Maye təzyiqi

Maye Təzyiqi Materialı

Fizikada təzyiq vahid sahəyə düşən qüvvə kimi müəyyən edilir, burada qüvvənin istiqaməti səth sahəsinə perpendikulyardır. Riyazi olaraq təzyiq P = F/A tənliyi ilə ifadə olunur, burada P = təzyiq, F = qüvvə və A = səth sahəsi. Qüvvə vahidi (F) Nyuton (N), sahə vahidi kvadrat metr (m2)-dir ^. Təzyiq vahid sahəyə düşən qüvvə olduğundan, təzyiq vahidi N/m2-dir ^{. N/ m2} -nin başqa bir adı paskaldır (Pa). Paskal təzyiq vahidi kimi Blez Paskalın şərəfinə istifadə olunur.

Maye sükunətdə olduqda, təmasda olduğu bütün səthə perpendikulyar qüvvə tətbiq edir. Məsələn, stəkanda suyu nəzərdən keçirək; suyun hər bir hissəsi şüşə divarına perpendikulyar qüvvə tətbiq edir. Buna görə də, suyun hər bir hissəsi tutduğu qabın hər vahid sahəsinə perpendikulyar qüvvə tətbiq edir. Bu, sükunətdə olan statik mayenin vacib xüsusiyyətidir. Maye, qüvvənin perpendikulyar olmadığı bir səthə qüvvə tətbiq etdikdə, səth, eyni zamanda perpendikulyar olmayan bir reaksiya qüvvəsi tətbiq edəcək. Bu, mayenin axmasına səbəb olacaq. Lakin, əslində, maye sükunətdə qalır. Buna görə də, sükunətdə olan bir mayedə qüvvə həmişə tutduğu qabın səthinə perpendikulyardır.

Sükunətdə olan mayenin digər vacib xüsusiyyəti, onun həmişə bütün istiqamətlərdə təzyiq göstərməsidir. Bunu daha yaxşı başa düşmək üçün üzən bir cismi su qabına qoyun. Əgər su tamamilə hərəkətsizdirsə, cisim hərəkətsiz qalacaq, çünki onun bütün səthinə göstərilən təzyiq bərabərdir. Suyun təzyiqi qeyri-bərabərdirsə, cismin hərəkət etməsinə səbəb olacaq xalis qüvvə olacaq.

Dərinliyin təzyiqə təsiri

Dərinlik və ya hündürlük maye təzyiqinə necə təsir edir? 10 metr dərinlikdə dəniz suyunun təzyiqi 100 metr dərinlikdə dəniz suyunun təzyiqi ilə eynidirmi? Şəkildə göstərildiyi kimi qabdakı suyun təzyiqini nəzərdən keçirək. Maye sütununun hündürlüyü h, en kəsiyinin sahəsi isə A-dır. Qabın dibindəki suyun təzyiqi nə qədərdir?

w = suyun çəkisi, h = silindrik qabda su sütununun hündürlüyü, A = səth sahəsi və P təzyiqdir.

Məlumat:
w = cazibə qüvvəsi
ρ = sıxlıq
m = kütlə
g = cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə
V = hA = maye sütununun həcmi (h = hündürlük, A = səth sahəsi)

Bunu təzyiq tənliyinə daxil etsək, aşağıdakı nəticəni əldə edirik:

p = ρ gh → Tənlik 1 (qapalı qab)
p = pa + ρ gh → Tənlik 2 (açıq qab)

Məlumat:
pa = Atmosfer təzyiqi
ρ gh = Hidrostatik təzyiq

Yuxarıdakı şəkildə atmosfer təzyiqi təsvir olunmur, amma əslində, su olan qab açıqdırsa, atmosfer təzyiqi aşağıya doğru yönəlmiş suyun səthinə də təsir edəcək.

Yuxarıdakı tənliyə əsasən, təzyiqin mayenin sıxlığı və dərinliyi ilə düz mütənasib olduğu görünür (qravitasiya sürətlənməsi sabit qalır). Mayenin dərinliyi artdıqca təzyiq də artır. Mayelər, üzərindəki mayenin çəkisi səbəbindən demək olar ki, sıxılmazdır, buna görə də mayenin sıxlığı sabit qalır. Hündürlük fərqi çox böyükdürsə (məsələn, çox dərin dəniz suyunda), sıxlıq bir qədər dəyişir. Lakin, hündürlük fərqi çox böyük deyilsə, mayenin sıxlığı əsasən eynidir və ya fərq o qədər kiçikdir ki, onu nəzərə almamaq olar.

Yuxarıdakı tənlikdən müxtəlif dərinliklərdə təzyiq fərqini hesablamaq üçün də istifadə edə bilərik. Yuxarıdakı tənlik aşağıdakı kimi yenidən yazıla bilər:

Atmosfer təzyiqi

Suyun altına girəndə bütün bədənimiz su ilə örtülür. Nə qədər dərinə dalsaq, təzyiq bir o qədər çox hiss edirik. Əslində, hər gün bizi də atmosfer əhatə edir və bu, su altında olduğumuz kimi bədənimizin bütün hissələrinə daim təzyiq göstərir. Dəniz suyunda olduğu kimi, Yer səthini də atmosferin "dəniz dibi" ilə müqayisə etmək olar. Əgər atmosferin də bədənimizin bütün hissələrinə hər zaman təzyiq göstərdiyi doğrudursa, niyə onu sanki dənizin dibindəyik kimi hiss etmirik? Bədənimizin hüceyrələri xarici təzyiqlə demək olar ki, eyni olan daxili təzyiqi saxlayır. Məhz buna görə də bu təzyiq fərqinin təsirini hiss etmirik.

Yer kürəsinin atmosfer təzyiqi də hündürlüklə dəyişir. Lakin atmosfer təzyiqi mayelərin təzyiqindən bir qədər fərqlənir. Dərinlikdəki kiçik fərqlər üçün mayelərin sıxlığındakı dəyişiklik çox azdır, buna görə də mayelərin sıxlığının eyni olduğu qəbul edilir. Bu, Yer atmosferinin sıxlığından fərqlidir. Yer atmosferinin sıxlığı hündürlüklə əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Müxtəlif yüksəkliklərdə havanın sıxlığı fərqlidir, buna görə də yuxarıda əldə edilən tənlikdən istifadə edərək atmosfer təzyiqini hesablaya bilmərik. Bundan əlavə, hündürlüyün ölçülə biləcəyi aydın atmosfer sərhədi yoxdur. Atmosfer təzyiqi də hava şəraitindən asılı olaraq dəyişir. Atmosfer təzyiqini təyin etmək üçün ölçmələr aparırıq.

Təzyiq Ölçməsi

Qalileonun tələbəsi olan Evangelista Torricelli (1608–1647) 1643-cü ildə civə barometrindən istifadə edərək atmosfer təzyiqini ölçmək üçün bir üsul hazırladı. Barometr civə ilə doldurulmuş uzun şüşə borudan ibarət idi. Civə ilə doldurulmuş şüşə boru da civə ilə doldurulmuş bir qabda tərsinə çevrilmişdi.

İçərisində civə olan şüşə boru tərs çevrildikdə, borunun ucu civə ilə doldurulmur, yalnız təzyiqi o qədər kiçik olan və nəzərə alınmayan civə buxarı olur (səh.₂ = 0). Plitədəki civənin səthində aşağıya doğru yönəlmiş atmosfer təzyiqi var (atmosfer lövhədəki civəyə basır). Bu atmosfer təzyiqi şüşə borudakı civə sütununu dəstəkləyir. Şəkildə atmosfer təzyiqi p ilə işarələnmişdir._o Atmosfer təzyiqinin böyüklüyü aşağıdakı tənlikdən istifadə etməklə hesablana bilər:

p _o = ρ gh

Ölçmə nəticələrinə əsasən, dəniz səviyyəsində orta atmosfer təzyiqi 1,013 x 10 ⁵ N/m2 ^- dir . Dəniz səviyyəsində atmosfer təzyiqinin böyüklüyü başqa bir təzyiq vahidini, yəni atm (atmosfer) təyin etmək üçün istifadə olunur. Beləliklə, 1 atm = 1,013 x 10 ⁵ N/m2 ⁼ 101,3 kPa (kPa = kilopaskal). Digər bir təzyiq vahidi bardır (meteorologiyada tez-tez istifadə olunur). 1 bar = 1,00 x 10 ⁵ N/m2 ⁼ 100 kPa.

Yuxarıdakı atmosfer təzyiqi dəyəri necə əldə edilir?
Ölçmə yuxarıda Torricelli tərəfindən nümayiş etdirilən prinsipdən istifadə edir. İstifadə olunan civə sütununun hündürlüyü 76 sm-dir (atmosfer təzyiqi yalnız 76,0 sm hündürlüyündə olan civə sütununu saxlaya bilər), burada istifadə olunan civənin temperaturu tam olaraq 0-dır. ^oC və cazibə qüvvəsinin sürətlənməsinin böyüklüyü 9,8 m/s-dir²Bu vəziyyətdə civənin sıxlığı 13,6 x 10-dur.³ kq / m³Atmosfer təzyiqi:

Təzyiq ölçən cihaz

Təzyiqi ölçmək üçün bir çox alətdən, o cümlədən açıq borulu manometrdən istifadə olunur.

Borunun U formasında olduğu açıq borulu manometrdə boru qismən maye (civə və ya su) ilə doldurulur. Ölçülmüş təzyiq boruya daxil edilən mayelərin iki hündürlüyündəki fərqlə əlaqədardır. Təzyiq aşağıdakı tənlikdən istifadə etməklə hesablanır:

Ümumiyyətlə, hesablanan ρ gh deyil, mayenin hündürlüyüdür (h). Çünki təzyiq bəzən civə millimetrləri (mm civə sütunu) və ya su millimetrləri (mm H₂O) ilə ifadə olunur _. mm civə sütunu üçün başqa bir ad torrdur (Evangelista Torricellinin xatirəsinə).

Manometrlərdən başqa, həm mexaniki, həm də elektrik aneroid barometrləri, o cümlədən təkər təzyiq ölçənləri və s. də daxil olmaqla digər ölçmə alətləri də mövcuddur. Torricelli tərəfindən atmosfer təzyiqini ölçmək üçün istifadə edilən cihaz həmçinin civə barometri adlanır, burada şüşə boru civə ilə doldurulur və sonra civə də ehtiva edən bir lövhəyə çevrilir.

Nominal Təzyiq, Ölçü Təzyiqi və Mütləq Təzyiq

Avtomobil təkərlərinə hava doldurularkən, adətən hava təzyiqi ölçən cihazdan istifadə olunur. Bu, təkər təzyiqinin nə çox aşağı, nə də çox yüksək olmasını təmin edir. Təkərlərə hava doldurularkən yalnız təkərin içindəki hava təzyiqi ölçülür. Atmosfer təzyiqi nəzərə alınmır. Yalnız təkər təzyiqi ölçülərkən deyil, həm də əksər digər təzyiq ölçmələrində atmosfer təzyiqi ölçülmür. Bu ölçülən təzyiq ölçülmüş təzyiq adlanır. Bəs bunun mütləq təzyiqdən fərqi nədir?

Mütləq təzyiq = atmosfer təzyiqi + ölçülmüş təzyiq. Beləliklə, mütləq təzyiqi əldə etmək üçün ölçülmüş təzyiqi atmosfer təzyiqinə əlavə edirik. Başqa sözlə, mütləq təzyiq = ümumi təzyiq. Riyazi olaraq, bu aşağıdakı kimi yazıla bilər:

p = pa + p ölçüsü

Məsələn, ölçdüyümüz təkər təzyiqi = 100 kPa olarsa, mütləq təzyiq belədir:
p = pa + p ölçüsü
p = 101 kPa + 100 kPa
p = 201 kPa
Mütləq təzyiq = 201 kPa.

Başqa bir termin var: ölçü təzyiqi, həmçinin ölçü təzyiqi kimi də tanınır. Ölçü təzyiqi atmosfer təzyiqindən artıq təzyiqdir. Məsələn, motosiklet təkərinin təzyiqini nəzərdən keçirin. Motosiklet təkəri boşaldıldıqda, təkərin içindəki təzyiq atmosfer təzyiqinə bərabərdir (Atmosfer təzyiqi = 1,01 x 105 Pa = 101 kPa). Təkər hava ilə dolduqda, təkər təzyiqi təbii olaraq artır. Təkər təzyiqi 101 kPa-nı keçdikdə, artıq təzyiqə də ölçü təzyiqi deyilir.

Maye Təzyiqi Nümunə Sualları

Nümunə sual 1:

Sualtı qayıq 200 metr dərinliyə enir. Sualtı qayığın yaşadığı təzyiq nədir?
dalış? g = 10 m/s²
Müzakirə
Məlumdur ki:
Dərinlik (saat) = 200 m
Dəniz suyunun sıxlığı (ρ) = 1,03 x 10³ kq / m³ = 1030 kq / m³ (sıxlıq cədvəlinə baxın)
Atmosfer təzyiqi (pa) = 1 atm = 1 x 10⁵ N / m² = 1 x 10⁵ (Kq m/s²)/m² = 1 x 10⁵ Kq/ms²
Cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə (g) = 10 m/s²
Sual verildi: Təzyiq
Cavab:

Konteyner açıq olduğundan atmosfer təzyiqi hesablamalara daxil edilmir.

Nümunə sual 2:

10 metr hündürlükdə su anbarı su ilə doldurulur. Əgər su anbarının səthi
bağlı olduqda, qabın dibindəki suyun təzyiqi nə qədərdir? g = 10 m/s²
Müzakirə
Məlumdur ki:
Hündürlük (h) = 10 m
Suyun sıxlığı (ρ) = 1,00 x 10³ kq / m³ = 1000 kq / m³
Atmosfer təzyiqi (pa) = 1 atm = 1 x 10⁵ N / m² = 1 x 10⁵ (kq m/s²) / m² = 1 x 10⁵ Kq/ms²
Cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə (g) = 10 m/s²
Sual verildi: Təzyiq
Cavab:

Konteyner bağlıdır, ona görə də atmosfer təzyiqi hesablamalara daxil edilmir.

Nümunə sual 3:

Su sütununun hündürlüyü (sağda) = 50 sm, digər maye sütununun hündürlüyü isə (solda) = 30 sm-dir. Digər mayenin sıxlığı nə qədərdir?

Müzakirə
Məlumdur ki:
Cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə (g) = 10 m/s²
Su səviyyəsi (saat)₁) = 50 sm
Suyun sıxlığı (ρ₁) = 1,00 x 10³ kq / m³ = 1000 kq / m³
Digər maye hündürlüyü (h)₂) = 30 sm
Digər mayelərin sıxlığı (ρ₂) = ?

pa + ρ ₁ gh ₁ = pa + ρ ₂ gh ₂

Atmosfer təzyiqi (Pa) və cazibə qüvvəsinin sürətlənməsi (g) eynidir, ona görə də onlar ləğv olunur.

Nümunə sual 4:

Şüşə borunun içərisində 10 sm hündürlükdə maye var. Borunun dibindəki su təzyiqi 1200 N/m-dir.²Əgər g = 10 m/s²Hava təzyiqini nəzərə almayın. Mayenin sıxlığı nədir?
A. 800 kq/m3³
B. 900 kq/m3³
C. 1000 kq/m3³
D. 1200 kq/m3³
E. 1300 kq/m3³
Müzakirə:
Məlumdur :
Ketinggian maye (h) = 10 sm = 0,1 metr
Su təzyiqi (P) borunun dibində = 1200 N/m²
Cazibə qüvvəsinin sürətlənməsi (g) = 10 m/s²
Sorğu :
Sıxlıq maye?
Cavab :

Sıxlıq maye 1200 kq/m3-dir³.
Düzgün cavab D-dir.

Nümunə sual 5:

Birləşmiş damarlardakı civənin səth fərqi 3 sm-dir. Civənin sıxlığı = 13,6 qr/sm3³Soldakı borudakı mayenin hündürlüyü 10 sm-dir. Mayenin sıxlığı nə qədərdir?
A. 800 kq/m3³
B. 1030 kq/m3³
C. 1080 kq/m3³
D. 1300 kq/m3³
E. 1360 kq/m3³

Müzakirə:
Məlumdur :
Merkurinin hündürlüyü (h) = 3 sm = 0,03 m
Civənin sıxlığı = 13,6 qr/sm3³ = 13600 kq / m³
Mayenin hündürlüyü (h) = 10 sm = 0,1 m
Sorğu :
Sıxlıq maye?
Cavab:
Sistem berada dalam keadaan setimbang statis karenanya tekanan zat cair (tabung kiri) = tekanan raksa (tabung kanan)
P_zərbələr + S_maye = P_zərbələr + S_civə
Hava təzyiqi eynidir, ona görə də tənlikdən çıxarılır

P _maye = P _hava

Düzgün cavab C-dir.