Relatieve drukformule, hoe het wordt berekend, voorbeelden, oefening

De Presirelatief Ón Het is wat wordt gemeten met betrekking tot een bepaalde waarde of Datum, wat meestal atmosferische druk op zeeniveau is (standaard atmosferische druk). Dit is passend omdat een groot deel van de drukmetingen wordt uitgevoerd onder de gaslagen die de atmosfeer vormen, die hun eigen druk uitoefenen.

Aan de andere kant wordt de absolute druk gemeten met betrekking tot een totaal vacuüm, waarbij er geen moleculen op elkaar inwerken. In een container waarin het vacuüm is gemaakt, zijn er geen deeltjes die van binnenuit op de wanden of op objecten erin werken.

Figuur 1. Om de relatieve druk te meten, wordt een manometer zo gebruikt. Bron: Wikimedia Commons.

De gemeten druk kan boven of onder de atmosferische druk zijn. In het eerste geval is er sprake van de buikdruk En in de tweede van de vacuümdruk.

Normaal gesproken zijn de drukken die dagelijks worden gemeten in de banden en bloeddruk, relatieve drukken, terwijl wanneer de atmosferische druk wordt gemeten door een barometer, het een absolute druk is.

[TOC]

Relatieve drukformule

De relatieve druk is het verschil tussen de absolute druk p_buikspieren en atmosferische druk p_Geldautomaat, Het is een differentiële druk of verschil in druk. Bij de relatieve druk p_Relevant Het is in het Engels bekend als Buikdruk P_G En het wordt gegeven door de relatie:

P_buikspieren = P_Geldautomaat + P_G

P_Relevant = P_buikspieren - P_Geldautomaat

Voor druk wordt Pascal gebruikt als een maateenheid van het internationale systeem van eenheden, ongeacht of het een absolute druk of een relatieve druk is.

De pascal is gelijk aan de kracht die door 1 Newton wordt uitgeoefend over een oppervlakte van 1 m², Maar andere eenheden worden vaak gebruikt, zoals kwik, water, Anglo -Saxon -eenheden zoals zoals psi en anderen.

Kan u van dienst zijn: de 31 soorten kracht in de natuurkunde en hun kenmerken

Hoe wordt de relatieve druk berekend?

Als absolute druk op een bepaald punt bekend is en standaard atmosferische druk, is de relatieve druk de aftrekking tussen beide.

Stel bijvoorbeeld dat de absolute druk in een bepaald systeem 305 kPa is. Wetende dat de standaard atmosferische druk 101 is.3 kPa, de relatieve druk is:

P_G = P_buikspieren - P_Geldautomaat = 305 - 101.3 kPa = 203.7 kPa

De KPA of Kilopascal is duizend keer groter dan een pascal. Het wordt vaker gebruikt, omdat de drukwaarden in de volgorde van de duizenden pascal zijn. Het gewicht van een appel is ongeveer 1 Newton en een pascionale is gelijk aan deze kracht verdeeld in een vierkant van 1 meter zijkantoor. Andere veelvouden zoals Megapascal (1 MPa = 1 x 10⁶ Pa) of de Gigapascal (1 GPA = 1x 10⁹ Vader).

De druk van het voorbeeld is manometrisch, omdat het boven atmosferische druk is, maar er zijn absolute drukken hieronder. Als een gas in een container bijvoorbeeld een absolute druk van 50 kPa heeft, is de relatieve druk ervan een vacuümdruk die zuigkracht veroorzaakt:

P_G = P_buikspieren - P_Geldautomaat = 50 - 101.3 kPa = -51.3 kPa

In deze voorbeelden werd de standaard atmosferische druk gebruikt, wat de druk op zeeniveau is. Maar als er meer nauwkeurigheid nodig is bij de berekening, kan lokale atmosferische druk worden gebruikt, die kunnen verschillen van 101.3 kPa, omdat het afhankelijk is van hoogte en andere geografische omstandigheden.

In de teksten die meestal worden gegeven, zijn de druk die worden gegeven relatief, en als het nodig is om met absolute drukken te werken, worden deze onderscheiden met het gebruik van abonnementen om verwarring te voorkomen.

Kan u van dienst zijn: zon

Variatie van druk met diepte

Op elk punt in een vloeistofachtige water is er druk. Ervan uitgaande dat het water niet samendrukbaar is, dus de dichtheid blijft constant en de druk varieert verticaal.

Het kan worden gecontroleerd door een klein deel van de vloeistof te nemen in de vorm van een dikke schijf Dy dat is in rust te midden van de vloeibare massa.

Figuur 2. Een klein deel van schijfvormige vloeistof, in statisch evenwicht. Bron: f. Zapata.

De krachten op de cirkelvormige randen van de schijf worden geannuleerd door leeftijdsgenoten, maar niet de krachten die worden uitgeoefend door de massa vloeistof boven en onder de schijf: F₁ En F₂. Bovendien is het noodzakelijk om het gewicht van de vloeistofschijf te overwegenW In de tweede wet van Newton:

∑f_En = F₂ - F₁ - W = 0

Deze krachten kunnen worden uitgedrukt in termen van de druk, wat de loodrechte kracht is per eenheid van het gebied. Op deze manier hebben we de druk P, geproduceerd door kracht F₁:

F₁ = P. NAAR

Waar a het cirkelvormige gebied van de schijf is. Op dezelfde manier:

F₂ = (P + DP). NAAR

Met P + DP de druk op diepte en + dy. Het gewicht is DW = DM . G:

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

De vloeistofdichtheid is ρ = dm/ dv, met dv het volume van de vloeistofschijf, gegeven door een.Dy. Op deze manier:

(P + DP). A - P. A - ρa.Dy .G = 0

De verkregen vergelijking is vereenvoudigd om:

Dp - ρGdy = 0 → dp = ρgdy

Beide partijen integreren van en₁ tot y₂:

= P₂ - P₁ = ρg (en₂ - En₁))

De term p₂ - P₁ Het is een verschil in druk of differentiële druk. Als we de druk op het verticale coördinaatpunt willen weten en dat doen we En₁ = 0, En₂ = Y En P_of = P_{Geldautomaat.} Hiermee zullen we de druk hebben ten opzichte van deze diepte, die uitsluitend afhankelijk is van diepte en:

Kan u van dienst zijn: onregelmatige sterrenstelsel: vorming, kenmerken, typen, voorbeelden

P₂ - P_Geldautomaat = ρgy ⇒ P_Relevant = ρgy

Voorbeelden van relatieve druk

Druk onderaan een zwembad

We hebben allemaal de druk ervaren die wordt gevoeld door onszelf onder te dompelen in een zwembad of in de zee. Wat is de relatieve druk die wordt gevoeld door ondergedompeld te worden in een zoetwaterpool op 5 meter diep? De vorige uitdrukking gebruiken en weten dat de dichtheid van zoet water 1000 kg/m is³, Met g = 9.81 m/s² De relatieve druk is:

P_Relevant = ρGy = 1000 x 9.81 x 5 PA = 49050 PA.

Druk op een band

Voertuigbanden hebben meestal een druk van 32 psi. Dit is een relatieve of manometrische druk in ponden per vierkante inch, de eenheid die wordt gebruikt in Engelse landen. Veel manometers zijn in deze eenheden gekalibreerd. 32 psi is gelijk aan 220632 pa o 220 kPa.

Oefening opgelost

Een tank bevat benzine en glycerine, twee niet -onontdekbare vloeistoffen (niet mengen) op de aangegeven hoogten. Wat is de manometrische druk aan de onderkant van de tank? De specifieke gewichten zijn bevestigd, aangegeven met de Griekse letter γ, van elke vloeistof:

γ_gas = 45.3 lb/ft³

γ_Gly = 78.7 lb/ft³

figuur 3. Een tank vol met twee niet -onontdekbare vloeistoffen. Bron: Hibbeler, r. Vloeistofmechanica.

Oplossing

Het specifieke gewicht γ van een vloeistof is het product van zijn dichtheid als gevolg van de versnelling van de zwaartekracht, daarom kan de vergelijking van de relatieve druk als volgt worden uitgedrukt:

P_Relevant = γ.En

De relatieve druk aan de onderkant van de tank is te wijten aan zowel het gewicht van de glycerinekolom als die van benzine en is onafhankelijk van de vorm van de tank:

P_Relevant = γ_gas . En_Aab + γ_Gly . En_BC = (45.3 x 2 + 78.7 x 3) lb/ft² = 326.7 lb/ft²

Referenties

1. Cimbala, c. 2006. Mechanica van vloeistoffen, basisprincipes en toepassingen. MC. Graw Hill.
2. Hibbeler, R. 2015. Vloeistofmechanica. 1e. ED. Pearson.
3. Mott, r.  2006. Vloeistofmechanica. 4e. Editie. Pearson Education.
4. Zit, een. 2006. Vloeistofmechanica, een fysieke introductie. Alfa omega.
5. Streeter, v. 199999. Vloeistofmechanica. McGraw Hill.
6. Zapata, f. Druk en diepte. Hersteld van: Francesphysics.Blogspot.com.