Vilket är trycket för en gas, vätska och fast material

Vilket är trycket för en gas, vätska och fast material
Vilket är trycket för en gas, vätska och fast material
Anonim

Redan i den antika världen misstänkte folk vad trycket av luft och vätskor egentligen är. Några av idéerna om materiens atomstruktur kom ner till oss i dikten "Om sakernas natur" av Lucretius Cara, och detta är antikens period, medan tryckets egenskaper effektivt användes redan i det antika Egypten. Prästerna använde den uppvärmda och expanderade gasen för att "magiskt" öppna dörrarna till templen, och byggarna använde en hydraulisk hiss för att lyfta tunga stenblock.

vad är tryck
vad är tryck

I dag, på frågan om vad tryck är som fysisk storhet, svarar de: det är lika med förhållandet mellan kraft och enhetsarea. Därför är lufttryck, vätsketryck i ett kärl och fast kroppstryck på ett stöd liknande fenomen. Eftersom de involverar våld kan press utövas att utföra arbete (vilket var vad de företagsamma forntida egyptiska prästerna använde).

Med trycket från en solid kropp på ett stöd är i princip allt klart. Kroppens vikt är en kraft, och den delas av kroppens kontaktyta med stödet. Men i vätska och gas är inte partiklar i vila. De rör sig ständigt, antingen kaotiska Brownska eller riktade överföringar på grund av påverkan av yttre krafter eller inre förhållanden i systemet. Tryck skapas av partiklars inverkan på väggarnafartyg.

statiskt tryck
statiskt tryck

Kraften som är involverad i att skapa tryck i det här fallet är det momentum som varje partikel avger per tidsenhet. Var rörelsemängden och kraften kommer ifrån kommer vi att förstå om vi kommer ihåg kinematikens formler som beskriver kroppars elastiska kollision. En molekyl eller atom av vätska och gas betraktas som en elastisk sfär. Inuti ett flytande och gasformigt ämne kolliderar partiklar ständigt med varandra, utbyter energi och momentum. Därför finns också tryck inte bara i förhållande till kärlets vägg, utan även inuti vilken substans som helst.

Även inuti ett vakuum finns det alltid en viss mängd partiklar som skapar ett litet tryck i det. Det tog visserligen lite tid att ta reda på att ett sådant tryck existerar i ett vakuum. Från början trodde man att vakuum är ett absolut tomrum, och det skapar noll tryck. Skolkursens fysik använder detta antagande även nu.

tryckfysik
tryckfysik

Låt oss gå tillbaka till partikelrörelse. Det kommer att hjälpa oss att förstå vad tryck är kinetiskt och statiskt. När partiklar är i kaotisk termisk rörelse, som är konstant, uppstår ett statiskt tryck. När någon yttre påverkan appliceras på systemet, och rådande riktningar uppträder i partiklars rörelse, börjar samma partiklar utöva kinetiskt tryck.

Statiskt tryck kan observeras t.ex. i botten av en balja fylld med vatten. Om du öppnar kranen kommer den fallande vattenstrålen att skapa ytterligare kinetiskt tryck. Förenklat kan det beräknas utifrån detsammaöverväganden som beskrevs ovan angående elastiska kollisioner av partiklar. Strålen har en mätbar hastighet och byter momentum med botten av badet vid kollisionen. Det totala trycket i systemet (vattenbadet) kommer att vara lika med summan av de statiska och kinetiska trycken.

Rekommenderad: