3 spôsoby výpočtu tlaku kvapaliny

Keď je kvapalina v pokoji, pôsobí silou kolmou na akýkoľvek povrch, ktorý je s ňou v kontakte. Táto sila, ktorá je spôsobená nepretržitým, náhodným pohybom molekúl, je známa ako tlak kvapaliny. Poznanie tlaku kvapaliny je nevyhnutné pre mechanické a hydraulické systémy, ktoré využívajú kvapaliny na pohyb piestov a iných častí. Zvyčajne sa meria v pascaloch (Pa), pričom jeden pascal sa rovná jednému newtonu na meter štvorcový (N/m2). Tlak kvapaliny nezávisí od hmotnosti kvapaliny, ale možno ho vypočítať pomocou hustoty a výšky kvapaliny.

Metóda 1 z 3:Výpočet tlaku kvapaliny


Nastavte rovnicu. Rovnica pre tlak kvapaliny nezávisí od hmotnosti alebo objemu kvapaliny. Namiesto toho je tlak kvapaliny súčinom hustoty kvapaliny, výšky kvapaliny nad predmetom a gravitácie. Keďže gravitácia a hustota kvapaliny sú (väčšinou) fixné, výška kvapaliny je najväčšou premennou v rovnici.[1]

  • Rovnica znie takto: Pkvapalina = ρgh, kde ρ je hustota kvapaliny, g je gravitačné zrýchlenie a h je výška kvapaliny (alebo hĺbka kvapaliny).


Vynásobte premenné. Ak chcete vyriešiť rovnicu, vezmite súčin troch premenných. Môžete použiť kalkulačku alebo si výpočty urobiť sami. Existujú aj online kalkulačky, ktoré tento výpočet urobia za vás.[2]

  • Napríklad, ak by ste mali kvapalinu s hustotou (1.08 x 103 kg/m3) a bola 5.00 m vysoká, vynásobili by ste (1.08 x 103 kg/m3) x 9.81 m/s2 (gravitačné zrýchlenie na Zemi) x 5.00 m. V tomto prípade by ste dostali odpoveď 5.30 x 104.


Analyzujte svoje výsledky. Uistite sa, že vaše výsledky sa logicky sčítajú. Nemali by ste dostať údaj pre záporný tlak kvapaliny. Mali by ste tiež porovnať rôzne merania, aby ste zistili, či sledujú očakávané trendy. Napríklad hustejšie kvapaliny budú vyvíjať väčší tlak v rovnakej výške. Tá istá kvapalina bude vyvíjať väčší tlak, keď bude vo väčšej výške.[3]

  • Keďže voda má väčšiu hustotu ako olej, môžete očakávať, že voda bude v rovnakej výške vyvíjať väčší tlak kvapaliny ako olej.

Metóda 2 z 3:Zistenie hustoty vašej kvapaliny


Odmerajte objem vašej kvapaliny. Nalejte 100 ml kvapaliny do vopred odváženého odmerného valca. Uistite sa, že vaše meranie je správne, a potom objem zapíšte ako 100 ml. Do laboratórneho denníka alebo zošita si môžete zapísať.[4]


Odvážte kvapalinu. Položte vzorku kvapaliny na váhu. Odmerajte hmotnosť 100 ml vašej kvapaliny. Pred pridaním kvapaliny môžete váhu vytariť (vynulovať) s prázdnym odmerným valcom, alebo od celkovej hmotnosti odčítať hmotnosť odmerného valca, aby ste získali hmotnosť vašej kvapaliny.[5]

  • Meranie uvedené na stupnici je celková hmotnosť kvapaliny a valca.


Vypočítajte hustotu kvapaliny. Hustota sa rovná hmotnosti kvapaliny vydelenej objemom kvapaliny. V tomto prípade ste namerali obidve hodnoty. Hmotnosť jednoducho vydelíte 100 ml.[6]

  • Napríklad, ak by vaša kvapalina mala hmotnosť 125 g, vydelili by ste ju 100 ml. Vaša výsledná odpoveď bude 1.25 g/ml. Dbajte však na to, aby ste venovali veľkú pozornosť požadovaným merným jednotkám. Možno budete musieť namiesto toho zistiť galóny na liter (g/L).

Metóda 3 z 3:Pochopenie pojmov


Uvažujte o význame jednotlivých veličín. Hustota kvapaliny je dôležitá, pretože hovorí o tom, akú hmotnosť má vaša kvapalina na jednotku objemu. Gravitácia potom pôsobí na túto hmotnosť silou, ktorá ju ťahá nadol. A nakoniec, výška kvapaliny vám povie, koľko kvapaliny sa nachádza nad objektom, na ktorý pôsobí tlak.[7]


Preskúmajte príslušné jednotky. Jednotkami tlaku kvapaliny sú pascaly alebo niekedy milimetre ortuti (mmHg). Pascal je S.I. jednotka pre tlak. Jednotka mmHg (a podobné jednotky, ktoré označujú výšku nejakej kvapaliny) pochádza zo závislosti tlaku od výšky.[8]


Tlak kvapaliny vnímajte ako jednu silu pôsobiacu na objekt. Sila, ktorá pôsobí na nejaký predmet tlakom kvapaliny, je len jedna sila. Na ten istý objekt môže pôsobiť mnoho síl. Napríklad tlak vzduchu a tlak kvapaliny sa často sčítavajú, aby sa získal „celkový tlak“ pôsobiaci na nejaký objekt.[9]


  • Použite pojmy tlak kvapaliny. Po výpočte tlaku kvapaliny pre kvapalinu alebo súbor kvapalín ich môžete použiť na rôzne aplikácie. Poznanie tlaku kvapaliny vo vode by bolo dôležité napríklad pri stavbe vodnej veže, ktorá dokáže udržať vodu v určitej výške. Je to dôležité aj pre použitie v ortuťových teplomeroch alebo iných systémoch, ktoré na meranie používajú kvapaliny.
  • Odkazy