Suhteellinen painekaava, miten se lasketaan, esimerkkejä, liikunta

Se Premiessuhteellinen Ón Se mitataan tietyn arvon tai Narkina, joka on yleensä ilmakehän paine merenpinnassa (tavanomainen ilmakehän paine). Tämä on tarkoituksenmukaista, koska suuri osa paineen mittauksista suoritetaan ilmakehän muodostavien kaasumaisten kerrosten alla, jotka aiheuttavat heidän oman paineensa.

Toisaalta absoluuttinen paine mitataan kokonais tyhjiön suhteen, jossa ei ole vuorovaikutusta molekyylejä. Säiliö, jossa tyhjiö on tehty, seinien sisäpuolelta tai sen sisällä oleviin esineisiin ei toimisi hiukkasia.

Kuvio 1. Suhteellisen paineen mittaamiseksi käytetään näin. Lähde: Wikimedia Commons.

Mitatut paineet voivat olla ilmakehän paineen ylä- tai alapuolella. Ensimmäisessä tapauksessa puhutaan mittaripaine Ja toisessa tyhjiöpaine.

Normaalisti renkaissa ja verenpaineessa mitatut paineet ovat suhteellisia paineita, kun taas ilmakehän paine mitataan barometrillä, se on ehdoton paine.

[TOC]

Suhteellinen painekaava

Suhteellinen paine on ero absoluuttisen paineen p välillä_{Abs -abs} ja ilmakehän paine P_{Pankkiautomaatti}, Se on paine- tai paineiden ero. Suhteellisessa paineessa p_Rel Se tunnetaan englanniksi nimellä Mittaripaine P_g Ja se antaa suhde:

P_{Abs -abs} = P_{Pankkiautomaatti} + P_g

P_Rel = P_{Abs -abs} - P_{Pankkiautomaatti}

Paineessa Pascalia käytetään kansainvälisen yksikköjärjestelmän mittayksiköksi riippumatta siitä, onko kyse absoluuttista painetta vai suhteellista painetta.

Pascal vastaa 1 Newtonin kohdassa olevaa voimaa 1 m: n alueella², Mutta muita yksiköitä käytetään usein, kuten elohopea, vesi, anglo -saksin yksiköt, kuten psi ja muut.

Voi palvella sinua: 31 fysiikan voimantyyppiä ja niiden ominaisuuksia

Kuinka suhteellinen paine lasketaan?

Jos absoluuttinen paine tunnetaan yhdessä pisteessä ja tavanomainen ilmakehän paine, suhteellinen paine on vähennys molempien välillä.

Oletetaan esimerkiksi, että absoluuttinen paine tietyssä järjestelmässä on 305 kPa. Tietäen, että tavanomainen ilmakehän paine on 101.3 kPa, suhteellinen paine on:

P_g = P_{Abs -abs} - P_{Pankkiautomaatti} = 305 - 101.3 kPa = 203.7 kPa

KPA tai kilopascal on tuhat kertaa suurempi kuin Pascal. Sitä käytetään useammin, koska painearvot ovat tuhansien Pascal -luokan järjestyksessä. Omenan paino on noin yksi Newton ja pascional vastaa tätä 1 metrin sivun neliötä jakautuvaa voimaa. Muut kerrannaiset, kuten Megapassi (1 MPa = 1 x 10⁶ PA) tai Gigapascal (1 GPA = 1x 10⁹ PA).

Esimerkin paine on manometrinen, koska se on ilmakehän paineen yläpuolella, mutta tämän alapuolella on absoluuttinen paine. Esimerkiksi, jos säiliön kaasun absoluuttinen paine on 50 kPa, sen suhteellinen paine on tyhjiöpaine, joka tuottaa imua:

P_g = P_{Abs -abs} - P_{Pankkiautomaatti} = 50 - 101.3 kPa = -51.3 kPa

Näissä esimerkeissä käytettiin tavanomaista ilmakehän painetta, mikä on paine merenpinnan tasolla. Mutta jos laskelmassa vaaditaan enemmän tarkkuutta, voidaan käyttää paikallista ilmakehän painetta, mikä voi poiketa 101: stä.3 kPa, koska se riippuu korkeudesta ja muista maantieteellisistä olosuhteista.

Teksteissä yleensä annetut paineet ovat suhteellisia, ja jos sen on toimimaan absoluuttisilla paineilla, nämä erotetaan tilausten avulla sekaannuksen välttämiseksi.

Voi palvella sinua: aurinko

Paineen vaihtelu syvyydellä

Jokaisessa nesteessä olevan veden sisällä on paine. Olettaen, että vesi on puristamaton, joten sen tiheys pysyy vakiona ja paine vaihtelee pystysuunnassa.

Se voidaan tarkistaa ottamalla pieni osa nestettä paksun levyn muodossa Dy Se on levossa nesteen massan keskellä.

Kuva 2. Pieni osa levyn muotoista nestettä, staattisessa tasapainossa. Lähde: f. Zapata.

Levyn pyöreiden reunojen voimat peruuttavat ikätoverit, mutta eivät levyn ylä- ja alapuolella olevien nesteen massaa kohdistamat voimat: F₁ ja F₂. Lisäksi on tarpeen harkita nestelevyn painoaW - Newtonin toisessa laissa:

∑f_ja = F₂ - F₁ - W = 0

Nämä voimat voidaan ilmaista paineen perusteella, joka on kohtisuora voima pinta -alayksikköä kohti. Tällä tavoin meillä on paine p, tuotettu Force F₁-

F₁ = P. -Lla

Missä a on levyn pyöreä alue. Samalla lailla:

F₂ = (P + DP). -Lla

P + DP: n paine syvyydessä ja + dy. Paino on dw = dm . G:

(P + DP). A - P. A - DM . G = 0

Nesteen tiheys on ρ = DM/ DV, DV: llä nestelevyn tilavuus, joka on annettu a.Dy. Tällä tavalla:

(P + DP). A - P. A - ρa.Dy .G = 0

Saatu yhtälö yksinkertaistetaan:

Dp - ρgdy = 0 → dp = ρgdy

Integroida molemmat osapuolet ja₁ Y: hen₂-

= P₂ - P₁ = ρg (ja₂ - ja₁-A

Termi p₂ - P₁ Se on ero paineissa tai differentiaalisessa paineessa. Jos haluamme tietää paineen pystysuorassa koordinaattipisteessä ja me teemme ja₁ = 0, ja₂ = y ja P_jompikumpi = P_{Pankkiautomaatti.} Tämän avulla meillä on paine suhteessa tähän syvyyteen, joka riippuu yksinomaan syvyydestä ja:

Voi palvella sinua: epäsäännöllinen galaksi: muodostuminen, ominaisuudet, tyypit, esimerkit

P₂ - P_{Pankkiautomaatti} = ρgy ⇒ p_Rel = ρgy

Esimerkkejä suhteellisesta paineesta

Paine uima -altaan pohjassa

Olemme kaikki kokeneet paineen, joka tuntuu upottamalla itsemme uima -altaaseen tai mereen. Mikä on suhteellinen paine, joka tuntuu upottamalla makean veden uima -altaalla 5 metrin syvyydessä? Edellisen lausekkeen käyttäminen ja tietäen, että makean veden tiheys on 1000 kg/m³, G = 9: n kanssa.81 m/s² Suhteellinen paine on:

P_Rel = ρgy = 1000 x 9.81 x 5 Pa = 49050 PA.

Paine renkaaseen

Ajoneuvon renkaat ovat yleensä 32 psi: n paineessa. Tämä on suhteellinen tai manometrinen paine punnalla neliötuumaa kohti, yksikkö, jota käytettiin englanninkielisissä maissa. Monet manometrit kalibroivat näissä yksiköissä. 32 psi vastaa 220632 Pa o 220 kPa.

Liikuntaa

Säiliö sisältää bensiiniä ja glyseriiniä, kahta ei -sekoittumatonta nestettä (älä sekoita) ilmoitetuissa korkeuksissa. Mikä on manometrinen paine säiliön alaosassa? Erityiset painot on kiinnitetty, merkitty kreikkalaisella kirjaimella γ, kunkin nesteen:

γ_kaasu = 45.3 lb/ft³

γ_Gly = 78.7 lb/ft³

Kuva 3. Säiliö täynnä kahta ei -sekoittumatonta nestettä. Lähde: Hibbeler, R. Fluidimekaniikka.

Ratkaisu

Nesteen spesifinen paino γ on sen tiheyden tuote, joka johtuu painovoiman kiihtyvyydestä, joten suhteellisen paineen yhtälö voidaan ilmaista seuraavasti:

P_Rel = γ.ja

Suhteellinen paine säiliön alaosassa johtuu sekä glyseriinipylvään että bensiinin painosta ja on riippumaton säiliön muodosta:

P_Rel = γ_kaasu . ja_Ab + γ_Gly . ja_BC = (45.3 x 2 + 78.7 x 3) lb/ft² = 326.7 lb/ft²

Viitteet

1. Cimbala, c. 2006. Nesteiden, perusteiden ja sovellusten mekaniikka. MC. Graw Hill.
2. Hibbeler, R. 2015. Fluidimekaniikka. Ensimmäinen. Ed. Pearson.
3. Mott, r.  2006. Fluidimekaniikka. Neljäs. Painos. Pearson -koulutus.
4. Istuu, a. 2006. Nestemekaniikka, fyysinen esittely. Alfa -omega.
5. Streeter, v. 1999. Fluidimekaniikka. McGraw Hill.
6. Zapata, f. Paine ja syvyys. Toipunut: Francesphysics.Blogin.com.