Absolutt trykkformel, hvordan den beregnes, eksempler, øvelser

4111
Egbert Haynes

De absolutt press det er den som måles i sammenligning med det absolutte vakuumet, derfor er det alltid en positiv størrelse. Dette er fornuftig, siden det i vakuum ikke er noe som utøver kraft, og følgelig ikke er noe trykk..

På den annen side måles det relative trykket alltid i forhold til en annen som blir tatt som referanse, den vanligste er den som utøves av den gassformige massen som omgir jorden: atmosfæren vår, siden vi alltid er underlagt den..

Figur 1. Absolutt trykk måles alltid i forhold til vakuum. Kilde: F. Zapata.

Av denne grunn er de fleste instrumentene som brukes til å måle trykk, kalt trykkmålere, er kalibrert slik at null tilsvarer nøyaktig atmosfæretrykket.

Atmosfærisk trykk er definert som kraften per arealeenhet som utøves av jordens atmosfære, ved hjelp av pascal som trykkmåleenhet i SI International System of målinger, både for atmosfæretrykk og ethvert annet.

Når vi for eksempel bruker instrumenter som en dekktrykkmåler, er det vi faktisk måler forskjellen mellom dekktrykket og det som utøves av atmosfæren. Imidlertid er det også instrumenter for å måle absolutt trykk, barometre.

La Pab absolutt trykk, Pminibank standard atmosfærisk trykk (ved havnivå) og PMann  (eller på engelsk svurdere) den som manometeret måler, er forholdet mellom dem:

Pab = Pminibank + PMann

Artikkelindeks

  • 1 Hvordan beregnes absolutt trykk?
    • 1.1 - Måling av atmosfærisk trykk
    • 1.2 - Enheter for atmosfærisk trykk
  • 2 Eksempler
  • 3 Løst øvelser
    • 3.1 - Øvelse 1
    • 3.2 - Øvelse 2
  • 4 Referanser

Hvordan beregner du absolutt trykk?

Siden barometre er instrumentene som måler absolutt trykk, kalles dette noen ganger barometrisk trykk. Det er veldig enkelt å beregne det, selv om du ikke har et barometer, siden det er nok til å legge til målertrykket verdien av standard atmosfæretrykk.

Det bør avklares at atmosfæretrykket varierer avhengig av stedet på jorden der det måles, siden det er avhengig av høyde, temperatur og andre klimatiske forhold. Standardverdien av Pminibank i pascal er det 101325 Pa, og det er normalt at det varierer i området fra 96000 til 105000 Pa omtrent.

Hvis noe væske har et målertrykk på 65000 Pa, la oss si, med hensyn til atmosfærisk trykk, betyr dette at dets absolutte trykk er, i henhold til forrige ligning:

Pabs = 65000 + 101325 Pa = 166325 Pa.

- Atmosfærisk trykkmåling

Atmosfærisk trykk måles med et barometer, et apparat som ble oppfunnet i 1643 av den italienske fysikeren og Galileos assistent, kalt Evangelista Torricelli (1608-1647)..

I sitt berømte eksperiment fylte Torricelli et rør med kvikksølv, lengre enn 762 mm, og holdt en av endene åpne, vendte han den om til en åpen beholder, også fylt med kvikksølv..

Forskeren observerte at væskesøylen alltid steg til en viss høyde h, og etterlot et vakuum på toppen, bortsett fra tilstedeværelsen av en liten mengde kvikksølvdamp.

Nevnte høyde h er proporsjonal med trykket P ved bunnen av væskesøylen:

h = P / γHg

Hvor γHg er den spesifikke vekten av kvikksølv, definert som vekt per volumenhet eller også som produktet av tetthet og tyngdeakselerasjon g. Atmosfæretrykket vil være summen av damptrykket til kvikksølv i den øvre delen av røret og trykket P, men førstnevnte er så lite at i praksis faller P sammen med Pminibank.

Og dermed:

h = Pminibank/ γHg → Pminibank = γHg x h

Torricelli observerte at høyden på kolonnen forble 760 mm, og visste at tettheten av kvikksølv er 13.600 kg / m3 og tyngdeakselerasjonen er 9,91 m / sto, det oppnås at atmosfæretrykket er lik:

Pminibank = γHg x h = 13600 x 9,8 x 0,760 Pa = 101293 Pa.

- Enheter for atmosfærisk trykk

Andre verdier for atmosfæretrykk i forskjellige enheter er 1.013 bar = 1013 millibars = 14,70 lb / in.to (pounds per kvadrattomme eller psi, enhet for vanlig bruk i engelsktalende land).

Det er også en enhet som tar verdien som referanse, kalt presist stemning, slik at 1 atmosfære (forkortet minibank) tilsvarer 101293 Pa.

Atmosfærisk trykk kan også uttrykkes direkte i mm Hg, en enhet nå kjent som torr, til ære for Evangelista Torricelli.

Figur 2. Merkur-kolonnebarometer. Kilde: Wikimedia Commons.

Høyden på kvikksølvkolonnen varierer avhengig av sted, derfor gir den opphav til forskjellige verdier av Pminibank. For eksempel i noen byer i Latin-Amerika, som ligger i forskjellige høyder over havet:

-Mexico by: 585 mm

-Caracas: 674 mm

-Bogota: 560 mm

-La Paz: 490 mm

Eksempler

- Levende vesener på jorden er tilpasset atmosfæretrykk, som er et absolutt trykk forårsaket av vekten av gassene som utgjør atmosfæren. Så selv om vi ikke oppfatter det som en kraft på oss, eksisterer dette presset og er nødvendig for å opprettholde livet slik vi kjenner det..

- Konseptet med absolutt trykk brukes kontinuerlig når man studerer jordens klima og atmosfære, så vel som i utformingen av barometre..

- Et annet eksempel på bruk av absolutt trykk er å bestemme høyden på flyet ved hjelp av høydemåler. Ettersom atmosfæretrykket varierer med høyden, er det ikke en god ide å gjøre det til en referanse, så absolutt trykk brukes til å sikre presisjon i målingene, veldig viktig for flysikkerheten..

Løst øvelser

- Øvelse 1

En manometer er koblet til et kammer, noe som gir en måling på 24 kPa, på et sted der atmosfæretrykket er 92 kPa. Hva er kammerets absolutte trykk?

Løsning

Dataene i uttalelsen har trykket i kPa eller kilopascal. Pascal er en ganske liten enhet, så prefiksene kilo, mega og giga er vanlige. Én kPa tilsvarer 1000 Pa, men siden begge dataene er i de samme enhetene, kan de legges til uten problemer og til slutt gjøre en konvertering til pascal hvis ønskelig.

Ved hjelp av ligningen: Pab = Pminibank + PMann og å erstatte verdier er:

Pab = 92 kPa + 24 kPa = 116 kPa = 116000 Pa

- Øvelse 2

For de fleste daglige bruksområder, for eksempel å måle dekktrykk eller motorkompresjon, blir trykkreferansenivå 0 tatt som atmosfærisk trykk.

Så når et dekktrykkmåler leser 32 psi, er det relativt trykk. Hva er absolutt trykk i dekket i dette tilfellet?

Figur 3. Dekktrykkmåleren måler trykk sammenlignet med atmosfæretrykk. Kilde: Pixabay.

Løsning

Absolutt trykk er summen av verdien som vises av trykkmåleren og atmosfæretrykket på stedet. Som nevnt tidligere brukes psi-enheten ofte i engelsktalende land..

Med standardverdien på 14,7 psi er dekkets absolutte trykk:

Pabs = 32,0 psi + 14. 7 psi = 46,7 psi 46,7 lb / into

Referanser

  1. Cimbala, C. 2006. Fluid Mechanics, Fundamentals and Applications. Mc. Graw bakke.
  2. Mott, R. 2006. Væskemekanikk. 4. plass Utgave. Pearson Education.
  3. Quora. Hva er absolutt press? Gjenopprettet fra: quora.com
  4. Smits, A. 2006. Fluid Mechanics, A Physical Introduction. Alpha Omega.
  5. Streeter, V. 1999. Væskemekanikk. Mcgraw hill.
  6. Zapata, F. Trykk og dybde. Gjenopprettet fra: francesphysics.blogspot.com.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.