avseende på ett annat som tas som referens, som är den vanligaste som utövar den gasformiga massan som omger till jorden: vår atmosfär, eftersom vi alltid är föremål för den.

Figur 1. Absolut tryck mäts alltid med avseende på vakuum. Källa: f. Zapata.

Av denna anledning tryckmätare, De är kalibrerade så att noll motsvarar exakt ett sådant atmosfärstryck.

Atmosfäriskt tryck definieras som kraften per enhetsområde som utövas av jorden.

När vi använder instrument som en tryckmätare för däck, till exempel vad vi faktiskt mäter är skillnaden mellan däcktrycket och det som utövar atmosfären. Det finns emellertid också instrument för att mäta absolut tryck, barometer.

Låt P_Ab Det absoluta trycket, s_Bankomat Standard atmosfärstryck (vid havsnivå) och P_man  (eller på engelska s_Tolk) Den som mäter tryckmätaren, förhållandet mellan dem är:

P_Ab = P_Bankomat + P_man

[TOC]

Hur beräknas absolut tryck?

Eftersom barometrarna är de instrument som mäter det absoluta trycket kallas det ibland barometertryck. Det är väldigt enkelt.

Kan tjäna dig: Equipocent Vectors: Definition, Notation, Ovess

Det bör klargöras att atmosfärstryck varierar beroende på jordens plats där den mäts, eftersom det är beroende av höjd, temperatur och andra klimatförhållanden. Standardvärdet på P_Bankomat I Pascal är det 101325 PA, är det normalt att det varierar i intervallet 96000 till 105000 PA.

Om någon vätska har ett manometriskt tryck på 65000 PA säger, beträffande atmosfärstryck, betyder detta att dess absoluta tryck är enligt den tidigare ekvationen:

P_magmuskler = 65000 + 101325 PA = 166325 PA.

- Mätning av atmosfärstryck

Atmosfärstryck mäts med en barometer, en apparat uppfann 1643 av den italienska fysikern och assistenten i Galileo, kallad evangelist Torricelli (1608-1647).

I sitt berömda experiment fyllde Torricelli ett kvicksilverrör, av längd större än 762 mm och höll ett av dess ändar öppna, välter det på en öppen behållare, också full av kvicksilver.

Forskaren observerade att vätskekolonnen alltid steg till en viss h höjd och lämnade ett vakuum, med undantag för närvaron av en liten mängd kvicksilverånga.

Denna höjd H är proportionell mot trycket P vid vätskekolonnens bas:

H = p/y_Hg

Där y_Hg Det är den specifika vikten av kvicksilveret, definierad som vikt per volymenhet eller också som produkt av densitet genom accelerationen av tyngdkraften G. Atmosfäriskt tryck skulle vara summan av kvicksilverångtrycket överst på röret och trycket p, men det första är så litet att i praktiken pekar p sammanfaller med P_Bankomat.

Således:

h = p_Bankomat/y_Hg → P_Bankomat = γ_Hg x h

Torricelli observerade att höjden på kolonnen bibehölls vid 760 mm och visste att kvicksilverdensiteten är 13600 kg/m³ Och tyngdkraftens acceleration är 9.91 m/s², Det erhålls att atmosfärstryck är värt:

Kan tjäna dig: Carnot Machine

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

- Enheter för atmosfärstryck

Andra värden för atmosfärstryck i olika enheter är 1.013 Bar = 1013 Millibares = 14.70 lb/in² (pund per kvadrat tum eller psi, Vanlig användning i engelska -talande länder).

Det finns också en enhet som tar sitt värde som referens, kallad exakt atmosfär, så att en atmosfär (förkortad Bankomat) motsvarande 101293 PA.

Atmosfäriskt tryck kan också uttryckas direkt i mm av Hg, en enhet som nu kallas Torr, för att hedra evangelisten Torricelli.

figur 2. Kvicksilverkolonnens barometer. Källa: Wikimedia Commons.

Höjden på kvicksilverkolonnen skiljer sig åt beroende på plats, därför resulterar det i olika värde på P_Bankomat. Till exempel i vissa städer i Latinamerika, belägna i olika höjder över havet:

-Mexico City: 585 mm

-Caracas: 674 mm

-Bogotá: 560 mm

-La Paz: 490 mm

Exempel

- Levande varelser på jorden är anpassade till atmosfärstryck, vilket är ett absolut tryck orsakat av vikten av gaserna som utgör atmosfären. Så även om vi inte uppfattar det som en kraft över oss, finns detta tryck och är nödvändigt för att upprätthålla livet som vi känner till det.

- Det absoluta tryckkonceptet används kontinuerligt när man studerar klimat- och markmosfär, liksom i barometrar design.

- Ett annat exempel på användningen av absolut tryck är att bestämma flygplanets höjd med höjdmätaren. Eftersom atmosfärstryck upplever variationer med höjd är det inte en bra idé att förvandla den till en referens, så absolut tryck används för att säkerställa noggrannhet i åtgärder, mycket viktigt för flygsäkerhet.

Kan tjäna dig: diffraktion av ljud: vad är, exempel, applikationer

Löst övningar

- Övning 1

En tryckmätare ansluter till en kamera och kastar ett mått på 24 kPa, på en plats där atmosfärstrycket är 92 kPa. Vad är kamerans absoluta tryck?

Lösning

Uttalandeuppgifterna har trycket i KPA eller kilopascal. Pascal är en ganska liten enhet, så kilo-, mega- och giga -prefixen är ofta. En KPA motsvarar 1000 PA, men eftersom båda uppgifterna finns i samma enheter kan du lägga till utan problem och i slutändan göra en konvertering till Pascal om så önskas.

Med hjälp av ekvationen: P_Ab = P_Bankomat + P_man Och ersätta värden återstår:

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

- Övning 2

För de flesta vardagliga applikationer, såsom att mäta däcktryck eller komprimering av en motor, tas tryckreferensnivå 0 som atmosfärstryck.

Så när ett däck tryckmätare visar ett värde på 32 psi är det ett relativt tryck. Vad är det absoluta trycket i däcket i detta fall?

Figur 3. Däckmätaren mäter trycket jämfört med atmosfärstryck. Källa: Pixabay.

Lösning

Det absoluta trycket är summan av värdet som kastas av tryckmätaren och det för atmosfärstryck på platsen. Som nämnts tidigare används PSI -enheten ofta i engelska -talande länder.

Tar standardvärdet 14.7 psi, däckets absoluta tryck är:

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

Referenser

1. Cimbala, c. 2006. Mekanik för vätskor, grundläggande faktorer och applikationer. Mc. Graw Hill.
2. Mott, r.  2006. Flytande mekanik. 4th. Utgåva. Pearson Education.
3. Quora. Vad är absolut tryck? Återhämtat sig från: quora.com
4. Sitter, a. 2006. Flytande mekanik, en fysisk introduktion. Alfa -omega.
5. Gator, v. 1999. Flytande mekanik. McGraw Hill.
6. Zapata, f. Tryck och djup. Återhämtat sig från: FrancesPhysics.Bloggfläck.com.