Ábhar Brú Sreabhán
Sa fhisic, sainmhínítear brú mar fhórsa in aghaidh an aonaid achar, áit a bhfuil treo an fhórsa ingearach leis an achar dromchla. Go matamaiticiúil, léirítear brú leis an gcothromóid P = F/A, áit a bhfuil P = brú, F = fórsa agus A = achar dromchla. Is é Newton (N) an t-aonad fórsa (F), agus is é méadair chearnacha (m²) an t-aonad achair . Ós rud é gurb é an brú fórsa in aghaidh an aonaid achar, is é N/ m² an t-aonad brú . Ainm eile ar N/m² ná pascal (Pa). Úsáidtear Pascal mar aonad brú in onóir Blaise Pascal.
Nuair a bhíonn sreabhán i riocht suaimhneach, cuireann sé fórsa i bhfeidhm atá ingearach leis an dromchla iomlán a bhfuil sé i dteagmháil leis. Mar shampla, smaoinigh ar uisce i ngloine; cuireann gach cuid den uisce fórsa i bhfeidhm atá ingearach leis an mballa gloine. Dá bhrí sin, cuireann gach cuid den uisce fórsa i bhfeidhm atá ingearach le gach aonad achar den choimeádán ina bhfuil sé. Is airí thábhachtach é seo de shreabhán statach, sreabhán i riocht suaimhneach. Nuair a chuireann sreabhán fórsa i bhfeidhm ar dhromchla, áit nach bhfuil an fórsa ingearach, cuirfidh an dromchla fórsa imoibrithe i bhfeidhm, nach bhfuil ingearach ach an oiread. Cuirfidh sé seo faoi deara go sreabhann an sreabhán. Mar sin féin, i ndáiríre, fanann an sreabhán i riocht suaimhneach. Dá bhrí sin, i sreabhán i riocht suaimhneach, bíonn an fórsa i gcónaí ingearach le dromchla an choimeádáin ina bhfuil sé.
Airí thábhachtach eile de shreabhán atá i riocht scíthe ná go gcuireann sé brú i bhfeidhm i gcónaí i ngach treo. Chun tuiscint níos fearr a fháil air seo, cuir réad atá ar snámh i gcoimeádán uisce. Má tá an t-uisce go hiomlán socair, fanfaidh an réad ina stad toisc go bhfuil an brú a chuirtear ar a dhromchla iomlán cothrom. Mura bhfuil an brú uisce cothrom, beidh fórsa glan ann, rud a fhágfaidh go mbogfaidh an réad.
Éifeacht na doimhneachta ar bhrú
Cén tionchar a bhíonn ag doimhneacht nó airde ar bhrú sreabhán? An bhfuil brú uisce na farraige ag doimhneacht 10 méadar mar an gcéanna le brú uisce na farraige ag doimhneacht 100 méadar? Breithnímis an brú uisce i gcoimeádán mar a thaispeántar sa fhigiúr. Is é h airde cholún an leachta agus is é A a achar trasghearrthach. Cad é an brú uisce ag bun an choimeádáin?
is é w = meáchan an uisce, h = airde cholún an uisce i gcoimeádán sorcóireach, A = achar dromchla agus is é P an brú.
Eolas:
w = domhantarraingt
ρ = dlús
m = mais
g = luasghéarú de bharr domhantarraingthe
V = hA = toirt an cholúin leachta (h = airde, A = achar dromchla)
Má chuireann muid isteach sa chothromóid brú é, faighimid:
p = ρ gh → Cothromóid 1 (coimeádán dúnta)
p = pa + ρ gh → Cothromóid 2 (coimeádán oscailte)
Eolas:
pa = Brú atmaisféarach
ρ gh = Brú hidreastatach
Sa phictiúr thuas, ní léirítear brú atmaisféarach, ach i ndáiríre, má tá an coimeádán ina bhfuil uisce oscailte, gníomhóidh brú atmaisféarach ar dhromchla an uisce freisin, atá dírithe anuas.
Bunaithe ar an gcothromóid thuas, is cosúil go bhfuil an brú comhréireach go díreach le dlús agus doimhneacht an leachta (fanann luasghéarú imtharraingthe tairiseach). De réir mar a mhéadaíonn doimhneacht an leachta, méadaíonn an brú freisin. Is beag nach féidir leachtanna a chomhbhrú mar gheall ar mheáchan an leachta os a gcionn, mar sin fanann dlús an leachta tairiseach. Má tá an difríocht airde an-mhór (mar shampla, in uisce farraige an-domhain), athraíonn an dlús beagán. Mar sin féin, mura bhfuil an difríocht airde ró-mhór, tá dlús an leachta mar a chéile go bunúsach nó tá an difríocht chomh beag sin gur féidir neamhaird a dhéanamh de.
Is féidir linn an chothromóid thuas a úsáid freisin chun an difríocht brú ag doimhneachtaí éagsúla a ríomh. Is féidir an chothromóid thuas a athscríobh mar:
Brú Atmaisféarach
Nuair a thumfaimid faoi uisce, bíonn ár gcorp ar fad timpeallaithe ag uisce. Dá doimhne a thumfaimid, is ea is mó an brú a bhraitheann muid. Déanta na fírinne, bíonn an t-atmaisféar timpeall orainn gach lá freisin, rud a chuireann brú leanúnach ar gach cuid dár gcorp, díreach mar a bhíonn nuair a bhímid faoi uisce. Díreach mar atá in uisce na farraige, is féidir dromchla an Domhain a chur i gcomparáid le "grinneall" an atmaisféir. Más fíor go mbíonn brú ag an atmaisféar ar gach cuid dár gcorp i gcónaí, cén fáth nach mbraitheann muid é, amhail is dá mba ag bun na farraige a bhímid? Coinníonn cealla ár gcorp brú inmheánach atá beagnach mar an gcéanna leis an mbrú seachtrach. Sin é an fáth nach mbraitheann muid éifeachtaí an difríochta brú seo.
Athraíonn brú atmaisféarach an Domhain le hairde freisin. Mar sin féin, athraíonn brú atmaisféarach beagán ó bhrú na leachtanna. Tá an t-athrú i ndlús na leachtanna an-bheag i gcás difríochtaí beaga doimhneachta, mar sin glactar leis go bhfuil dlús na leachtanna mar a chéile. Tá sé seo difriúil ó dhlús atmaisféar an Domhain. Athraíonn dlús atmaisféar an Domhain go suntasach le hairde. Tá dlús an aeir ag airde éagsúla difriúil, mar sin ní féidir linn brú atmaisféarach a ríomh ag baint úsáide as an gcothromóid a dhíorthaítear thuas. Ina theannta sin, níl aon teorainn shoiléir atmaisféarach ann ónar féidir airde a thomhas. Athraíonn brú atmaisféarach leis an aimsir freisin. Chun brú atmaisféarach a chinneadh, glacaimid tomhais.
Tomhas Brú
D'fhorbair Evangelista Torricelli (1608–1647), mac léinn de chuid Galileo, modh chun brú atmaisféarach a thomhas sa bhliain 1643 ag baint úsáide as a bharóiméadar mearcair. Bhí feadán gloine fada líonta le mearcair sa bharóiméadar. Cuireadh an feadán gloine líonta le mearcair bun os cionn i mias líonta le mearcair freisin.
Nuair a chasann tú feadán gloine ina bhfuil mearcair bun os cionn, ní líontar ceann an fheadáin le mearcair, níl ann ach gal mearcair a bhfuil a bhrú chomh beag sin go ndéantar neamhaird de (lch2 = 0). Ar dhromchla an mhearcair sa phláta, tá brú atmaisféarach atá dírithe anuas (brúnn an t-atmaisféar ar an mearcair sa phláta). Tacaíonn an brú atmaisféarach seo leis an gcolún mearcair sa fheadán gloine. Sa phictiúr, siombailítear brú atmaisféarach le po Is féidir méid an bhrú atmaisféarach a ríomh trí úsáid a bhaint as an gcothromóid:
p o = ρ gh
Bunaithe ar thorthaí na tomhais, is é 1,013 x 10 5 N/m 2 an meánbhrú atmaisféarach ag leibhéal na farraige . Úsáidtear méid an bhrú atmaisféarach ag leibhéal na farraige chun aonad eile brú a shainiú, eadhon atm (atmaisféar). Mar sin, 1 atm = 1,013 x 10 5 N/m 2 = 101,3 kPa (kPa = kilopascal). Aonad eile brú is ea an barra (a úsáidtear go minic sa mheitéareolaíocht). 1 barra = 1,00 x 10 5 N/m 2 = 100 kPa.
Conas a fhaightear an luach brú atmaisféarach thuas?
Úsáideann an tomhas an prionsabal a léirigh Torricelli thuas. Is é 76 cm airde cholún mearcair a úsáidtear (ní féidir le brú atmaisféarach ach colún mearcair nach bhfuil ach 76,0 cm ar airde a iompar), áit a bhfuil teocht an mhearcair a úsáidtear go díreach 0. oC agus is é 9,8 m/s méid an luasghéaraithe imtharraingteach2Is é 13,6 x 10 dlús an mhearcair sa riocht seo.3 kg / m3Brú atmaisféarach:
Tomhasaire brú
Tá go leor uirlisí ann a úsáidtear chun brú a thomhas, lena n-áirítear an manaiméadar feadáin oscailte.
I manóiméadar feadáin oscailte, áit a bhfuil an feadán U-chruthach, tá an feadán líonta go páirteach le leacht (mearcair nó uisce). Tá an brú tomhaiste gaolmhar leis an difríocht idir airde an dá leacht a chuirtear isteach sa fheadán. Ríomhtar an brú ag baint úsáide as an gcothromóid:
Go ginearálta, ní toradh ρ gh a ríomhtar ach airde an leachta (h) mar go léirítear brú uaireanta i milliméadair mearcair (mm hg) nó i milliméadair uisce (mm H 2 O). Ainm eile ar mm hg is ea torr (i gcuimhne ar Evangelista Torricelli).
Chomh maith le manaiméadair, tá ionstraimí tomhais eile ann freisin, eadhon baraiméadair anaróideacha, meicniúla agus leictreacha araon, lena n-áirítear tomhasairí brú bonn, etc. Tugtar baraiméadar mearcair ar an ionstraim a úsáideann Torricelli chun brú atmaisféarach a thomhas freisin, áit a líontar feadán gloine le mearcair agus ansin a iompaítear bun os cionn ina phláta ina bhfuil mearcair freisin.
Brú Rátáilte, Brú Gauge agus Brú Absalóideach
Agus boinn feithicle á líonadh le haer, is gnách go n-úsáidtear tomhsaire brú aeir. Cinntíonn sé seo nach bhfuil brú na mbonn ró-íseal ná ró-ard. Agus boinn á líonadh le haer, ní thomhaistear ach an brú aeir taobh istigh den bhonn. Ní chuirtear brú atmaisféarach san áireamh. Ní hamháin agus brú na mbonn á thomhas, ach i bhformhór na dtomhas brú eile freisin, ní thomhaistear brú atmaisféarach. Tugtar brú tomhaiste ar an mbrú tomhaiste seo. Mar sin, cad é an difríocht idir seo agus brú absalóideach?
Brú absalóideach = brú atmaisféarach + brú tomhaiste. Mar sin, chun brú absalóideach a fháil, cuirimid an brú tomhaiste leis an mbrú atmaisféarach. I bhfocail eile, brú absalóideach = brú iomlán. Go matamaiticiúil, is féidir é seo a scríobh mar:
p = pa + p tomhas
Mar shampla, más é 100 kPa an brú boinn a thomhaisimid, ansin is é an brú absalóideach:
p = pa + p tomhas
p = 101 kPa + 100 kPa
p = 201 kPa
An brú absalóideach = 201 kPa.
Tá téarma eile ann: brú tomhais, ar a dtugtar brú tomhais freisin. Is é an brú tomhais an brú breise os cionn brú atmaisféarach. Mar shampla, smaoinigh ar bhrú bonn gluaisrothair. Nuair a dhíbhoilscítear bonn gluaisrothair, bíonn an brú taobh istigh den bhonn cothrom le brú atmaisféarach (brú atmaisféarach = 1,01 x 105 Pa = 101 kPa). Nuair a líontar an bonn le haer, méadaíonn brú na mbonn go nádúrtha. Nuair a sháraíonn brú na mbonn 101 kPa, tugtar brú tomhais ar an mbreisbhrú freisin.
Ceisteanna Samplacha Brú Sreabhán
Ceist shamplach 1:
Tumann fomhuireán go doimhneacht 200 méadar. Cén brú a bhíonn ar an bhfomhuireán?
an tumadh? g = 10 m/s2
Plé
Is eol go:
Doimhneacht (u) = 200 m
Dlús uisce na farraige (ρ) = 1,03 x 103 kg / m3 = 1030 kg / m3 (féach an tábla dlúis)
Brú atmaisféarach (pa) = 1 atm = 1 x 105 N / m2 = 1 × 105 (Kg m/s2)/m2 = 1 × 105 Kg/ms2
Luasghéarú de bharr domhantarraingthe (g) = 10 m/s2
Ceist: Brú
Freagra:
Tá an coimeádán oscailte mar sin níl brú atmaisféarach san áireamh sna ríomhanna.
Ceist shamplach 2:
Líontar taiscumar uisce 10 méadar ar airde le huisce. Má tá dromchla an taiscumair uisce
Dúnta, cad é brú an uisce ag bun an choimeádáin? g = 10 m/s2
Plé
Is eol go:
Airde (u) = 10 m
Dlús uisce (ρ) = 1,00 x 103 kg / m3 = 1000 kg / m3
Brú atmaisféarach (pa) = 1 atm = 1 x 105 N / m2 = 1 × 105 (kg m/s2) / m2 = 1 × 105 Kg/ms2
Luasghéarú de bharr domhantarraingthe (g) = 10 m/s2
Ceist: Brú
Freagra:
Tá an coimeádán dúnta agus mar sin ní chuirtear brú atmaisféarach san áireamh sna ríomhanna.
Ceist shamplach 3:
Airde cholún an uisce (ar dheis) = 50 cm, agus airde an cholúin leachta eile (ar chlé) = 30 cm. Cad é dlús an leachta eile?
Plé
Is eol go:
Luasghéarú de bharr domhantarraingthe (g) = 10 m/s2
Leibhéal uisce (u1) = 50cm
Dlús uisce (ρ1) = 1,00×103 kg / m3 = 1000 kg / m3
Airde sreabhán eile (u2) = 30cm
Dlús leachtanna eile (ρ2) =?
pa + ρ 1 gh 1 = pa + ρ 2 gh 2
Tá brú atmaisféarach (Pa) agus luasghéarú imtharraingteach (g) mar an gcéanna, mar sin cuireann siad ar ceal a chéile.
Ceist shamplach 4:
Taobh istigh de fheadán gloine tá leacht 10 cm ar airde. Is é 1200 N/m brú an uisce ag bun an fheadáin.2Más g = 10 m/s2Déan neamhaird den bhrú aeir. Cad é dlús an leachta?
A. 800 kg/m3
B. 900 kg/m3
C. 1000 kg/m3
D. 1200 kg/m3
E. 1300 kg/m3
Plé:
Tá sé ar eolas :
Céitinn leacht (u) = 10 cm = 0,1 méadar
Brú uisce (P) ag bun an fheadáin = 1200 N/m2
Luasghéarú Domhantarraingthe (g) = 10 m/s2
Iarrtha :
Dlús leacht?
Jawab :
Dlús Is é 1200 kg/m an leacht3.
Is é an freagra ceart ná D.
Ceist shamplach 5:
Tá difríocht 3 cm idir dhromchla an mhearcair i soithí ceangailte. Is é dlús an mhearcair ná 13,6 gr/cm3Is é 10 cm airde an leachta sa fheadán ar chlé. Cad é dlús an leachta?
A. 800 kg/m3
B. 1030 kg/m3
C. 1080 kg/m3
D. 1300 kg/m3
E. 1360 kg/m3
Plé:
Tá sé ar eolas :
Airde (u) Mhearcair = 3 cm = 0,03 m
Dlús mearcair = 13,6 gr/cm3 = 13600 kg / m3
Airde (u) an leachta = 10 cm = 0,1 m
Iarrtha :
Dlús leacht?
Freagra:
Tá an córas i riocht cothromaíochta statach agus dá bhrí sin is ionann brú an leachta (an feadán clé) agus brú an mhearcair (an feadán deas).
Paer + Pleacht = Paer + Pmearcair
Tá an brú aeir mar an gcéanna agus mar sin baintear as an gcothromóid é.
P leacht = P aer
Is é C an freagra ceart.
