Ποια είναι η πίεση ενός αερίου, υγρού και στερεού

Ποια είναι η πίεση ενός αερίου, υγρού και στερεού
Ποια είναι η πίεση ενός αερίου, υγρού και στερεού
Anonim

Ήδη στον αρχαίο κόσμο, οι άνθρωποι υποψιάζονταν ποια είναι πραγματικά η πίεση του αέρα και των υγρών. Μερικές από τις ιδέες για την ατομική δομή της ύλης ήρθαν σε εμάς στο ποίημα «On the Nature of Things» του Lucretius Cara, και αυτή είναι η περίοδος της αρχαιότητας, ενώ οι ιδιότητες της πίεσης χρησιμοποιούνταν αποτελεσματικά ήδη στην Αρχαία Αίγυπτο. Οι ιερείς χρησιμοποιούσαν το θερμαινόμενο και διογκωμένο αέριο για να ανοίξουν «μαγικά» τις πόρτες των ναών και οι οικοδόμοι χρησιμοποίησαν υδραυλικό ανελκυστήρα για να σηκώσουν βαρείς πέτρινους ογκόλιθους.

τι είναι πίεση
τι είναι πίεση

Σήμερα, στο ερώτημα τι είναι η πίεση ως φυσικό μέγεθος, απαντούν: είναι ίση με την αναλογία δύναμης προς μονάδα επιφάνειας. Επομένως, η πίεση του αέρα, η πίεση του υγρού σε ένα δοχείο και η πίεση του στερεού σώματος σε ένα στήριγμα είναι παρόμοια φαινόμενα. Εφόσον συνεπάγονται βία, μπορεί να ασκηθεί πίεση για να γίνει δουλειά (αυτό χρησιμοποιούσαν οι αρχαίοι Αιγύπτιοι ιερείς).

Με την πίεση ενός συμπαγούς σώματος σε ένα στήριγμα, καταρχήν, όλα είναι ξεκάθαρα. Το βάρος του σώματος είναι δύναμη και διαιρείται με την περιοχή επαφής του σώματος με το στήριγμα. Αλλά στο υγρό και το αέριο τα σωματίδια δεν είναι σε ηρεμία. Κινούνται συνεχώς, είτε χαοτική Brownian είτε κατευθυνόμενη μεταφορά λόγω της επίδρασης εξωτερικών δυνάμεων ή εσωτερικών συνθηκών του συστήματος. Η πίεση δημιουργείται από την πρόσκρουση των σωματιδίων στους τοίχουςπλοίο.

στατική πίεση
στατική πίεση

Η δύναμη που εμπλέκεται στη δημιουργία πίεσης σε αυτήν την περίπτωση είναι η ορμή που εκπέμπει κάθε σωματίδιο ανά μονάδα χρόνου. Από πού προέρχεται η ορμή και η δύναμη, θα καταλάβουμε αν θυμηθούμε τους τύπους της κινηματικής που περιγράφουν την ελαστική σύγκρουση των σωμάτων. Ένα μόριο ή άτομο υγρού και αερίου θεωρείται ως ελαστική σφαίρα. Μέσα σε μια υγρή και αέρια ουσία, τα σωματίδια συγκρούονται συνεχώς μεταξύ τους, ανταλλάσσουν ενέργεια και ορμή. Επομένως, πίεση υπάρχει επίσης όχι μόνο σε σχέση με το τοίχωμα του δοχείου, αλλά και μέσα σε οποιαδήποτε ουσία.

Ακόμη και μέσα σε ένα κενό, υπάρχει πάντα μια ορισμένη ποσότητα σωματιδίων που δημιουργούν μια μικρή πίεση σε αυτό. Είναι αλήθεια ότι χρειάστηκε λίγος χρόνος για να μάθουμε ότι τέτοια πίεση υπάρχει στο κενό. Αρχικά, πιστευόταν ότι το κενό είναι ένα απόλυτο κενό και δημιουργεί μηδενική πίεση. Η φυσική του σχολικού μαθήματος χρησιμοποιεί αυτήν την υπόθεση ακόμη και τώρα.

φυσική πίεσης
φυσική πίεσης

Ας επιστρέψουμε στην κίνηση των σωματιδίων. Θα μας βοηθήσει να καταλάβουμε ποια πίεση είναι κινητική και στατική. Όταν τα σωματίδια βρίσκονται σε χαοτική θερμική κίνηση, η οποία είναι σταθερή, υπάρχει μια στατική πίεση. Όταν εφαρμόζεται οποιαδήποτε εξωτερική επιρροή στο σύστημα και εμφανίζονται οι επικρατούσες κατευθύνσεις στην κίνηση των σωματιδίων, αυτά τα ίδια σωματίδια αρχίζουν να ασκούν κινητική πίεση.

Μπορεί να παρατηρηθεί στατική πίεση, για παράδειγμα, στο κάτω μέρος μιας μπανιέρας γεμάτη με νερό. Αν ανοίξετε τη βρύση, ο πίδακας νερού που πέφτει θα δημιουργήσει πρόσθετη κινητική πίεση. Απλοποιημένο, μπορεί να υπολογιστεί με βάση το ίδιοθεωρήσεις που περιγράφηκαν παραπάνω σχετικά με τις ελαστικές συγκρούσεις σωματιδίων. Ο πίδακας έχει μετρήσιμη ταχύτητα και ανταλλάσσει ορμή με το κάτω μέρος του λουτρού κατά την πρόσκρουση. Η συνολική πίεση του συστήματος (υδατόλουτρο) θα είναι ίση με το άθροισμα της στατικής και κινητικής πίεσης.

Συνιστάται: