Absolut trykformel, hvordan den beregnes, eksempler, øvelser

3122
Simon Doyle

Det absolut pres det er det, der måles i sammenligning med det absolutte vakuum, derfor er det altid en positiv størrelse. Dette giver mening, da der i vakuum ikke er noget, der udøver kraft, og der følgelig ikke er noget pres..

På den anden side måles det relative tryk altid i forhold til en anden, der tages som reference, den mest almindelige er den, der udøves af den gasformige masse, der omgiver Jorden: vores atmosfære, da vi altid er underlagt den..

Figur 1. Absolut tryk måles altid i forhold til vakuum. Kilde: F. Zapata.

Af denne grund kaldes de fleste af de instrumenter, der bruges til at måle tryk manometre, er kalibreret, så nul svarer nøjagtigt til det nævnte atmosfæriske tryk.

Atmosfærisk tryk defineres som den kraft pr. Arealenhed, der udøves af jordens atmosfære ved hjælp af pascal som trykmåleenhed i SI International System of målinger, både for atmosfærisk tryk og ethvert andet.

Når vi f.eks. Bruger instrumenter som et dæktryksmåler, er det, vi faktisk måler, forskellen mellem dæktrykket og det, der udøves af atmosfæren. Der er dog også instrumenter til at måle absolut tryk, barometre.

Lad Pab absolut tryk, Ppengeautomat atmosfærisk standardtryk (ved havoverfladen) og Pmand  (eller på engelsk sgage) den målte med manometeret, er forholdet mellem dem:

Pab = Ppengeautomat + Pmand

Artikelindeks

  • 1 Hvordan beregnes absolut tryk?
    • 1.1 - Måling af atmosfærisk tryk
    • 1.2 - Enheder til atmosfærisk tryk
  • 2 Eksempler
  • 3 Løst øvelser
    • 3.1 - Øvelse 1
    • 3.2 - Øvelse 2
  • 4 Referencer

Hvordan beregner man det absolutte tryk?

Da barometre er de instrumenter, der måler absolut tryk, kaldes dette undertiden barometertryk. Det er meget let at beregne det, selvom du ikke har et barometer, da det er nok at tilføje værdien af ​​det normale atmosfæriske tryk til målertrykket.

Det skal præciseres, at atmosfærisk tryk varierer alt efter det sted på jorden, hvor det måles, da det er afhængigt af højde, temperatur og andre klimatiske forhold. Standardværdien af ​​Ppengeautomat i pascal er det 101325 Pa, idet det er normalt, at det varierer i området fra 96000 til 105000 Pa ca..

Hvis væske har et målertryk på 65000 Pa, lad os sige, med hensyn til atmosfærisk tryk, betyder det, at dets absolutte tryk er ifølge den tidligere ligning:

Pabs = 65000 + 101325 Pa = 166325 Pa.

- Måling af atmosfærisk tryk

Atmosfærisk tryk måles med et barometer, en enhed opfundet i 1643 af den italienske fysiker og Galileos assistent, kaldet Evangelista Torricelli (1608-1647)..

I sit berømte eksperiment fyldte Torricelli et rør med kviksølv, der var længere end 762 mm og holdt en af ​​dens ender åbne, vendte han det om til en åben beholder, også fyldt med kviksølv..

Forskeren observerede, at væskesøjlen altid steg til en vis højde h og efterlod et vakuum i toppen bortset fra tilstedeværelsen af ​​en lille mængde kviksølvdamp.

Nævnte højde h er proportional med trykket P ved bunden af ​​væskesøjlen:

h = P / yHg

Hvor γHg er den specifikke vægt af kviksølv, defineret som vægt pr. volumenhedsenhed eller også som produktet af densitet og tyngdeacceleration g. Det atmosfæriske tryk ville være summen af ​​dampens tryk i kviksølv i den øverste del af røret og trykket P, men førstnævnte er så lille, at P i praksis falder sammen med Ppengeautomat.

Dermed:

h = Ppengeautomat/ γHg → Spengeautomat = γHg x h

Torricelli observerede, at søjlens højde forblev 760 mm, og vel vidende, at kviksølvdensiteten er 13.600 kg / m3 og tyngdeacceleration er 9,91 m / sto, det opnås, at atmosfæretrykket er lig med:

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

- Enheder til atmosfærisk tryk

Andre værdier for atmosfærisk tryk i forskellige enheder er 1.013 bar = 1013 millibarer = 14,70 lb / in.to (pund pr. kvadrat tomme eller psi, enhed til almindelig brug i engelsktalende lande).

Der er også en enhed, der tager dens værdi som en reference, kaldet præcist stemning, således at 1 atmosfære (forkortet pengeautomat) er lig med 101293 Pa.

Atmosfærisk tryk kan også udtrykkes direkte i mm Hg, en enhed nu kendt som torr, til ære for Evangelista Torricelli.

Figur 2. Kviksølvsøjlebarometer. Kilde: Wikimedia Commons.

Kviksølvsøjlens højde varierer afhængigt af stedet, hvorfor det giver anledning til forskellige værdier af Ppengeautomat. For eksempel i nogle byer i Latinamerika, der ligger i forskellige højder over havets overflade:

-Mexico City: 585 mm

-Caracas: 674 mm

-Bogota: 560 mm

-La Paz: 490 mm

Eksempler

- Levende væsener på jorden er tilpasset atmosfæretryk, hvilket er et absolut tryk forårsaget af vægten af ​​de gasser, der udgør atmosfæren. Så selvom vi ikke opfatter det som en kraft på os, eksisterer dette pres og er nødvendigt for at opretholde livet, som vi kender det..

- Begrebet absolut tryk bruges kontinuerligt, når man studerer jordens klima og atmosfære såvel som i design af barometre..

- Et andet eksempel på brugen af ​​absolut tryk er ved bestemmelse af flyets højde ved hjælp af højdemåler. Da atmosfærisk tryk varierer med højden, er det ikke en god ide at gøre det til en reference, så der anvendes absolut tryk for at sikre præcision i målinger, meget vigtigt for flysikkerheden..

Løst øvelser

- Øvelse 1

En manometer er forbundet til et kammer, der giver en måling på 24 kPa, et sted hvor atmosfærisk tryk er 92 kPa. Hvad er kammerets absolutte tryk?

Opløsning

Data i erklæringen har tryk i kPa eller kilopascal. Pascal er en forholdsvis lille enhed, så præfikset kilo, mega og giga er almindelige. Én kPa svarer til 1000 Pa, men da begge data er i de samme enheder, kan de tilføjes uden problemer og i slutningen foretage en konvertering til pascal, hvis det ønskes.

Brug af ligningen: Pab = Ppengeautomat + Pmand og erstatning af værdier er:

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

- Øvelse 2

Til de fleste daglige applikationer, såsom måling af dæktryk eller motorkompression, tages trykreferenceniveauet 0 som atmosfærisk tryk.

Så når et dæktryksmåler læser 32 psi, er det relativt tryk. Hvad er det absolutte tryk i dækket i dette tilfælde?

Figur 3. Dæktryksmåleren måler tryk sammenlignet med atmosfærisk tryk. Kilde: Pixabay.

Opløsning

Absolut tryk er summen af ​​værdien, der vises af manometeret og det atmosfæriske tryk på stedet. Som tidligere nævnt er psi-enheden almindeligt anvendt i engelsktalende lande..

Med standardværdien på 14,7 psi er dækkets absolutte tryk:

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

Referencer

  1. Cimbala, C. 2006. Fluid Mechanics, Fundamentals and Applications. Mc. Graw bakke.
  2. Mott, R. 2006. Fluid Mechanics. 4. plads Udgave. Pearson Uddannelse.
  3. Quora. Hvad er absolut pres? Gendannet fra: quora.com
  4. Smits, A. 2006. Fluid Mechanics, A Physical Introduction. Alpha Omega.
  5. Streeter, V. 1999. Fluid Mechanics. Mcgraw bakke.
  6. Zapata, F. Tryk og dybde. Gendannet fra: francesphysics.blogspot.com.

Endnu ingen kommentarer