ദ്രാവകങ്ങളിലെ മർദ്ദത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ലേഖനം
ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ , മർദ്ദത്തെ യൂണിറ്റ് ഏരിയയിലെ ബലം എന്നാണ് നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നത്, ഇവിടെ ബലത്തിന്റെ ദിശ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണത്തിന് ലംബമാണ്. ഗണിതശാസ്ത്രപരമായി, മർദ്ദം P = F / A എന്ന സമവാക്യത്തിലൂടെ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, ഇവിടെ P = മർദ്ദം, F = ബലം, A = ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം. ബല യൂണിറ്റ് (F) ന്യൂട്ടൺ (N) ആണ്, വിസ്തീർണ്ണത്തിന്റെ യൂണിറ്റ് ചതുരശ്ര മീറ്ററാണ് (m 2 ). മർദ്ദം യൂണിറ്റ് ഏരിയയിലെ ബലമായതിനാൽ, മർദ്ദ യൂണിറ്റ് N/m 2 ആണ്. N/m 2 ന്റെ മറ്റൊരു പേര് പാസ്കൽ (Pa) ആണ്. ബ്ലെയ്സ് പാസ്കലിനെ ബഹുമാനിക്കുന്നതിനായി പാസ്കൽ ഒരു മർദ്ദ യൂണിറ്റായി ഉപയോഗിച്ചു.
ദ്രാവകം വിശ്രമത്തിലായിരിക്കുമ്പോൾ, ദ്രാവകം സമ്പർക്കത്തിന്റെ മുഴുവൻ ഉപരിതലത്തിനും ലംബമായ ഒരു ബലം നൽകുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഞങ്ങൾ ഗ്ലാസിലെ ജലത്തെ അവലോകനം ചെയ്യുന്നു; വെള്ളത്തിന്റെ ഓരോ ഭാഗവും ഗ്ലാസ് മതിലിന് ലംബമായ ഒരു ദിശയിലുള്ള ഒരു ബലം നൽകുന്നു. അതിനാൽ വെള്ളത്തിന്റെ ഓരോ ഭാഗവും അത് ഉൾക്കൊള്ളുന്ന കണ്ടെയ്നറിന്റെ ഓരോ യൂണിറ്റ് ഏരിയയ്ക്കും ലംബമായ ഒരു ബലം നൽകുന്നു. ഇത് സ്റ്റാറ്റിക് ദ്രാവകത്തിന്റെ അവശ്യ ഗുണങ്ങളിൽ ഒന്നാണ്. ദ്രാവകം ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു പ്രവർത്തനബലം പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, ബലത്തിന്റെ ദിശ ലംബമല്ലാത്തിടത്ത്, ഉപരിതലം ഒരു പ്രതികരണബലം നൽകും, അതിന്റെ ദിശ ലംബമല്ല. ഇത് ദ്രാവകം ഒഴുകാൻ കാരണമാകും. എന്നാൽ ഫ്ലൂ, ഐഡി വിശ്രമത്തിലാണ്. അതിനാൽ നിഗമനം, ഒരു നിശ്ചല ദ്രാവകത്തിൽ, ബലത്തിന്റെ ദിശ എല്ലായ്പ്പോഴും കണ്ടെയ്നറിന്റെ ഉപരിതലത്തിന് ലംബമായിരിക്കും.
സ്റ്റാറ്റിക് ദ്രാവകത്തിന്റെ മറ്റൊരു പ്രധാന ഗുണം, ദ്രാവകം എല്ലാ ദിശകളിലേക്കും എല്ലായ്പ്പോഴും സമ്മർദ്ദം ചെലുത്തുന്നു എന്നതാണ്. ഈ വിശദീകരണം നന്നായി മനസ്സിലാക്കാൻ, ഒരു പാത്രത്തിലെ വെള്ളത്തിലേക്ക് പൊങ്ങിക്കിടക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു വസ്തു തിരുകുക. വെള്ളം നിശ്ചലാവസ്ഥയിലാണെങ്കിൽ, വസ്തുവിന്റെ മുഴുവൻ ഉപരിതലത്തിലും ഒരേ മർദ്ദം പ്രവർത്തിക്കുന്നതിനാൽ വസ്തു ചലിക്കുന്നില്ല. ജലസമ്മർദ്ദം ഒരുപോലെയല്ലെങ്കിൽ, വസ്തുവിനെ ചലിപ്പിക്കാൻ കാരണമാകുന്ന ഒരു പൂർണ്ണ ബലം ഉണ്ടാകും.
[ഐആർപി]
മർദ്ദത്തിൽ ആഴത്തിന്റെ പ്രഭാവം
ആഴമോ ഉയരമോ ദ്രാവക മർദ്ദത്തെ എങ്ങനെ ബാധിക്കുന്നു? 10 മീറ്റർ ആഴത്തിലുള്ള സമുദ്രജല മർദ്ദവും 100 മീറ്റർ ആഴത്തിലുള്ള സമുദ്രജല മർദ്ദവും തുല്യമാണോ? ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ഒരു പാത്രത്തിലെ ജല മർദ്ദം നമുക്ക് പരിശോധിക്കാം. ദ്രാവക നിരയുടെ ഉയരം h ഉം ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ ഏരിയ A ഉം ആണ്. കണ്ടെയ്നറിന്റെ അടിയിലുള്ള ജല മർദ്ദം എന്താണ്?
w = ജലത്തിന്റെ ഭാരം, h = ഒരു സിലിണ്ടർ പാത്രത്തിലെ ജല നിരയുടെ ഉയരം, A = ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം, P എന്നത് മർദ്ദമാണ്.
ദ്രാവക നിരയുടെ പിണ്ഡം:
ρ = മീ / വി
മീ = ρ വി
m = ρ h എ
ദ്രാവക നിരയുടെ ഭാരം:
w = mg = ρ h എ ഗ്രാം
w = ഭാരം, ρ = സാന്ദ്രത, m = പിണ്ഡം, g = ഗുരുത്വാകർഷണ ത്വരണം, V = h A = ദ്രാവകത്തിന്റെ വ്യാപ്തം (h = ഉയരം, A = ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം)
മുകളിലുള്ള സമവാക്യം മർദ്ദ സമവാക്യത്തിൽ ചേർത്താൽ:
p = ρ gh → സമവാക്യം 1 (അടഞ്ഞ പാത്രം)
p = pa + ρ gh → സമവാക്യം 2 (തുറന്ന പാത്രം)
pa = അന്തരീക്ഷമർദ്ദം, ρ gh = ഹൈഡ്രോസ്റ്റാറ്റിക് മർദ്ദം
തുറന്ന പാത്രത്തിൽ വെള്ളം അടങ്ങിയിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, ജലത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ അന്തരീക്ഷമർദ്ദം താഴേക്ക് നയിക്കപ്പെടുന്നു.
മുകളിലുള്ള സമവാക്യത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, മർദ്ദം ദ്രാവകത്തിന്റെ സാന്ദ്രതയ്ക്കും ആഴത്തിനും നേരിട്ട് ആനുപാതികമാണ് (ഗുരുത്വാകർഷണ ത്വരണം സ്ഥിരമാണ്).
ഉയരവ്യത്യാസം വളരെ വലുതാണെങ്കിൽ (ഉദാഹരണത്തിന് വളരെ ആഴത്തിലുള്ള കടൽവെള്ളത്തിൽ), സാന്ദ്രത അല്പം വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും. എന്നാൽ ഉയരവ്യത്യാസം വളരെ പ്രധാനമല്ലെങ്കിൽ, അടിസ്ഥാനപരമായി ദ്രാവകത്തിന്റെ സാന്ദ്രത ഒന്നുതന്നെയാണ്, അല്ലെങ്കിൽ വ്യത്യാസം വളരെ ചെറുതായതിനാൽ അത് അവഗണിക്കപ്പെടും.
മുകളിൽ പറഞ്ഞ സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് ഓരോ വ്യത്യസ്ത ആഴങ്ങളിലുമുള്ള മർദ്ദ വ്യത്യാസം കണക്കാക്കാം. മുകളിൽ പറഞ്ഞ സമവാക്യം വീണ്ടും എഴുതിയിരിക്കുന്നു:
Δp = ρ ഗ്രാം Δh
Δp = മർദ്ദത്തിലെ വ്യത്യാസം, Δh = ഉയരത്തിലെ വ്യത്യാസം
[ഐആർപി]
അന്തരീക്ഷമർദ്ദം
നമ്മൾ വെള്ളത്തിൽ മുങ്ങുമ്പോൾ, നമ്മുടെ ശരീരത്തിന്റെ എല്ലാ ഭാഗങ്ങളും വെള്ളത്താൽ മൂടപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. നമ്മൾ കൂടുതൽ ആഴത്തിൽ മുങ്ങുമ്പോൾ, നമുക്ക് അനുഭവപ്പെടുന്ന സമ്മർദ്ദം വർദ്ധിക്കും. എല്ലാ ദിവസവും നമ്മൾ അന്തരീക്ഷത്താൽ മൂടപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, അത് വെള്ളത്തിലായിരിക്കുമ്പോൾ പോലെ നമ്മുടെ ശരീരത്തിന്റെ എല്ലാ ഭാഗങ്ങളെയും എപ്പോഴും അടിച്ചമർത്തുന്നു. കടൽവെള്ളത്തിലെന്നപോലെ, ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തെ "കടൽ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള" അന്തരീക്ഷവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താം. അന്തരീക്ഷം നമ്മുടെ ശരീരത്തിന്റെ എല്ലാ ഭാഗങ്ങളെയും എപ്പോൾ വേണമെങ്കിലും അടിച്ചമർത്തുന്നുവെങ്കിൽ, കടലിന്റെ അടിത്തട്ടിൽ എന്നപോലെ നമുക്ക് അത് അനുഭവപ്പെടാത്തത് എന്തുകൊണ്ട്? നമ്മുടെ ശരീരകോശങ്ങൾ ബാഹ്യ മർദ്ദത്തിന് സമാനമായ ആന്തരിക മർദ്ദം നിലനിർത്തുന്നു. ഇത് ഈ സമ്മർദ്ദ വ്യത്യാസങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ നമുക്ക് അനുഭവപ്പെടാതിരിക്കാൻ കാരണമാകുന്നു.
ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷമർദ്ദവും ഉയരത്തിനനുസരിച്ച് മാറുന്നു. എന്നാൽ ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷമർദ്ദം ദ്രാവകത്തിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്. വളരെ വലുതല്ലാത്ത ആഴത്തിലുള്ള വ്യത്യാസങ്ങൾക്ക് ദ്രാവകങ്ങളുടെ സാന്ദ്രതയിലെ മാറ്റങ്ങൾ വളരെ ചെറുതാണ്, അതിനാൽ ദ്രാവകത്തിന്റെ സാന്ദ്രത ഒരുപോലെയായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. ഇത് ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ പിണ്ഡത്തിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്. ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ പിണ്ഡം ഉയരത്തിനനുസരിച്ച് ഗണ്യമായി വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. ഓരോ ഉയരത്തിലും വായുവിന്റെ സാന്ദ്രത വ്യത്യാസപ്പെടുന്നതിനാൽ മുകളിൽ ഉരുത്തിരിഞ്ഞ സമവാക്യങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് നമുക്ക് അന്തരീക്ഷമർദ്ദം കണക്കാക്കാൻ കഴിയില്ല. കൂടാതെ, ഉയരങ്ങൾ അളക്കാൻ കഴിയുന്ന അന്തരീക്ഷത്തിന് പരിധിയില്ല. കാലാവസ്ഥയെ ആശ്രയിച്ച് അന്തരീക്ഷമർദ്ദവും വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. അന്തരീക്ഷമർദ്ദം നിർണ്ണയിക്കാൻ, ഞങ്ങൾ അളവുകൾ എടുക്കുന്നു.
മർദ്ദം അളക്കൽ
ഗലീലിയോയുടെ വിദ്യാർത്ഥിയായ ഇവാഞ്ചലിസ്റ്റ ടോറിസെല്ലി (1608-1647) 1643-ൽ തന്റെ കൃതിയിൽ ഉപയോഗിച്ച മെർക്കുറി ബാരോമീറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് അന്തരീക്ഷമർദ്ദം അളക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു മാർഗം കണ്ടുപിടിച്ചു. ബാരോമീറ്റർ ഒരു നീണ്ട ഗ്ലാസ് ട്യൂബാണ്, അതിൽ ട്യൂബ് മെർക്കുറി കൊണ്ട് നിറച്ചിരിക്കുന്നു. ശരി, മെർക്കുറി അടങ്ങിയ ഗ്ലാസ് ട്യൂബ് മെർക്കുറി കൊണ്ട് നിറച്ച ഒരു പാത്രത്തിൽ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു.
മെർക്കുറി അടങ്ങിയ ഒരു ഗ്ലാസ് പൈപ്പ് വിപരീത ദിശയിലേക്ക് മാറ്റുമ്പോൾ, ട്യൂബിന്റെ അവസാനം മെർക്കുറി കൊണ്ട് നിറയുന്നില്ല; ഉള്ളടക്കങ്ങൾ മെർക്കുറി നീരാവി മാത്രമാണ്, മർദ്ദം വളരെ ചെറുതായതിനാൽ അത് അവഗണിക്കപ്പെടുന്നു (p2 = 0). പ്ലേറ്റിനുള്ളിലെ മെർക്കുറിയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ, താഴേക്ക് നയിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു അന്തരീക്ഷമർദ്ദമുണ്ട് (അന്തരീക്ഷം പ്ലേറ്റിലെ മെർക്കുറിയെ അമർത്തുന്നു). ഗ്ലാസ് പൈപ്പിലെ മെർക്കുറി കോളത്തെ അന്തരീക്ഷമർദ്ദം നിലനിർത്തുന്നു. ചിത്രത്തിൽ, അന്തരീക്ഷമർദ്ദം po ആണ് പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നത്. സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിന്റെ അളവ് കണക്കാക്കാം:
പി ഒ = ρ ഘ
അളവുകളുടെ ഫലത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, സമുദ്രനിരപ്പിലെ അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിന്റെ ശരാശരി 1.013 x 10 5 N/m 2 ആണ് . സമുദ്രനിരപ്പിലെ അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിന്റെ അളവ് മറ്റ് മർദ്ദ യൂണിറ്റുകളെ നിർവചിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതായത് atm (അന്തരീക്ഷം). അതിനാൽ 1 atm = 1.013 x 10 5 N/m 2 = 101.3 kPa (kPa = കിലോ പാസ്കലുകൾ). മറ്റൊരു മർദ്ദ യൂണിറ്റ് ഒരു ബാർ ആണ് (പലപ്പോഴും കാലാവസ്ഥാ ശാസ്ത്രത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു). 1 ബാർ = 1.00 x 10 5 N/m 2 = 100 kPa.
[ഐആർപി]
മുകളിലുള്ള അന്തരീക്ഷമർദ്ദം എങ്ങനെയാണ് ലഭിക്കുന്നത്?
മുകളിൽ ടോറിസെല്ലി കാണിച്ച തത്വങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് അളക്കൽ. ഉപയോഗിക്കുന്ന മെർക്കുറി നിരയുടെ ഉയരം 76 സെന്റീമീറ്റർ ആണ് (അന്തരീക്ഷമർദ്ദം 76.0 സെന്റീമീറ്റർ ഉയരത്തിൽ മാത്രം എത്തുന്ന മെർക്കുറി നിരയെ മാത്രമേ ഉൾക്കൊള്ളാൻ കഴിയൂ), ഇവിടെ മെർക്കുറി താപനില കൃത്യമായി 0 o C ഉം ഗുരുത്വാകർഷണ ത്വരണത്തിന്റെ വ്യാപ്തി 9.8 m/s 2 ഉം ആണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത് . ഈ അവസ്ഥയിൽ മെർക്കുറിയുടെ പിണ്ഡം 13.6 x 10 3 kg/m 3 ആണ് . അന്തരീക്ഷമർദ്ദം:
പി ഒ = ρ ഘ
p o = (13.6 x 10 3 കിലോഗ്രാം/മീറ്റർ 3 )(9.8 മീ/സെ 2 )(76 സെ.മീ)
പി ഒ = (13.6 x 10 3 കിലോഗ്രാം/മീറ്റർ 3 )(9.8 മീ/സെ 2 )(76 x 10 -2 മീ)
പി ഒ = 101.3 x 10 3 N/m 2
പി ഒ = 1.013 x 10 5 N/m 2
പി ഒ = 1 എടിഎം
മർദ്ദ ഉപകരണങ്ങൾ
ഓപ്പൺ ട്യൂബ് മാനോമീറ്ററുകൾ ഉൾപ്പെടെ മർദ്ദം അളക്കാൻ നിരവധി ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ഒരു തുറന്ന ട്യൂബ് മാനോമീറ്ററിൽ, ട്യൂബ് U- ആകൃതിയിലുള്ളപ്പോൾ, ചില ട്യൂബുകളിൽ ദ്രാവകം (മെർക്കുറി അല്ലെങ്കിൽ വെള്ളം) നിറച്ചിരിക്കും. അളന്ന മർദ്ദം ട്യൂബിലേക്ക് നിറയ്ക്കുന്ന ദ്രാവകത്തിന്റെ രണ്ട് ഉയരങ്ങളിലെ വ്യത്യാസവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. മർദ്ദത്തിന്റെ അളവ് സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കുന്നു:
പി = പി എ + ρ ഘ
p a = അന്തരീക്ഷമർദ്ദം
ρ gh = അളന്ന മർദ്ദം
ρ = ദ്രാവകത്തിന്റെ സാന്ദ്രത
സാധാരണയായി ρ gh എന്ന ഉൽപ്പന്നമല്ല, ദ്രാവകത്തിന്റെ ഉയരമാണ് (h) കണക്കാക്കുന്നത്, കാരണം മർദ്ദം ചിലപ്പോൾ മില്ലിമീറ്റർ മെർക്കുറി (mm Hg) അല്ലെങ്കിൽ മില്ലിമീറ്റർ വെള്ളം (mm H 2 O) എന്നിവയിൽ നൽകപ്പെടുന്നു. mm hg യുടെ മറ്റൊരു പേര് ടോർ (ഇവാഞ്ചലിസ്റ്റ ടോറിസെല്ലിയുടെ ബഹുമാനാർത്ഥം) എന്നാണ്.
മാനോമീറ്ററുകൾക്ക് പുറമേ, ടയർ പ്രഷർ ഗേജുകൾ ഉൾപ്പെടെ മെക്കാനിക്കൽ, ഇലക്ട്രിക്കൽ എന്നിങ്ങനെയുള്ള അനറോയിഡ് ബാരോമീറ്ററുകൾ പോലുള്ള മറ്റ് ഗേജുകളും ഉണ്ട്. അന്തരീക്ഷമർദ്ദം അളക്കാൻ ടോറിസെല്ലി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഉപകരണത്തെ മെർക്കുറി ബാരോമീറ്റർ എന്നും വിളിക്കുന്നു, അതിൽ മെർക്കുറി നിറച്ച ഗ്ലാസ് ട്യൂബ് ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.
[ഐആർപി]
ഗേജ് മർദ്ദവും സമ്പൂർണ്ണ മർദ്ദവും
അബ്സൊല്യൂട്ട് മർദ്ദം = അന്തരീക്ഷമർദ്ദം + അളന്ന മർദ്ദം. അതിനാൽ കേവല മർദ്ദം ലഭിക്കാൻ, നമ്മൾ ഗേജ് മർദ്ദം അന്തരീക്ഷമർദ്ദവുമായി ചേർക്കുന്നു. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, അബ്സൊല്യൂട്ട് മർദ്ദം = മൊത്തം മർദ്ദം. ഗണിതശാസ്ത്രപരമായി ഇങ്ങനെ എഴുതാം:
പി = പാ + പി ജി
ഉദാഹരണത്തിന് നമ്മൾ അളക്കുന്ന ടയർ മർദ്ദം = 100 kPa ആണെങ്കിൽ, കേവല മർദ്ദം:
പി = പി എ + പി ജി
പി = 101 കെപിഎ + 100 കെപിഎ
പി = 201 കെപിഎ
കേവല മർദ്ദത്തിന്റെ അളവ് = 201 kPa
ഉദാഹരണ പ്രശ്നം 1:
ഒരു അന്തർവാഹിനി 200 മീറ്റർ ആഴത്തിൽ മുങ്ങുന്നു. അന്തർവാഹിനി അനുഭവിക്കുന്ന മർദ്ദം എന്താണ്? g = 10 m/s 2
അറിയപ്പെടുന്നത്:
ആഴം (h) = 200 മീ.
സമുദ്രജലത്തിന്റെ സാന്ദ്രത (ρ) = 1.03 x 10 3 കിലോഗ്രാം/മീ 3 = 1030 കിലോഗ്രാം/മീ 3
അന്തരീക്ഷമർദ്ദം (pa) = 1 atm = 1 x 10 5 N/m 2 = 1 x 10 5 (Kg m/s 2 )/m 2 = 1 x 10 5 Kg/ms 2
ഗുരുത്വാകർഷണ ത്വരണം (g) = 10 m/s 2
ആവശ്യമുണ്ട്:
പരിഹാരം:
p = pa + ρ gh
p = 1 x 10 5 കിലോഗ്രാം/മി.സെ 2 + (1030 കിലോഗ്രാം/മി.സെ 3 )(10 മീ/സെ 2 )(200 മീ)
പി = 1 x 10 5 കിലോഗ്രാം/മി.സെ. 2 + 2060000 കിലോഗ്രാം/മി.സെ. 2
പി = 1 x 10 5 കിലോഗ്രാം/മി.സെ. 2 + 20.6 x 10 5 കിലോഗ്രാം/മി.സെ. 2
പി = 21.6 x 10 5 കിലോഗ്രാം/മി.സെ. 2
പി = 21.6 x 10 5 N/m 2
പി = 21.6 x 10 5 പാ
അന്തരീക്ഷമർദ്ദം കണക്കുകൂട്ടലിൽ ഉൾപ്പെടുത്താതിരിക്കാൻ കണ്ടെയ്നർ തുറന്നിരിക്കുന്നു.
ഉദാഹരണ പ്രശ്നം 2:
10 മീറ്റർ ഉയരമുള്ള ഒരു വാട്ടർ റിസർവോയറിൽ വെള്ളം നിറച്ചിരിക്കുന്നു. ജലസംഭരണിയുടെ ഉപരിതലം അടച്ചിട്ടിരിക്കുകയാണെങ്കിൽ, കണ്ടെയ്നറിന്റെ അടിയിലുള്ള ജലമർദ്ദം എന്താണ്? g = 10 മീ/സെ 2
അറിയപ്പെടുന്നത്:
ഉയരം (h) = 10 മീ.
ജലത്തിന്റെ സാന്ദ്രത (ρ) = 1,00 x 10 3 കിലോഗ്രാം/മീറ്റർ 3 = 1000 കിലോഗ്രാം/മീറ്റർ 3
അന്തരീക്ഷമർദ്ദം (pa) = 1 atm = 1 x 10 5 N/m 2 = 1 x 10 5 (kg m/s 2 ) / m 2 = 1 x 10 5 Kg/ms 2
ഗുരുത്വാകർഷണ ത്വരണം (g) = 10 m/s 2
ആഗ്രഹിച്ചത്: സമ്മർദ്ദം
പരിഹാരം:
പി = ρ ഘ
പി = (1000 കി.ഗ്രാം/മീറ്റർ 3 )(10 മീ/സെ 2 )(200 മീ)
പി = 2000,000 കിലോഗ്രാം/മി.സെ 2
പി = 20 x 10 5 കിലോഗ്രാം/മി.സെ. 2
പി = 20 x 10 5 N/m 2
പി = 20 x 10 5 പാ
അന്തരീക്ഷമർദ്ദം കണക്കുകൂട്ടലിൽ ഉൾപ്പെടുത്താതിരിക്കാൻ കണ്ടെയ്നർ അടച്ചിരിക്കുന്നു.
ഉദാഹരണ പ്രശ്നം 3:
ജല നിരയുടെ ഉയരം (വലത്) = 50 സെ.മീ, അതേസമയം മറ്റേ ദ്രാവക നിരയുടെ ഉയരം (ഇടത്) = 30 സെ.മീ. മറ്റ് ദ്രാവകങ്ങളുടെ സാന്ദ്രത എന്താണ്?
അറിയപ്പെടുന്നത്:
ഗുരുത്വാകർഷണ ത്വരണം (g) = 10 m/s 2
ജലത്തിന്റെ ഉയരം (h 1 ) = 50 സെ.മീ.
ജലത്തിന്റെ സാന്ദ്രത (ρ 1 ) = 1 x 10 3 കിലോഗ്രാം/മീറ്റർ 3 = 1000 കിലോഗ്രാം/മീറ്റർ 3
മറ്റൊരു ദ്രാവകത്തിന്റെ ഉയരം (h 2 ) = 30 സെ.മീ.
ആവശ്യമുള്ളത്: മറ്റൊരു ദ്രാവകത്തിന്റെ സാന്ദ്രത
പരിഹാരം:
pa + ρ 1 gh 1 = pa + ρ 2 gh 2
ρ 1 മ 1 = ρ 2 മ 2
ρ 2 = ρ 1 മണിക്കൂർ 1 / മണിക്കൂർ 2
ρ 2 = (50 സെ.മീ)(1000 കിലോഗ്രാം/മീ 3 ) / 30 സെ.മീ
ρ 2 = 1666.7 കിലോഗ്രാം/മീ 3
[ഐആർപി]
