Единица измерения давления в физике


Единицы измерения давления

Единицы измерения давления

Программа КИП и А

Международная система единиц (СИ)

Давлением P называется физическая величина силы F, действующая на единицу поверхности площади S, направленная перпендикулярно этой поверхности.
  т.е. P = F / S.

В международной системе единиц (СИ) давление измеряется в Паскалях:
  Па - русское обозначение.
  Pa - международное.
  1 Па = 1 Ньютон / 1 кв. метр (1 Н/м²)

Для практических измерений в КИП и А, 1 Па часто оказывается слишком маленькой величиной давления, и для оперирования реальными данными применяются умножающие приставки - (кило, Мега), умножающие значения в 1тыс. и 1млн. раз соответственно.
  1 МПа = 1000 кПа = 1000000 Па
  Также, шкалы приборов для измерения давления могут быть непосредственно градуированы в величинах Ньютон / метр, или их производных:
  Килоньютон, Меганьютон / м², см², мм².

Тогда получаем следующее соответствие:
  1 МПа = 1 МН/м² = 1 Н/мм² = 100 Н/см² = 1000 кН/м² = 1000 кПа = 1000000 Н/м² = 1000000 Па

В России и Европе также широкое применение для измерения давления находят единицы бар (bar) и кгс/м² (kgf/m²), а также их производные (mbar, кгс/см²).
  1 бар - это внесистемная единица, равная 100000 Па.
  1 кгс/см² - это единица измерения давления в системе МКГСС, и широко применяется в промышленных измерениях давления.
  1 кгс/см² = 10000 кгс/м² = 0.980665 бар = 98066.5 Па

Атмосфера

Атмосфера - это внесистемная единица измерения давления приблизительно равная атмосферному давлению Земли на уровне Мирового океана.
  Существует два понятия атмосферы для измерения давления:

  • Физическая (атм) - равна давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0° C. 1 атм = 101325 Па
  • Техническая (ат) - равна давлению, производимому силой в 1 кгс на площадь 1 см². 1 ат = 98066,5 Па = 1 кгс/см²

В России для использования в измерениях допущена только техническая атмосфера, и срок ее действия ограничен по некоторым данным 2016 годом.

Водяной столб

Метр водяного столба — внесистемная единица измерения давления, применяемая в ряде производств.
  Физически он равен давлению столба воды высотой в 1 м при температуре около 4° C и стандартном для калибровки ускорении свободного падения - 9,80665 м/сек².
  м вод. ст. - русское обозначение.
  mH2O - международное.

Производными единицами являются см вод. ст. и мм вод. ст.
  1 м вод. ст. = 100 см вод. ст. = 1000 мм вод. ст.
  Соотносится к другим единицам измерения давления соответствующим образом:
  1 м вод. ст. = 1000 кгс/м² = 0.0980665 бар = 9.80665 Па = 73.55592400691 мм рт. ст.

Ртутный столб

Миллиметр ртутного столба - внесистемная единица измерения давления, равная 133.3223684 Па. Синоним - Торр (Torr).
  мм рт. ст. - русское обозначение.
  mmHg. - международное.
  Использование в России - не ограничено, но не рекомендовано. Применяется в ряде областей техники.
  Соотношение к водному столбу: 1 мм рт. ст. = 13.595098063 мм вод. ст.

Единицы США и Британии

В США и Британии применяются также другие единицы измерения давления.

  Это связано с тем, что длины выражаются в футах и дюймах, а вес в фунтах, британских и американских тоннах.
  Примеры некоторых из них:
  • Дюйм водного столба
      Обозначение: inH2O = 249.08891 Па.
  • Фут водного столба
      Обозначение: ftH2O = 2989.006692 Па.
  • Дюйм ртутного столба
      Обозначение: inHg = 3386.38815789474 Па.
  • Фунт на квадратный дюйм
      Обозначение: psi = 6894.757293178 Па.
  • 1000 фунтов на квадратный дюйм
      Обозначение: ksi = 6894757.2931783 Па.
  • Фунт на квадратный фут
      Обозначение: psf = 47.8802589803 Па.
  • Американская (короткая) тонна на квадратный дюйм
      Обозначение: tsi = 13789514.58633672267344 Па.
  • Американская (короткая) тонна на квадратный фут
      Обозначение: tsf = 95760.51796067168523226 Па.
  • Британская (длинная) тонна на квадратный дюйм
      Обозначение: br.tsi = 15444256.3366971 Па.
  • Британская (длинная) тонна на квадратный фут
      Обозначение: br.tsf = 107251.780115952 Па.

Приборы для измерения давления

Для измерения давления применяются манометры, дифманометры (разность давлений), вакуумметры (измерение разряжения).

 

в физике, в чем измеряется, какой буквой обозначается, формула

Подготовили для вас краткую статью о том, что такое давление, чтобы помочь разобраться и структурировать свои знания по этой теме.

Что такое давление в физике

Давление — скалярная физическая величина, которая характеризует состояние сплошной среды. Равняется пределу соотношения нормальной составляющей силы, действующей на участок поверхности тела площади \(S\), к размеру данной площади.

Проще говоря, эта мера численно равна силе, оказывающей воздействие на единицу площади поверхности, перпендикулярно к этой поверхности.

Обозначение данной величины на письме — буква \(p\).

Источник: pixabay.com

В чем измеряется

В международной системе единиц единицей измерения давления является паскаль (\(Па\)). Паскаль — это ньютон на квадратный метр \(( \frac{Н}{м^2} ).\)

Внесистемными единицами измерения данной величины являются мм рт.ст. (миллиметр ртутного столба), мм.в.ст. (миллиметр водяного столба), атмосфера, бар.

Общая формула 

Значение давления находится по формуле:

\(p=\frac{F}{S} ,\)

где \(F\) — сила, которая действует на поверхность, \(S\) — площадь этой поверхности.

Основываясь на формуле, можно сделать вывод о том, что чем больше площадь опоры, тем меньше давление, которое воздействует одной и той же силой на эту опору. Это отлично демонстрируется, когда человек на лыжах меньше проваливается в снег, чем тот, который передвигается без них.

Давление, которое производится на жидкость или газ, передается на любую точку равнонаправленно, то есть одинаково в каждом из направлений. Данное утверждение получило название закона Паскаля.

Формула гидростатического давления

Гидростатическое давление — это воздействие столба жидкости в состоянии равновесия на дно, а также стенки сосуда.

Важно понимать:

  • давление внутри жидкости на определенном уровне одинаково во всех направлениях. При увеличении глубины давление увеличивается;
  • давление столба жидкости не зависит от формы сосуда.

Давление жидкости на дно сосуда обуславливается плотностью жидкости, а также ее высотой столба. Измерить можно по формуле:

\(p = gρh\)

При данном расчете плотность \(ρ\) следует считать в килограммах на кубический метр, а высоту столба жидкости \(h\) — в метрах, \(g = 9,8 \frac{Н}{кг}\), тогда итог будет выражен в паскалях.

Парциальное давление и его формула

Парциальное давление — то, которое имел бы газ, который входит в состав газовой смеси, если бы он один занимал весь объем, который занимает объем смеси при той же температуре.

Давление отдельного газа из смеси находится по формуле:

\(p1 = x1p,\)

где \(p1\) — парциональное давление конкретного газа в газовой смеси, \(x1\) — мольная доля этого газа, а \(p\) — общее давление газовой смеси.

Также его можно найти следующим образом:

\(p1=\frac{h2RT}{V}\)

Здесь \(V\) — объем смеси, \(T\) — температура смеси.

Общее давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений каждого газа в смеси.

\(p = p1 + p2 + p3 … + p4\)

Формула давления идеального газа

Давление газа на стенки сосуда, а также на помещенное в него тело, возникает благодаря ударам молекул.

Для установления связи между объемом, давлением и температурой существует уравнение Клапейрона-Менделеева. Оно имеет вид:

\(pV=nRT\)

Здесь \(V\) — объем, \(R\) — газовая постоянная, равная \(8,31431 \frac{Дж}{моль\cdotК}\) , \(T\) — температура, \(n\) — количество молей газа.

Выводы на основе данного уравнения:

  • при уменьшении объема газа его давление увеличивается, а при увеличении объема — уменьшается при условии того, что масса и температура газа остаются неизменными;
  • давление газа в закрытом сосуде увеличивается при увеличении температуры газа.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории имеет вид:

\(p=\frac{2}{3}nEk\)

Сложно? Обращайтесь за помощью к нашим авторам. Для ФениксХелп нет ничего невозможного.

Калькулятор соотношений единиц давления

В технической системе единиц МКГСС (метр, килограммсила, секунда) сила измеряется в килограммах силы (1 кгс ≈ 9.8 Н). Единицы давления в МГКСС - кгс/м2 и кгс/см2; единица кгс/см2 получила название технической, или метрической атмосферы (ат). В случае измерения в единицах технической атмосферы избыточного давления используется обозначение «ати».

В физической системе единиц СГС (сантиметр, грамм, секунда) единицей силы является дина (1 дин = 10-5 Н). В рамках СГС введена единица давления бар (1 бар=1 дин/см2). Существует од­но­и­мен­ная внесистемная, ме­те­о­ро­ло­ги­чес­кая единица бар, или стандартная атмосфера (1 бар = 106 дин/см2; 1 мбар = 10-3 бар = 103 дин/см2), что иногда, вне контекста, вызывает путаницу. Кроме указанных единиц на практике используется такая внесистемная единица, как физическая, или нормальная атмосфера (атм), которая эквивалентна уравновешивающему столбу 760 мм рт. ст.

Паскаль (обозначение: Па, Pa) — единица измерения давления (механического напряжения) в СИ.
Паскаль равен давлению (механическому напряжению), вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно рас­пре­де­лённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр.
1 Па = 1 Н/м² ≡ 1 Дж/м³ ≡ 1 кг/(м·(с²))
Единица названа в честь французского физика и математика Блеза Паскаля.

1 кПа = 1000 Па
Паскаль (обозначение: Па, Pa) — единица измерения давления (механического напряжения) в СИ.
Паскаль равен давлению (механическому напряжению), вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно рас­пре­де­лённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр.
1 Па = 1 Н/м² ≡ 1 Дж/м³ ≡ 1 кг/(м·(с²))
Единица названа в честь французского физика и математика Блеза Паскаля.

1 МПа = 1000000 Па
Паскаль (обозначение: Па, Pa) — единица измерения давления (механического напряжения) в СИ.
Паскаль равен давлению (механическому напряжению), вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно рас­пре­де­лённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр.
1 Па = 1 Н/м² ≡ 1 Дж/м³ ≡ 1 кг/(м·(с²))
Единица названа в честь французского физика и математика Блеза Паскаля.

Техническая атмосфера (ат, at, кгс/см²) — равна давлению, производимому силой 1 кгс, направленной перпендикулярно и равномерно распределённой по плоской поверхности площадью 1 см² (98 066,5 Па).

Стандартная, нормальная или физическая атмосфера (атм, atm) — в точности равна 101325 Па или 760 миллиметрам ртутного столба. Давление, уравновешиваемое столбом ртути высотой 760 мм при 0 °C, плотность ртути 13595.1 кг/м³ и нормальное ускорение свободного падения 9.80665 м/с².

Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст., mm Hg) — внесистемная единица измерения давления, равная 101325 / 760 ≈ 133.3223684 Па; иногда называется «торр» (русское обозначение — торр, международное — Torr) в честь Эванджелиста Торричелли.

Миллиметр водяного столба, внесистемная единица давления, применяемая в ряде отраслей техники (главным образом в гидравлике).
Обозначения: русское: мм вод. ст., международное: mm H2O.
1 мм вод. ст. равен гидростатическому давлению столба воды высотой в 1 мм при наибольшей плотности воды (то есть при температуре около 4 °C) и ускорении свободного падения g = 9.80665 м/сек².

Бар (греч. βαρος — тяжесть) — внесистемная единица измерения давления, примерно равная одной атмосфере.
Один бар равен 105 Н/м² (ГОСТ 7664-61) или 106 дин/см² (в системе СГС).

Фунт на квадратный дюйм (обозн. Psi или lb.p.sq.in.), точнее, «фунт-сила на квадратный дюйм» (англ. pound-force per square inch, lbf/in²) — внесистемная единица измерения давления. В основном употребляется в США. Численно равна 6894.75729 Па.

Атмосфера Единицы измерения - Энциклопедия по машиностроению XXL

Когда его применяют для смесей, параметры могут быть вычислены в функции параметров компонентов и мольных долей согласно соотношениям (7-70). Ниже приведены параметры смеси, содержащей 20% (мол.) этана и 80% (мол.) гептана, вычисленные с точностью до третьего знака с помощью параметров чистых компонентов, указанных в приложении 7. В качестве единиц измерения использованы атмосфера, л моль и градус Кельвина.  [c.229]

При решении многих задач употребляют практическую единицу измерения давления — техническую атмосферу, которая эквивалентна давлению в один килограмм на квадратный сантиметр, или 735 мм ртутного столба. Итак,  [c.12]


Течь — поток через неплотность при нормированном перепаде давления. За нормированный перепад давления принимают величину, равную физической атмосфере (0,1 МПа). Единицы измерения течи такие же, как и для потока.  [c.6]

I — постоянная интегрирования, численное значение которой зависит от единиц измерения давления (обычно атмосферы).  [c.24]

Давление выше атмосферного измеряется приборами, называемыми манометрами. За единицу измерения давления принята техническая атмосфера, которая равна  [c.9]

В результате получаются следующие соотношения между единицами измерения давления, выраженного в атмосферах (кг/см ), в кг/м , а также измеренного высотой столба жидкости -  [c.15]

Основные соотношения различных единиц измерения давления приведены в табл. 19.10, а перевод технических атмосфер в н м — в табл. 19.11.  [c.263]

Единица измерения Сокращенное обозначение Эрг Джоуль Килограммометр Ватт-час Калория Литр-атмосфера Электрон вольт  [c.17]

Основной единицей измерения давления является техническая атмосфера, равная давлению в 1 кгс на  [c.8]

Эта единица является очень малой величиной и поэтому не всегда удобна Вместо нее часто применяют единицу измерения давления, называемую технической атмосферой. Техническая атмосфера равна  [c.33]

Физической или барометрической атмосферой называется единица измерения давления атмосферного воздуха, равного давлению столба ртути высотой 760 мм на свое основание на уровне океана при температуре ртути 0° С.  [c.10]

В технике применяется также внесистемная единица измерения давления, называемая технической атмосферой и представляющая собой действие килограмм-силы (кгс) на площади в 1 см . Следовательно,  [c.9]

Здесь буквой XV (дубль вэ) обозначена работа газа, буквой р — абсолютное давление газа во время процесса, а 2 и Ц] — конечное и начальное значения удельного объема газа. Необходимо только иметь в виду, что обычно объемы измеряют в кубических метрах, а давления — в атмосферах. В этом случае, чтобы соблюсти правильное соотношение единиц измерения, нужно значение давления газа выразить в кг/ж , т. е. умножить число атмосфер на 10 000. Полученное после производства вычислений значение будет измерять работу в килограммометрах на килограмм газа.  [c.55]

В физике часто за единицу измерения давления принимают давление атмосферного воздуха. В среднем на уровне океана оно равно давлению столба ртути высотой 760 мм. Эта единица измерения (в технике не употребляемая) называется физической, или барометрической, атмосферой.  [c.19]


В технике за единицу измерения давления принята техническая атмосфера.  [c.118]

В физике принято за единицу измерения давления принимать несколько большую величину— давление столба ртути высотой 760 мм на свое основание. Такое давление приблизительно соответствует среднему давлению атмосферного воздуха на уровне океана эта единица измерения давления называется физической атмосферой. В технике она не употребляется, но давление, равное 1 физ. ат, входит в определение так называемого нормального состояния газа (760 мм рт. ст., 0° С). Нетрудно показать, что  [c.15]

В технике за единицу измерения давления принята величина давления силы 1 кг, равномерно действующей на площадь 1 см . Эту величину называют технической атмосферной или просто атмосферой и обозначают кг/см или ат.  [c.216]

Натекание при тех же значениях V, Ар я I будет различным для разных газов и величин внешних давлений. Эталонное натекание обычно определяют для стандартных условий воздух при нормальном атмосферном давлении проходит в объем, откачанный до давления намного меньшего, чем атмосферное давление. Таким образом, условно течь характеризуют количеством воздуха, проходящим через нее в единицу времени из атмосферы в вакуум. По системе СИ течь измеряют в единицах потока воздуха— мм МПа/с. Ранее для этого применяли другую единицу измерения — л мкм/с. Соотношения между этими единицами следующие 1 мм -МПа/с = 7,52 л-мкм/с 1 л мкм/с = = 1,33 10-1 мм МПа/с.  [c.232]

Миллиметр ртутного столба — это давление столбика ртути высотой в 1 мм. Как известно, нормальное атмосферное давление на уровне моря равно 760 мм рт. ст. Это давление также иногда принимают в качестве единицы измерения и называют физической атмосферой (атм). Реже употребляются другие единицы давления — техническая атмосфера аг) и др. В иностранной литературе встречается бар, тор и др.  [c.6]

Перечисленные единицы измерения используются обычно для оценки содержания водяного пара на отдельных уровнях. Для оценки общего количества водяного пара во всем рассматриваемом слое атмосферы используется понятие слоя осажденной воды (короче — осажденной воды), под которым подразумевается содержание водяного пара в воздушном столбе единичного сечения над некоторой точкой земной поверхности в предположении гидростатического равновесия атмосферы.  [c.20]

В литературе (главным образом в литературе По физике) пользуются единицей измерения давления, называемой физической атмосферой. Это давление столба ртути высотой 760 мм (при указанных выше условиях). Атмосферное давление, равное 760 мм рт. ст., называют нормальным атмосферным (барометрическим) давлением,  [c.13]

Наряду с этими единицами измерения давления употребляется еще так называемая стандартная атмосфера, равная одному миллиону дин1см , что эквивалентно давлению ртутного столба высотой 760,1 мм при 0°С и ускорении силы тяжести 980,62 Mj eK .  [c.13]

Однако в технике при фильтрационных расчетах пользуются обычно смешанной системой единиц, измеряя объемный расход в см 1сек, перепад давления — в атмосферах, вязкость жидкости — в сантипуазах, линейные размеры — в см. В этой системе единицей измерения проницаемости является проницаемость такой пористой среды, в которой расход жидкости, равный 1 см сек, получается при площади сечения 1 см и перепаде в 1 атм на 1 см пути фильтрации при вязкости фильтрующейся жидкости, равной 1 сп эта единица измерения носит наименование дарси. Учитывая, что в физической системе единиц измерения 1 атм —981 000 дпн1см и 1 сантипуаз равняется 0,01 см /сек, можно установить, что 1 дарси равняется 1,02 10 Таким образом, проницаемость, например, песчаных грунтов для воды при С —0,006 сж/сек, по Павловскому, равна  [c.326]

Давление численно равно силе, действующей на единицу площади поверхности тела перпендикулярно последней. Давление измеряется в Паскалях 1 Па равен давлению силы 1 Н на площади 1 м ,т. е. 1 Па=1 Н/м . Внесистемными единицами давления являются атмосфера (1 ат=1 кГ/см ) и бар (1 бар=10 Н/м ). Давление может измеряться высотой столба жидкости, т. е. в миллиметрах ртутного или водяного столба. Соотноще-ние между единицами измерения давления 1 бар = = 105 н/м2 = 1,01972 кГ/см2 = 750,06 мм рт. ст.= 10197 мм вод. ст. 1 ат=1 кГ/см =735,6 мм рт. ст. = 10 000 мм вод. ст.=98 066 Н/м .  [c.6]


Под давлениел понимается действие определенной силы, перпендикулярно направленной к поверхности какого-либо тела. За единицу измерения давления в технической системе единиц принимается 1 кгс1слА (1 килограмм силы на квадратный сантиметр или 1 техническая атмосфера).  [c.11]

За единицу измерения давления в технике чаще всего Принимают 1 кгс1см . Эта единица давления получила название технической атмосферы (ат). Техническая атмосфера в отличие от физической (760 мм рт. ст.) соответствует 735 мм рт. ст. или 10 м вод. ст.  [c.17]

Часто пользуются понятием эфф. (действующего) значения 3, д., т. к. именно эту величину обычно измеряют в опыте. Эфф. 3. д. равно квадратному корню из ср. значения квадрата мгновенного 3. д. в заданной неподвижной точке пространства за соответствующий интервал времени (под мгновенным 3. д. понимается полное давление в какой-то момент времени в данной точке за вычетом статич. давления в той же точке). Если 3. д. меняется периодически, то временной интервал усреднения должен быть равен целому числу иериодов или. значительно превышать период. В синусоидальной звуковой волне эфф. 3. д. связано с амплитудой pf, 3. д. выражением Р РоЦ 2. Уровень 3. д.— это выраженное по шкало децибел отношение данного 3. д. к условно-пороговому значению 3. д. ро=2-10 Па. Единицей измерения 3. д. в системе СИ служит Ша=1 Н/м в системе СГС единица 3, д. 1 бар = 1 дин/см =10-1 Па иногда 3. д. измеряют в атмосферах (1 атм-10 бар).  [c.74]

Единицами измерения давления являются килограмм на квадратный метр кПм ), ньютон на квадратный метр н1м ), бар (Ю н1м ), дина на квадратный сантиметр дин см ), техническая атмосфера или килограмм на квадратный сантиметр ат или кПсм ). Между этими единицами измерения существуют следующие соотношения  [c.4]

Единицами измерения давления являются килограмм-сила на квадратный метр кПм ), ньютон на квадратный метр (н/м ), бар (бар), дина на квадратный сантиметр (дин1см ), техническая атмосфера или килограмм-сила на квадратный сантиметр am или кПсм )  [c.98]

Целью введения метрической системы мер была унификация единиц и привязка их к неизменным естественным эталонам (размерам Земли, периоду ее обращения вокруг своей оси, плотности воды). Развитие этой системы мер привело к созданию ряда систем единиц (СГС, МТС, МКГСС, МКС и т. д.) и к появлению многих внесистемных единиц (атмосферы, калории, киловатт-часа и пр.). В результате метрическая система мер не решила вопроса о полной унификации единиц измерений.  [c.50]

Единица измерения Сокращенное обозначение Н ьютон на квадратный метр Дина на квадратный сантиметр Килограмм-сила на квадратный метр Бар Пьеза Атмосфера физическая Атмосфера техническая Миллиметр ртутного столба  [c.17]

Единицей измерения температуры является градус международной температурной шкалы. Градус получен делением интервала температур между точкой (температурой) плавления льла и точкой (температурой) кипения воды (которые соответствуют внешнему давлению, равному одной физической атмосфере) на сто равных частей. Температуры, измеряемые по международной стоградусной температурной шкале, обозначаются знаком °С. Этот знак неверно читать как градус Цельсия . В действ1ительности буква С является начальной буквой латинского слова entum или французского — ent (.сто).  [c.36]

Абсолютное давление в закрытых объемах выражается суммой давления барометрического и манометрического (избыточного). Абсолютное давление обозначается через ра. Прибор, который сразу измерял бы Ра, на практике не применяется. Такой прибор был бы неоправданно сложен гораздо проще измерять Ра двумя приборами. Барометр, как отмечалось выше, измеряет давление барометрическое рб, а манометр — давление манометрическое, обозначаемое через Рм. Абсолютное давление измеряется обычно в технических атмосферах, т. е. в кг/см , и обозиачается через ата (атмосфера техническая абсолютная) манометрическое давление измеряется в тех же единицах измерения, но обозначается через атм (атмосфера техническая манометрическая). Напри- 17 -1 мер, абсолютное давление газа, по величине равное 5 кг1см , будет 5 ата, а манометрическое, равное -  [c.13]

В технике за единицу измерения давления принимается 1 кГ/см . Эта единица называется технической атмосферой и обозначается ат. Давление в одну техническую атмосферу (1 кГ/см ) равно 10 000 кГ1см-, так как в 1 содержится 10 смК  [c.19]

Для измерения давления в теплотехнике чаще пользуются единицей, которая в 10 000 раз больше это единица измерения кГ1см кгс см ) называется она технической атмосферой или просто атмосферой и обозначается ат. При измерении абсолютного давления к этому обозначению прибавляется еще буква а, получается обозначение ата при измерении избыточного давления прибавляют букву и, получается ати.  [c.18]

Удельное давление. Каждое тело испытывает давление, производимое на его поверхность окружающей средой. Это давление в каждом месте поверхности направлено по нормали к элементу поверхности внутрь тела в равновесном состоянии оно уравновешивается равны.м и прот )вополож-но направленным давлением тела на окружающую среду (упругостью тела). Для состояния тела характерна величина так называемого удельного давления р, т. е. давления на единицу повер.хности тела, за которую з термодинамике принимается квадратный метр, и, следовательно, удельное давление измеряется в килограммах на квадратный метр (кг/ж ). Для практического употребления эта единица удельного давления, однако, очень мала поэтому в технике его измеряют в килограммах на квадратный сантиметр (кг/сж ) эта единица измерения носит название атмосферы (аг), точнее технической атмосфер ы очевидно, что  [c.13]


Единицей измерения давления является кгс/см (килограмм-сила на квадратный сантиметр), ранее была единица — кг1см , или так называемая избыточная техническая атмосфера ати). Численно эти единицы измерения давления равны.  [c.70]

Единицей измерения давления в технической системе мер служит величина кг1м , так как в этой системе за единицу силы принимают кг, а за единицу поверхности особого названия эта единица измерения не имеет. Так как л г л —очень малая величина, то в теплотехнике пользуются для измерения давлений также единицей, в 10 000 раз большей (лгг/сл ). Эта единица называется технической атмосферой ат) она равна давлению кг на 1 см . Абсолютное давление, измеренное в атмосферах (технических), сокращенно обозначают ama, избыточное — ати.  [c.15]

Условное обозначение 14 следует применять в дополнение к условным знакам трубопроводов ГУГК, указывая давленне в атмосферах (например, Г—5) и границы изменения диаметра трубопровода. Диаметры трубопроводов следует указывать в миллиметрах без указания единицы измерения или в дюймах с указанием единицы измерения.  [c.1788]

Атмосферное давление является величиной непостоянной. За нормальное атмосферное давление принято среднее давление воздуха на уровне моря. Считают нормальным атмосферное давление, уравновешивающее ртутный столб высотой 760 мм при плотности ртути 13,5951 г см и ускорении силы тяжести 980,665 см1сек . Это давление применяется в качестве единицы измерения наряду с технической атмосферой и называется физической атмосферой. Одна физическая атмосфера равна 1,03323 ат, или 1,03323 кг1см .  [c.59]

В физике за единицу измерения давления иногда принимают так называемую физическую атмосферу. Это давление, которое оказывает на (Х иование ртутный столб высотой 760 мм при О "С и нормальном ускорении свободного падения 9,81 м/с (точнее 9,80665 м/ с ). В тех-  [c.9]


Давление. Силы давления. Единицы измерения давления.

КЗ «Ореховская ООШ І-ІІІ ст.»

Урок года

по физике 8 класса

Тема: Давление. Сила давления. Единицы измерения

Выполнила: учитель физики

Благословяк С.В.

2012 учебный год

Цель урок: Сформировать общие представления о давлении, силе давления, формирование практических навыков

1. Учащиеся должны усвоить, что:

  1. сила давления – это сила, действующая перпендикулярно поверхности тела;

  2. давление – физическая величина, описывающая действие одного тела на другое и равная отношению силы, действую­щей перпендикулярно поверхности, к площади поверхности соприкосновения тел; единица давления – 1 Па (паскаль).

2. Учащиеся должны научиться:

  1. создавать понятие «давление»;

  2. устанавливать указанные факты;

  3. объяснять конкретные ситуации.

3. Воспитательные: воспитание умения выслушать учителя и других.

Ход урока

Добрый день, ребята. Присаживайтесь. Сегодня мы с вами на уроке познакомимся с новой физической величиной. Для этого давайте отправимся в путь.

Слайд – 1

I. Мотивационный этап

Вышел бычок на дорожку,

Наступил муравью он на ножку.

И вежливо очень сказал муравью:

«Можешь и ты наступить на мою».

Учитель Одинаковый ли результат получится в итоге?

Итак, делаем вывод: масса бычка больше, поэтому и вес его больше, а значит, и воздействие бычка больше.

II. Этап актуализации знаний

Учитель (Организует проверочную работу). Мы изучили действия тел друг на друга. Вспомним некоторые понятия:

  • Какая величина характеризуют действие одного тела на дру­гое?

  • Какие изменения происходят с телами при действии на них других тел?

(Организует ответы учащихся).

Ученики. Действие тел друг на друга характеризуют «силой».

Силу измеряют динамометром. Сила имеет числовое значение (модуль), на­правление и точку приложения, единица силы – 1 Н. В результате действия одного тела на другое либо изменяется скорость движения, либо изме­няется форма (деформируется).

III. Этап «создания» понятия о силе давления

Учитель. Хочу обратить ваше внимание на следующий факт. Когда мы стоим, то давим на пол, садимся – давим на сиденье, откиды­ваемся – давим на спинку стула, прикрепляем листок к доске – давим на кнопку и т.д.

Что общего, с точки зрения физика, у тех воздействий, которые называют в жиз­ни давлением одного тела на другое? (Действие силы на некоторую поверхность.)

Итак, получается, что действие одного тела на другое приводит не только к изменению скорости тел, отдельных его частей, т.е. к деформации тела, почему?

Ученик. Одно тело давит на другое.

Учитель. Какова же тогда будет тема нашего урока?

Слайд –2-3

Учитель. (Организует формулировку определения силы давления).

Слайд – 4

Сила давления – сила, которая приложена перпендикулярно поверхности тела.

IV. Мотивационный этап

Учитель. Скажите, пожалуйста, вы когда-нибудь бывали в цирке? Видели выступление йога?

Слайд – 5

Так вот, йог может выспаться на постели, из которой торчат 10 000 гвоздей. Легче ли будет ему заснуть, если из постели будет торчать только один гвоздь? Не хотите ли провести испытание? Пусть роль йога исполнит кусок пластилина с гирькой наверху. Будем укладывать его сначала на 10 гвоздей, потом на 9 и т.д. Сравните последствия. Почему они различны?

Ученик. В конце испытания йогу служило одно остриё, а вначале таких опор было много.

Результат (разрушение поверхности) зависит не только от модуля силы, но и от площади поверхности, на которую она дей­ствует.

Учитель. Приведите аналогичные примеры,

(Ученики приводят примеры: погружение в снег на лыжах и без лыж). К чему же может приводить действие одного тела на другое?

Слайд – 6

Ученик. К разрушению этой поверхности (песка, снега).

Значит, чтобы предвидеть результат воздействия в виде больших или меньших разрушений, нужно учитывать не только модуль силы, но и площадь той поверхности, на которую производится воздействие. Нужно ввести величину, описывающую действие на тело другого тела с учетом площади поверхности соприкосновения тел.

V. Этап «создания» нового знания

Учитель. Запишите познавательную задачу.

Слайд – 7

ПЗ. Ввести физическую величину, описывающую давление тел.

Как решаются задачи о введении физической величины?

Учитель. Нужно разработать метод оценки свойства через другие величины, подобрать название и обозначить новую величину, установить ее единицу, составить определение.

Учитель. (Фиксирует на доске действия по решению познаватель­ной задачи). Поскольку результат зависит от модуля силы и площади поверхности, на которую производится воздействие, нужно искать комбинацию двух величин: силы F и площади S. Запишите «Способ оценки свойства». Рассмотрите последовательно три случая: а) раз­ные силы действуют на одинаковые поверхности, б) одинаковые силы действуют на разные поверхности, в) силы и поверхности разные. У вас – 3 мин.

Ученик. Если разные по модулю силы действуют на поверхности одинаковой площади, то действие будет тем больше, чем больше модуль силы (F1/F2). Если силы одинаковые, а площади поверх­ностей разные, то действие будет тем больше, чем меньше пло­щадь поверхности ( S1/S2). Если же различаются и силы, и площади по­верхностей, то нужно рассчитать силу, действующую на единицу поверхности, для каждого случая и сравнить это отношение (F/S). Действие одного тела на другое можно оценить отношени­ем модуля силы, действующей перпендикулярно поверхности тела, к площади соприкосновения тел.

Учитель. Запишите «Название, обозначение». Эту величину приня­то называть давлением и обозначать буквой р. Что еще нужно сделать для введения новой величины?

Ученик. Нужно записать формулу и составить определение.

Учитель. (Записывает формулу.)

Слайд – 7

Давление – это физическая величина, которая показывает, какая сила действует на единицу площади поверхности.

Учитель. Запишите «Единица» и предложи­те единицу давления. У вас – 1 мин.

Ученик. Если модуль силы равен 1 Н, а площадь – 1 м2, то давле­ние р = 1 Н/м2.

1 Н/м2 – это давление, производимое телом, которое дейст­вует силой давления 1 Н на другое тело при площади поверхно­сти их соприкосновения 1м2.

Слайд – 8

Учитель. Эта единица имеет специальное название в честь Блеза Паскаля, ее обозначают сокращенно «Па». Запишите 1 Па = 1 Н/м2.

Слайд –9,10

Учитель. Ребята, как вы думаете, велико ли давление в 1 Па?

У меня имеется лист массой 100г его площадь 1м2. Поставлю его на пол. Какая сила действует на пол? (1Н). А давление равно 1 Па? Почему? Что надо сделать?

Положу на стол. 1 Па? (Нет). Стол узкий.

Вырежу 1 см2. У вас он находится на столе. Какое давление он производит?

Итак, вы держите 1 Па на ладони. Много это или мало?

Производные единицы: 1 кПа = 1000 Па =103 Па;

1 МПа = 1 000 000 Па = 106 Па;

VI. Этап применения нового знания

Учитель. Пожалуйста, все встаньте. Определите, какое давление вы оказываете на пол? Что для этого вам нужно знать? (Массу своего тела и площадь своей обуви – она у всех разная). А можно ли увеличить это давление, не производя расчёты?

Ученик. Встать на одну ногу, уменьшив тем самым площадь, затем на носочек…Съесть побольше пирожных, взять в руки портфель, тем самым, увеличив модуль силы.

Учитель. А как уменьшить давление?

Ученик. Сесть на пол, лечь на пол, т.е. увеличить площадь…Срочно похудеть, уменьшив модуль силы.

Слайд – 13, 14

Учитель. (Раздать карточки-картинки, приложение 3). Первый вариант отбирает себе те карточки, на которых есть приспособления для увеличения давления, а второй вариант – для уменьшения давления. (Дети работают). Проверяем, называя и комментируя вслух.

Слайд – 15-18

Работа с раздаточным материалом Приложение № 1 по вариантом

Слайд – 19

VII. Подведение итогов

Что мы узнали на уроке?

  1. Сила давления – это сила, действующая перпендикулярно поверхности тела.

  2. Давление – это ФВ, описывающая действие одного тела на другое и равная отношению F, действующей перпендикулярно поверхности, к S поверхности соприкасающихся тел.

  3. Единица давления в СИ – 1 Па.

Чему мы научились на уроке?

  1. «Создавать» понятие о плотности вещества.

  2. Находить плотность вещества в конкретной ситуации.

  3. Осуществлять перевод единиц плотности вещества из одной системы в другую.

Слайд – 20-24

Слайд – 25

VIII. Домашнее задание

П. 23 № 179, № 181, № 184.

Приложение № 1

Вариант 1. Найдите давление, которое оказывают тела, в следующих ситуациях.

  1. Мотосани массой 200 кг имеют основание площадью 1 м2 и движутся горизонтально.

  2. Космонавт массой 70 кг «сидит» в кресле космического корабля, занимая площадь 0,08 м2.

  3. Теннисист несет ракетку, на которой лежит мяч массой 0,05 кг. Площадь ракетки 0,1 м2.

  4. Трактор массой 6000 кг имеет площадь обеих гусениц 2 м2. Трактор спускается по наклонной местности.

  5. Человек нажимает на лопату силой 690 Н, ширина лезвии лопаты 0,023 м, толщина режущего крал 0,0003 м.

  6. Оса вонзает свое жало силой 0,00001 Н. Площадь его острия 0,000000000003 см2.

  7. Девочка, играющая в «классики», стоит на одной ноге. Масса девочки 40 кг. Площадь клетки «классиков» 0,25 м2.

  8. Вода массой 100 кг в водопаде скользит вдоль отвесной скалы, соприкасаясь с поверхностью площадью 3 м2.

  9. Человек кидает копье, которое вонзается в стену, действуя силой 600 Н. Площадь острия копья 0,0001 м2.

  10. Кошка массой 5 кг свернулась клубочком, заняв место площадью примерно 0,05 м2.

Вариант 2. Установите, как изменяется давление тел, в следующих ситуациях.

  1. Для рыхления почвы используют бороны. При рыхлении плотных почв на бороны кладут тяжелые предметы.

  2. Охотник, придя на зимовье, взял запас продуктов. Чтобы не проваливаться в снег, он поменял беговые лыжи на более ши­рокие и отправился в тайгу.

  3. Канистра с водой кубической формы, стоявшая на скамье, упала на пол, перевернувшись при этом на боковую грань.

  4. Гвоздь пытаются вытащить из стены сначала плоскогубца­ми, а затем клещами, действуя на него одинаковой силой.

  5. Акробаты в цирке, выстроившиеся в виде пирамиды (не­сколько человек стоят на плечах друг у друга), спрыгивают последовательно на манеж.

  6. Человек копал землю лопатой овальной формы, а затем
    сменил ее на лопату прямоугольной формы.

  7. Человек, провалившийся в прорубь, при попытке вы­браться самостоятельно потерпел неудачу, так как лед обламы­вался под тяжестью его тела. Он смог выбраться только с по­мощью широкой и длинной доски, которую положили на края проруби.

  8. Турист нес рюкзак, имеющий узкие ремни. После того как ему пришлось забрать часть вещей товарища, он подложил под ремни широкие кожаные прокладки, чтобы они не врезались в плечи.

  9. Тяжелый танк, идущий по асфальтовой дороге, не разру­шает ее, но раздавливает кирпич, попавший под его гусеницу.

Единицы измерения давления

Впервые человечество столкнулось с проблемой измерения давления при строительстве фонтанов во Флоренции. К счастью для строителей, в городе проживал физик Торичелли, который перенес  возникшую проблему со стройплощадки в свою лабораторию, заменив воду ртутью для большей компактности опыта.

 

История не оставила свидетельств того, насколько открытие итальянского физика помогло строителям, но тот факт, что человечество получило доказательство существования атмосферного давления, бесспорен.

 

Эстафету Торичелли подхватил  великий Блез Паскаль, который сумел измерить атмосферное давление и доказать опытным путем, что оно напрямую зависит от высоты над уровнем моря. Таким образом, первые  единицы измерения давления  были выражены высотой ртутного столба, измеренного в локтях и дюймах. Вполне естественно, что современные единицы измерения давления названы в честь обоих ученых.

Для измерения давления применяются различные приборы. Самый простой - это жидкостный манометр. Говорят, что к его изобретению приложил руку сам Леонардо да Винчи, но и для этой его гениальной догадки не нашлось применения при жизни автора.

 

Только со времен Паскаля для измерения давления стали использовать U-образную трубку, наполненную ртутью. Впоследствии ртуть была заменена на вакуумное масло.

 

При равенстве давлений на обоих концах трубки уровень жидкости одинаков, при подаче давления на один из концов трубки возникает разница высот.

P*(1) –P*(2)= gph,  где  g – ускорение свободно падающего тела, P – плотность жидкости, h - разность высот уровней  жидкости в манометре.

 

Несмотря на то, что жидкостные манометры обладают высокой чувствительностью,  область их применения довольно ограничена из-за их громоздкости, неудобства в эксплуатации и сравнительно небольшого диапазона измерения, от 20 кПа до 140 кПа .

 

С развитием техники все большую популярность стали обретать манометры с трубкой  Бурдона, по-другому их еще называют деформационными. Внутри такого манометра находится С-образная трубка из латуни с зубчатым механизмом. При подаче давления на свободный конец трубка распрямляется, и зубчатая передача  двигает стрелку, которая указывает величину давления на градуированной  шкале прибора. Чем более сложная форма трубки, тем меньшую погрешность имеет  инструмент.

 

Механические  манометры применяются для измерения давления от 40 кПа до 100МПа. Для них характерно ухудшение точности измерения при длительной эксплуатации. Это происходит из-за остаточной деформации работающего элемента.

 

Для измерения пульсирующего давления  величиной до 8*10^3 ГПа используются пьезоэлектрические манометры.

 

Исторически так сложилось, что единицы измерения давления  не соотносятся друг с другом  кратно, кажется, что тут  царит полный хаос. Общая формула для измерения давления выглядит следующим образом: P=F/S где Р – давление,  F – сила, S – площадь. В системе СИ сила измеряется в ньютонах, площадь в квадратных метрах – значит, размерность единицы давления будет  н/м^2, и она называется паскаль. Но на практике часто используют еще и атмосферы, бары, торы, мм ртутного столба, мм водяного столба, кГ/ см^2.

 

Попробуем внести ясность в эту проблему. Единицы  измерения  атмосферного давления - это мм ртутного столба или тор;  как известно, принятое за эталон атмосферное давление равно 760 мм ртутного столба - эта величина получила название атмосфера; бар примерно равен одной атмосфере – это старая единица системы СГС; есть еще техническая атмосфера, которая равняется одному кГ/см^2  - все эти величины употребляются как внесистемные единицы измерения давления газа; мм водяного столба используется в гидравлике и равен 13,6 тора. Следует отметить, что в физике паскаль и его производные  признаны как единственные  системные единицы измерения давления.  

Сила нормального давления в чем измеряется. Давление и сила давления. Давление твёрдых тел

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Давление - это скалярная физическая величина, равная отношению модуля , действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности:

Сила, прикладываемая перпендикулярно поверхности тела, под действием которой тело деформируется, называется силой давления. В качестве силы давления может выступать любая сила. Это может быть сила, которая прижимает одно тело, к поверхности другого, или вес тела, действующий на опору (рис.1).

Рис. 1. Определение давления

Единицы измерения давления

В системе СИ давление измеряется в паскалях (Па): 1 Па = 1 Н/м 2

Давление не зависит от ориентации поверхности.

Часто используются внесистемные единицы: нормальная атмосфера (атм) и миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.): 1 атм=760 мм рт.ст.=101325 Па

Очевидно, что в зависимости от площади поверхности одна и та же сила давления может оказывать различное давление на эту поверхность. Этой зависимостью часто пользуются в технике, чтобы увеличить или, наоборот, уменьшить давление. Конструкции танков, тракторов предусматривают уменьшение давления на грунт путем увеличения площади с помощью гусеничной передачи. Этот же принцип положен в основу конструкции лыж: на лыжах человек легко скользит по снегу, однако, сняв лыжи, сразу же проваливается в снег. Лезвие режущих и острие колющих инструментов (ножей, ножниц, резцов, пил, игл и др.) специально остро оттачивается: острое лезвие имеет маленькую площадь, поэтому при помощи даже небольшой силы создается большое давление, и таким инструментом легко работать.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание Человек нажимает на лопату с силой 400 Н. Какое давление оказывает лопата на грунт, если ширина ее лезвия 20 см, а толщина режущего края 0,5 мм?
Решение Давление, которое оказывает лопата на грунт, определяется формулой:

Площадь поверхности лопаты, которая соприкасается с грунтом:

где - ширина лезвия, - толщина режущего края.

Поэтому давление лопаты на грунт:

Переведем единицы в систему СИ:

ширина лезвия: см м;

толщина режущего края мм м.

Вычислим: Па МПа

Ответ Давление лопаты на грунт 4 МПа.

ПРИМЕР 2

Задание Найти ребро алюминиевого кубика, если он оказывает на стол давление 70 Па.
Решение Давление кубика на стол:

Сила давления в данном случае - это вес кубика, поэтому можно записать:

Учитывая, что

а объем кубика в свою очередь:

Представьте себе заполненный воздухом герметичный цилиндр, с установленным сверху поршнем. Если начать давить на поршень, то объем воздуха в цилиндре начнет уменьшаться, молекулы воздуха станут сталкиваться друг с другом и с поршнем все интенсивнее, и давление сжатого воздуха на поршень возрастет.

Если поршень теперь резко отпустить, то сжатый воздух резко вытолкнет его вверх. Это произойдет потому, что при неизменной площади поршня увеличится сила, действующая на поршень со стороны сжатого воздуха. Площадь поршня осталась неизменной, а сила со стороны молекул газа увеличилась, соответственно увеличилось и давление.

Или другой пример. Стоит человек на земле, стоит обеими стопами. В таком положении человеку комфортно, он не испытывает неудобств. Но что случится, если этот человек решит постоять на одной ноге? Он согнет одну из ног в колене, и теперь будет опираться на землю только одной стопой. В таком положении человек ощутит определенный дискомфорт, ведь давление на стопу увеличилось, причем примерно в 2 раза. Почему? Потому что площадь, через которую теперь сила тяжести придавливает человека к земле, уменьшилась в 2 раза. Вот пример того, что такое давление, и как легко его можно обнаружить в обычной жизни.

С точки зрения физики, давлением называют физическую величину, численно равную силе, действующей перпендикулярно поверхности на единицу площади данной поверхности. Поэтому, чтобы определить давление в некоторой точке поверхности, нормальную составляющую силы, приложенной к поверхности, делят на площадь малого элемента поверхности, на который данная сила действует. А для того чтобы определить среднее давление по всей площади, нормальную составляющую действующей на поверхность силы нужно разделить на полную площадь данной поверхности.

Измеряется давление в паскалях (Па). Эта единица измерения давления получила свое название в честь французского математика, физика и литератора Блеза Паскаля, автора основного закона гидростатики - Закона Паскаля, гласящего, что давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях. Впервые единица давления «паскаль» была введена в обращение во Франции в 1961 году, согласно декрету о единицах, спустя три столетия после смерти ученого.

Один паскаль равен давлению, которое вызывает сила в один ньютон, равномерно распределенная, и направленная перпендикулярно к поверхности площадью в один квадратный метр.

В паскалях измеряют не только механическое давление (механическое напряжение), но и модуль упругости, модуль Юнга, объемный модуль упругости, предел текучести, предел пропорциональности, сопротивление разрыву, сопротивление срезу, звуковое давление и осмотическое давление. Традиционно именно в паскалях выражаются важнейшие механические характеристики материалов в сопромате.

Атмосфера техническая (ат), физическая (атм), килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см2)

Кроме паскаля для измерения давления применяют и другие (внесистемные) единицы. Одной из таких единиц является «атмосфера» (ат). Давление в одну атмосферу приблизительно равно атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана. На сегодняшний день под «атмосферой» понимают техническую атмосферу (ат).

Техническая атмосфера (ат) - это давление, производимое одной килограмм-силой (кгс), распределенной равномерно по площади в один квадратный сантиметр. А одна килограмм-сила, в свою очередь, равна силе тяжести, действующей на тело массой в один килограмм в условиях ускорения свободного падения, равного 9,80665 м/с2. Одна килограмм-сила равна таким образом 9,80665 ньютон, а 1 атмосфера оказывается равной точно 98066,5 Па. 1 ат = 98066,5 Па.

В атмосферах измеряют, например, давление в автомобильных шинах, например рекомендованное давление в шинах пассажирского автобуса ГАЗ-2217 равно 3 атмосферам.

Есть еще «физическая атмосфера» (атм), определяемая как давление ртутного столба, высотой 760 мм на его основание при том, что плотность ртути равна 13595,04 кг/м3, при температуре 0°C и в условиях ускорения свободного падения равного 9,80665 м/с2. Так выходит, что 1 атм = 1,033233 ат = 101 325 Па.

Что касается килограмм-силы на квадратный сантиметр (кгс/см2), то эта внесистемная единица давления с хорошей точностью равна нормальному атмосферному давлению, что бывает иногда удобно для оценок различных воздействий.

Внесистемная единица «бар» равна приблизительно одной атмосфере, но является более точной - ровно 100000 Па. В системе СГС 1 бар равен 1000000 дин/см2. Раньше название «бар» носила единица, называемая сейчас «бария», и равная 0,1 Па или в системе СГС 1 бария = 1 дин/см2. Слово «бар», «бария» и «барометр» происходят от одного и того же греческого слова «тяжесть».

Часто для измерения атмосферного давления в метеорологии используют единицу мбар (миллибар), равную 0,001 бар. А для измерения давления на планетах где атмосфера очень разряженная - мкбар (микробар), равный 0,000001 бар. На технических манометрах чаще всего шкала имеет градуировку именно в барах.

Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.), миллиметр водяного столба (мм вод. ст.)

Внесистемная единица измерения «миллиметр ртутного столба» равна 101325/760 = 133,3223684 Па. Обозначается «мм рт.ст.», но иногда ее обозначают «торр» - в честь итальянского физика, ученика Галилея, Эванджелисты Торричелли, автора концепции атмосферного давления.

Образовалась единица в связи с удобным способом измерения атмосферного давления барометром, у которого ртутный столб пребывает в равновесии под действием атмосферного давления. Ртуть обладает высокой плотностью около 13600 кг/м3 и отличается низким давлением насыщенного пара в условиях комнатной температуры, поэтому для барометров в свое время и была выбрана именно ртуть.

На уровне моря атмосферное давление равно приблизительно 760 мм рт.ст., именно это значение и принято считать теперь нормальным атмосферным давлением, равным 101325 Па или одной физической атмосфере, 1 атм. То есть 1 миллиметр ртутного столба равен 101325/760 паскаль.

В миллиметрах ртутного столба измеряют давление в медицине, в метеорологии, в авиационной навигации. В медицине кровное давление измеряют в мм рт.ст, в вакуумной технике градуируются в мм рт.ст, наряду с барами. Иногда даже просто пишут 25 мкм, подразумевая микроны ртутного столба, если речь идет о вакуумировании, а измерения давления осуществляют вакуумметрами.

В некоторых случаях используют миллиметры водяного столба, и тогда 13,59 мм вод.ст = 1мм рт.ст. Иногда это более целесообразно и удобно. Миллиметр водяного столба, как и миллиметр ртутного столба - внесистемная единица, равная в свою очередь гидростатическому давлению 1 мм столба воды, которое этот столб оказывает на плоское основание при температуре воды столба 4°С.

В прошлом году мы выполнили проектную работу на тему «Давление и его значение в практической деятельности». Нас заинтересовало значение давления в окружающем нас мире. Было интересно найти применение наших знаний в практических целях.

Нам очень нравится ходить на прогулки в зимний лес. Стало интересно: почему можно проваливаться в сугроб, стоя без лыж, а на лыжах можно скользить по любым снежным горкам. Дома, садясь на жёсткий табурет, не возможно просидеть очень долго, а на мягком кресле можно сидеть часами. Почему?

Разглядывая различные машины, мы обращаем внимание на различные размеры колёс. Почему у большегрузных машин и вездеходов шины очень широкие?

Понятие давления.

Давление и сила давления

Нам неоднократно приходилось наблюдать, как действие одной и той же силы приводит к разным результатам. Например, как бы сильно мы не давили на доску, нам вряд ли удастся проткнуть её пальцем. Но действуя с той же силой на шляпку канцелярской кнопки, мы легко загоняем острый конец в ту же самую доску. Чтобы не проваливаться в глубокий снег, человек надевает лыжи. И хотя вес человека при этом не меняется, на лыжах он не продавливает поверхность снега.

Эти и множество других примеров показывают, что результат действия силы зависит не только от её численного значения, но и площади поверхности, одна и та же сила оказывает разное давление.

Давлением называют отношение силы, действующей на поверхность тела перпендикулярно этой поверхности, к площади этой поверхности:

ДАВЛЕНИЕ = СИЛА_

Давление принято обозначать буквой р. Поэтому можно записать формулу, используя буквенные обозначения (вспомним, что сила обозначается буквой F, а площадь – S): р = _F_

Давление показывает, какая сила действует на единицу площади поверхности тела. Единица давления – паскаль (Па). Давление в один Паскаль оказывает сила в один ньютон на площадь в один квадратный метр: 1 Па = 1 Н/1м².

Силу, которая создаёт давление на какую-либо поверхность, называют силой давления.

Если умножить давление на величину площади поверхности, то можно вычислить силу давления: сила давления = давление площадь, или то же самое в буквенных обозначениях:

Чтобы уменьшить давление, достаточно увеличить площадь, на которую действует сила. Например, увеличивая площадь нижней части фундамента, тем самым уменьшают давление дома на грунт. У тракторов и танков большая опорная площадь гусениц, поэтому, несмотря на значительный вес, их давление на грунт не так велико: эти машины могут проходить даже по топким болотистым почвам.

В случаях, когда необходимо увеличить давление, уменьшают площадь поверхности (при этом сила давления остаётся той же). Так, для увеличения давления затачивают колющие и режущие инструменты – ножницы, ножи, иглы, кусачки.

2. Давление на глубине

Водолаз в лёгком снаряжении может погрузиться в воду на глубину примерно до 80 метров. При необходимости более глубокого погружения применяют специальные скафандры, а также используют специальные глубоководные аппараты–подводные лодки, батискафы. Они защищают человека от громадного давления, действующего на тело, погруженного на глубину. Как возникает это давление?

Мысленно разобьём жидкость на горизонтальные слои. На верхний слой жидкостей действует сила тяжести, поэтому вес верхнего слоя жидкости создаёт давление на второй слой. На второй слой также действует сила тяжести, и вес второго слоя создаёт давление на третий слой. Однако, по закону Паскаля, второй слой без изменения передаёт третьему слою ещё и давление верхнего слоя. Значит, третий слой находится под большим давлением, чем второй. Аналогичная картина наблюдается с последующими слоями: чем глубже, тем давление больше. В сжатой этим давлением жидкости возникает сила упругости, которая оказывает давление на стенки и дно сосуда и на дно поверхности погруженных в жидкость тел.

Рассчитаем, какое давление оказывает столб жидкости высотой h на дно сосуда, площадь которого S. На дно сосуда оказывает давление вес равный силе тяжести. Силу тяжести подсчитываем по известной нам формуле: Fтяж = m g, где m- это масса жидкости. Хотя масса нам неизвестна, мы можем её рассчитать по объёму и плотности: m = p V

Плотность возьмём из таблицы, а объем V вычислим. Объём, как известно, равен произведению площади основания S на высоту h; V=s h. Масса жидкости получится равной: m = p V= p S h

Подставим массу в формулу для расчёта силы тяжести:

Fтяж= m g = p S h g

Определим давление жидкости на дно сосуда:

Как видно из формулы, давление жидкости на дно сосуда прямо пропорционально высоте столба жидкости.

По этой же формуле можно вычислить давление столба жидкости: тогда в качестве h мы должны подставить глубину, на которой хотим определить давление.

Поскольку закон Паскаля справедлив не только для жидкостей, но и для газов, то все приведённые выше рассуждения и выводы относятся не только к жидкостям, но и к газам.

Часто говорят, что мы живём на дне воздушного слоя воздуха, окружающего Землю. Это – атмосферное давление. Известно, что с увеличением высоты над уровнем моря, атмосферное давление убывает. Это легко объяснить: чем выше мы поднимаемся, тем меньше высота столба воздуха h, а значит, меньше и создаваемое им давление.

3. Передача давления жидкостями и газами

Твёрдые тела передают оказываемое на них давление в направлении действия силы. Например, кнопка продавливает доску в том же направлении, в котором на неё давит палец.

Совсем иначе обстоит дело с жидкостями и газами. Если мы надуваем воздушный шарик, то своим дыханием оказываем давление во вполне определённом направлении. Однако при этом шарик раздувается во все стороны.

Играя с самодельными брызгалками, мальчишки сдавливают с боков пластмассовые баночки, заполненные водой. При этом вода бьет из отверстия в пробке – направление давления изменяется. Эти и подобные опыты подтверждают закон Паскаля, который гласит: жидкости и газы передают оказываемое на них давление без изменения в каждую точку жидкости или газа.

Такое свойство жидкостей и газов объясняется их строением. В том месте жидкости или газа, на котором оказывается давление, частицы вещества расположатся более плотно, чем раньше. Но частицы вещества в жидкости и газе подвижны, и по этой причине не могут располагаться в одном месте более плотно, чем в другом. Поэтому частицы снова распределяются равномерно, но на более близком расстоянии друг от друга. Давление, оказанное на часть частиц вещества, предаётся всем остальным частицам.

Закон Паскаля лежит в основе конструкции гидравлических и пневматических машин и устройств.

Основу гидравлических машины составляют два цилиндрических сосуда разного диаметра, заполненные жидкостью, как правило маслом. Сосуды соединены между собой трубкой. В каждом из сосудов есть поршень, который плотно прилегает к стенкам сосуда, но в то же время может свободно перемещаться вверх и вниз.

Если на поршень малого цилиндра подействовать силой F1, то, зная его площадь (обозначим её S1), легко вычислить оказываемое на него давление:

По закону Паскаля, жидкость передаст это давление большому поршню без изменения: снизу на большой поршень жидкость оказывает давление р. Учитывая, что площадь большого поршня S2, вычислим силу давления F2:

Выразим из формулы (2) давление и получим:

Обратим внимание, что левые части равенства (1) и (3) равны друг другу. Значит, равны и правые части этих равенств, то есть:

Откуда следует, что

Таким образом, мы получили следующий результат: во сколько раз площадь второго поршня больше площади первого, во столько же раз гидравлическая машина даёт выигрыш в силе.

Конструкции, созданные на основе принципа гидравлической машины, находят широкое применение в технике.

Глава 2. Практическое применение

1. Расчёт давления человека на лыжах и без них.

Моя масса равна 46 килограммов. Зная, что сила тяжести рассчитывается по формуле

Fт = mg ; основная формула примет следующий вид: p = ; где S – площадь обеих лыж, зная размеры лыж, вычислим её.

Размеры лыжи 1,6м 0,04 м; то S1 = 1,6 0,04 = 0,064 (м ²) (Это площадь одной лыжи, а у нас их две). В результате конечная расчетная формула будет иметь следующий вид: p = = = 3593 = 3593Па

Теперь рассчитаем давление, которое я оказываю, стоя на полу. Вычислим размеры подошвы обуви 26см * 10,5 см, то

S2 = 0,26м * 0,105м = 0,027м² (это площадь одной подошвы, у нас их две). В результате конечная расчетная формула будет иметь следующий вид:

Р2 = = 8518 Па

В результате полученных вычислений выяснили – давление на лыжах равно 3595 Па, а давление без лыж на опору 8518 Па.

В результате полученных вычислений площадь лыж равна 0,128м², а площадь подошвы равна 0,054 м².

0,128м² > 0,054м² в 2,3 раза.

Отсюда можно сделать следующий вывод: во сколько раз увеличиваем площадь опоры, во столько же раз уменьшается давление, которое мы создаем на опору.

2. Расчёт давления на опору в разных положениях бруска.

Нам необходимо это сделать для того, чтобы выяснить, как делать кладку из кирпичей на даче? В каком из случаев будет оказываться меньшее давление?

Измерим экспериментальны брусок. Размеры бруска 10см * 6см * 4 см. Для расчетов воспользуемся следующими формулами: p = Fт = mg p =

Найдём площади граней:

S1 = 0,1м * 0,06м = 0,006 м²

S2 = 0,1м * 0,04м = 0,004 м²

S3 = 0,06 * 0,04м = 0,0024м²

Взвесим брусок. m = 100г = 0,1 кг

Выполним необходимые расчёты.

р1 = = Па = 167 Па р2 = = Па = 250 Па р3 = Па = 417 Па

Рассмотрев зависимость давления от площади опоры, приходим к выводу: во сколько раз увеличиваем площадь опоры, во столько же раз уменьшается давление, которое мы создаем на опору.

S1 (0,006м²) > S2 (0,004м²) > S3 (0,0024м²)

3. Расчёт давления жидкости на дно сосудов.

В практической жизни мы встречаемся с сосудами различной формы: банки разных размеров, бутылки, кастрюли, кружки. Рассчитаем, какое давление на дно сосудов разной формы оказывает столб воды.

Нальём воду в 3-х литровую и литровую банку 1 литр воды и рассчитаем давление жидкости на дно сосудов. Высота столба жидкости в банках различная. В 3-х литровой банке равна 5 см, а литровой 14 см.

Расчетная формула для нахождения давления в жидкости:

Р = ρ g h ρ = 1000 кг/м² (плотность воды) h2= 14 см = 0,14 м h3 = 5 см =0,05 м

Давление на дно литровой банки: Р1 = 1000кг/м * 10Н/кг * 0,14м = 1400Н/м = 1400Па

Давление на дно 3-х литровой банки: Р2 = 1000кг/м * 10Н/кг * 0,05м = 500Н/кг = 500Па h2 (0,14 м) > h3 (0,05м) р1 (1400 Па) > р2 (500 Па)

В результате эксперимента мы выяснили, что одинаковое количество воды оказывает различное давление на дно сосудов и напрямую зависит только от высоты столба жидкости.

Глава 3. Давление в природе и технике.

Когда мы знакомились с литературой по теме Давление», то узнали очень много интересного и поучительно.

1. Атмосферное давление в живой природе

Мухи и древесные лягушки могут держаться на оконном стекле благодаря крошечным присоскам, в которых создаётся разряжение, и атмосферное давление удерживает присоску на стекле.

Рыбы-прилипалы имеют присасывающую поверхность, состоящую из ряда складок, образующих глубокие «карманы». При попытке оторвать присоску от поверхности, к которой она прилипла, глубина карманов увеличивается, давление в них уменьшается и тогда внешнее давление ещё сильнее прижимает присоску.

Слон использует атмосферное давление всякий раз, когда хочет пить. Шея у него короткая, и он не может нагнуть голову в воду, а опускает только хобот и втягивает воздух. Под действием атмосферного давления хобот наполняется водой, тогда слон изгибает его и выливает воду в рот.

Засасывающее действие болота объясняется тем, что при поднятии ноги под ней образуется разряжённое пространство. Перевес атмосферного давления в этом случае может достигать 1000Н на площадь ноги взрослого человека. Однако копыта парнокопытных животных при вытаскивании из трясины пропускают воздух через свой разрез в образовавшееся разряжённое пространство. Давление сверху и снизу копыта выравнивается, и нога вынимается без особого труда.

2. Использование давления в технике.

давление на морских глубинах очень велико, поэтому человек не может находиться на глубине без специальных аппаратов. С аквалангом человек может опуститься на глубину около 100 метров. Защитив себя корпусом подводной лодки, человек может опуститься уже до километра в глубь моря. И лишь специальные аппараты – батискафы и батисферы – позволяют опускаться до глубин нескольких километров.

В прошлом году прошли глубоководные исследования нашего озера Байкал. Аппарат, который опускался на дно священного озера, называется «Мир». Были сделаны уникальные фотографии ландшафта, флоры и фауны Байкала. Взяты пробы грунта дна озера. Планируется дальнейшее продолжение начатой работы по изучению самого глубокого озера мира.

при глубоком погружении с аквалангом человек должен предохранить себя от кессонной болезни. Она возникает, если аквалангист быстро поднимается с глубины на поверхность. Давление воды резко уменьшается и растворённый в крови воздух расширяется. Образующиеся пузырьки закупоривают кровеносные сосуды, мешая движению крови, и человек может погибнуть. Поэтому аквалангисты всплывают медленно, чтобы кровь успевала уносить образующиеся пузырьки воздуха в легкие.

Атмосфера вращается вокруг земной оси вместе с Землей. Если бы атмосфера была неподвижна, то на Земле постоянно бы царил ураган со скоростью ветра свыше 1500км/ч.

из-за давления атмосферы на каждый квадратный сантиметр нашего тела действует сила 10Н.

некоторые планеты солнечной системы тоже имеют атмосферы, однако их давление не позволяет человеку находиться там без скафандра. На Венере, например, атмосферное давление около 100 атм, на Марсе – около 0,006 атм.

барометры Торричелли являются самыми точными барометров. Ими оборудованы метеорологические станции и по их показаниям проверяется работа Барометров-анероидов.

барометр-анероид – очень чувствительный прибор. Например, поднимаясь на последний этаж 9-ти этажного дома, из-за различия атмосферного давления на различной высоте мы обнаружим уменьшение атмосферного давления на 2-3 мм рт. ст.

искусственное понижение или повышение атмосферного давления в специальных помещениях – барокамерах – используют в лечебных целях. Одним из методов баротерапии (греч. «терапия» - лечение) является постановка стеклянных медицинских банок в домашних условиях.

втыкая иглу или булавку в ткань, мы создаём давление около 100МПа.

3. Интересные факты

*Почему на простом табурете сидеть жестко, в то время как на стуле, тоже деревянном, нисколько не жестко? Почему мягко лежать в верёвочном гамаке, который сплетён низ довольно твёрдых шнурков?*

Нетрудно догадаться. Сиденье простого табурета плоско; наше тело соприкасается с ним лишь по небольшой поверхности, на которой и сосредоточивается вся тяжесть туловища. У стула же сиденье вогнутое; оно соприкасается с телом по большой поверхности; по этой поверхности и распределяется вес туловища: на единицу поверхности приходится меньший груз, меньшее давление.

Для большегрузных автомобилей изготавливают очень широкие шины. Это позволяет снизить давление на дорогу. Давление следует уменьшать при движении по заболоченной поверхности. Для этого настилают деревянные чаги, по которым могут ехать даже танки.

Иглы, лезвия, режущие предметы остро оттачиваются, чтобы при малых силах на острие создавалось большое давление. Такими инструментами намного проще работать.

В животном мире это тоже можно наблюдать. Это – клыки у зверей, когти, клювы и т. д.

Как мы пьём?

Неужели и над этим можно задуматься? Конечно. Мы приставляем стакан или ложку с жидкостью ко рту и «втягиваем» в себя их содержимое. Вот это-то простое «втягивание» жидкости, к которому мы так привыкли, и надо объяснить. Почему, в самом деле, жидкость устремляется к нам в рот? Что её увлекает? Причина такова: при питье мы расширяем грудную клетку и тем разрежаем воздух во рту; под давлением наружного воздуха жидкость устремляется в то пространство, где давление меньше, и таким образом проникает в наш рот.

Наоборот, захватив губами горлышко бутылки, вы никакими усилиями не «втяните» из неё воду в рот, так как давление воздуха во рту и над водой одинаково.

Итак, строго говоря, мы пьём не только ртом, но и лёгкими; ведь расширение лёгких – причина того, что жидкость устремляется в наш рот.

В ходе выполненной работы мы глубоко узнали понятие «Давления» с физической точки зрения. Рассмотрели его применение в различных жизненных ситуациях, в природе и технике. Узнали значимость этого понятия для животного мира, рассмотрели случаи практического применения давления в жизни человека и живой природы. Рассчитали, применяя математические навыки и изучили закономерности проявления давления в следующих ситуациях:

Давление человека в различных ситуациях;

Давление жидкости на дно сосудов;

Давление твёрдого тела на опору;

Давление собственного тела в экстремальной ситуации.

В результате исследований были получены следующие выводы:

1. В твёрдых телах давление можно уменьшить, увеличив площадь опоры.

2. В жидкостях и газах давление напрямую зависит от высоты столба жидкости или газа

Никому не нравится быть под давлением. И не важно, под каким. Об этом спела еще группа Queen вместе с Дэвидом Боуи в своем знаменитом сингле "Under pressure". Что такое давление? Как понять давление? В чем оно измеряется, какими приборами и методами, куда направлено и на что давит. Ответы на эти и другие вопросы – в нашей статье про давление в физике и не только.

Если преподаватель давит на вас, задавая каверзные задачки, мы сделаем так, чтобы вы смогли верно на них ответить. Ведь понимание самой сути вещей – ключ к успеху! Итак, что такое давление в физике?

По определению:

Давление – скалярная физическая величина, равная силе, действующей на единицу площади поверхности.

В международной системе СИ измеряется в Паскалях и обозначается буквой p . Единица измерения давления – 1 Паскаль . Русское обозначение – Па , международное – Pa .

Согласно определению, чтобы найти давление, нужно силу разделить на площадь.

Любая жидкость или газ, помещенный в сосуд, оказывает на стенки сосуда давление. Например, борщ в кастрюле действует на ее дно и стены с некоторым давлением. Формула определения давления жидкости:

где g – ускорение свободного падения в гравитационном поле земли, h – высота столба борща в кастрюле, греческая буква «ро» – плотность борща.

Наиболее распространенный в быту прибор для определения давления – барометр. Но в чем измеряют давление? Кроме паскаля существуют и другие внесистемные единицы измерения:

  • атмосфера;
  • миллиметр ртутного столба;
  • миллиметр водяного столба;
  • метр водяного столба;
  • килограмм-сила.

В зависимости от контекста применяются разные внесистемные единицы.

Например, когда вы слушаете или читаете прогноз погоды, там и речи не идет о паскалях. Говорят о миллиметрах ртутного столба. Один миллиметр ртутного столба – это 133 Паскаля. Если вы ездите за рулем, то наверное знаете, что нормальное давление в колесах легкового автомобиля - около двух атмосфер .


Атмосферное давление

Атмосфера – это газ, точнее, смесь газов, которая удерживается у Земли благодаря гравитации. Атмосфера переходит в межпланетное пространство постепенно, а ее высота – примерно 100 километров.

Как понимать выражение «атмосферное давление»? Над каждым квадратным метром земной поверхности находится стокилометровый столб газа. Конечно, воздух прозрачен и приятен, но у него есть масса, которая давит на поверхность земли. Это и есть атмосферное давление.

Нормальное атмосферное давление принято считать равным 101325 Па . Это давление на уровне мирового океана при температуре 0 градусов Цельсия . Такое же давление при этой же температуре оказывает на свое основание столб ртути высотой 766 миллиметров.

Чем больше высота над уровнем моря, тем ниже атмосферное давление. Например, на вершине горы Джомолунгма оно составляет всего одну четвертую от нормального атмосферного давления.


Артериальное давление

Еще один пример, где мы сталкиваемся с давлением в повседневной жизни – это измерение кровяного давления.

Артериальное давление – это кровяное давление, т.е. давление, которое кровь оказывает на стенки сосудов, в данном случае – артерий.

Если вы измерили артериальное давление и оно у вас 120 на 80 , то все хорошо. Если 90 на 50 или 240 на 180 , то вам уже точно будет неинтересно разбираться, в чем это давление измеряется и что это вообще значит.


Тем не менее, возникает вопрос: 120 на 80 чего именно? Паскалей, миллиметров ртутного столба, атмосфер или еще каких-то единиц измерения?

Артериальное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба. Оно определяет превышение давления жидкости в кровеносной системе над атмосферным давлением.

Кровь оказывает давление на сосуды и тем самым компенсирует действие атмосферного давления. Будь иначе, нас бы просто раздавило огромной массой воздуха над нами.

Но почему в измерении артериального давления две цифры?

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на

Дело в том, что кровь движется в сосудах не равномерно, а толчками. Первая цифра (120) называется систолическим давлением. Это давление на стенки сосудов в момент сокращения сердечной мышцы, его величина – наибольшая. Вторая цифра (80) определяет наименьшее значение и называется диастолическим давлением.

При измерении фиксируются значения систолического и диастолического давлений. Например, для здорового человека типичное значение артериального давления составляет 120 на 80 миллиметров ртутного столба. Это означает, что систолическое давление равно 120 мм. рт. ст., а диастолическое – 80 мм рт. ст. Разница между систолическим и диастолическим давлениями называется пульсовым давлением.

Физический вакуум

Вакуум – это отсутствие давления. Точнее, практически полное его отсутствие. Абсолютный вакуум является приближением, как идеальный газ в термодинамике и материальная точка в механике.

В зависимости от концентрации вещества различают низкий, средний и высокий вакуум. Наилучшее приближение к физическому вакууму – космическое пространство, в котором концентрация молекул и давление минимальны.


Давление – основной термодинамический параметр состояния системы. Определить давление воздуха или другого газа можно не только по приборам, но и пользуясь уравнениями, формулами и законами термодинамики . А если у вас нет времени разбираться, студенческий сервис поможет решить любую задачу на определение давления.

Давление - это отношение силы, которая действует перпендикулярно на поверхность, к площади этой поверхности. Измеряется давление в паскалях (1 Па - такое давление, которое сила в 1 ньютон производит при ее приложении к поверхности площадью в один квадратный метр).

Сила давления - это такая сила, которую оказывает давление на определенную поверхность. Она измеряется в ньютонах (1 Н). Чем меньше площадь поверхности, на которую это давление оказывается, тем меньше может быть прилагаемая сила, с помощью которой можно добиться ожидаемого эффекта.

Сила давления действует на поверхность перпендикулярно ей. Ее нельзя отождествлять с давлением. Чтобы определить давление, нужно его силу разделить на площадь поверхности, на которую оно оказывается. Если приложить одинаковую силу для воздействия на поверхности разной площади, то давление будет больше там, где меньше площадь опоры. Если известно давление и площадь поверхности, то узнать силу давления можно, умножив давление на площадь.

Сила всегда обязательно направлена перпендикулярно той поверхности, на которую оно оказывает воздействие. По третьему она равняется по ее модулю.

Роль силы давления способна играть любая сила. Это может быть вес, который деформирует опору, или сила, прижимающая какое-либо тело к определенной поверхности, и так далее.

При соприкосновении с твердыми телами жидкости действуют на них с определенной силой, которую так и называют - сила давления. В быту ощутить воздействие такой силы можно, прикрыв пальцем отверстие крана, из которого идет вода. Если в резиновый баллон налить ртуть, что можно увидеть, что его стенки начнут выпирать наружу. Сила может оказывать воздействие также и на другие жидкости.

При соприкосновении твердых тел сила упругости возникает при изменении их формы или объема. В жидкостях такие силы при изменении формы не возникают. Отсутствие упругости по отношению к изменениям формы обусловливает подвижность жидкостей. При сжатии же жидкостей (изменении их объемов) силы упругости будут проявляться. Именно они и называются силой давления. То есть, если жидкость действует на соприкасающиеся с ней другие тела с силой давления, значит, она находится в сжатом состоянии. Чем более сжата жидкость, тем более сильными будут возникающие в результате этой силы давления.

В результате сжатия плотность веществ увеличивается, поэтому жидкости обладают упругостью, проявляющейся по отношению к их плотности. Если сосуд закрыть поршнем и поместить сверху груз, то при опускании поршня жидкость начнет сжиматься. В ней возникнет сила давления, которая уравновесит вес поршня с находящимся на нем грузом. Если продолжать увеличивать нагрузку на поршень, жидкость будет продолжать сжиматься, а увеличивающаяся сила давления будет направлена на уравновешивание нагрузки.

Все жидкости (в большей или же меньшей степени) способны сжиматься, поэтому есть возможность измерить степень их сжатия, которая соответствует определенной силе давления.

Чтобы уменьшить давление на поверхность, в случае если невозможно уменьшить силу, необходимо увеличить площадь опоры. И наоборот, для увеличения давления нужно уменьшить площадь, на которую действует его сила.

Молекулы газа не связаны (либо слишком слабо связаны) между собой силой взаимодействия. Поэтому они движутся хаотично, практически свободно, заполняя весь объем предоставленного им сосуда. В связи с этим свойства газа отличаются от У зависит от давления в гораздо большей степени, чем у жидкостей. Общим между ними является то, что давление как жидкости, так и газа не зависит от формы сосуда, в который они могут быть помещены.

Что такое давление? Определение, популярные единицы

* Комментарий: Здесь не использовалось точное значение ускорения свободного падения g = 9,81 м/с². Вместо этого использовалось округленное значение 10 м/с².

Виды давления

Абсолютное давление

Нулевой точкой на шкале абсолютного или абсолютного давления является вакуум. Поэтому данные об абсолютном давлении всегда измеряются относительно него. Примером может служить атмосферное давление, которое всегда указывается как абсолютное давление.

Манометрическое давление

При измерении относительного давления опорным значением является давление окружающей среды. В промышленных применениях заводские давления часто представляются в относительных единицах, то есть относительно атмосферного давления. В этом случае фактическое значение давления представляет собой сумму относительного давления (которое возникает в данном процессе) и окружающего (атмосферного) давления. Тем не менее в промышленности процессы часто протекают при наличии давлений, во много раз превышающих атмосферное.В таких случаях давление окружающей среды не учитывается.

Статическое и динамическое давление в жидкостях

Статическое давление – это давление, присутствующее в данном газе или жидкости в состоянии покоя, например, в закрытом контейнере. Тогда для определения давления достаточно знать величину силы, с которой данная среда действует на данную поверхность. Однако, когда среда находится в движении, например, в трубопроводе, мы говорим о динамическом давлении. Согласно определению, динамическое давление можно описать как давление, оказываемое текущей жидкостью или газом на поверхность тела под прямым углом к ​​текущему потоку среды.Это давление является результатом кинетической энергии движущихся частиц. Современные технологии предлагают решения для всех типов приложений. Такие устройства, как, например, преобразователь давления , могут существенно отличаться по конструкции для измерения химически агрессивных сред, от прибора до измерения в газовой установке.

Перепад давления

Перепад давления является результатом сравнения двух абсолютных давлений и называется перепадом давления Δp.Он часто используется в технических приложениях для целей управления. Например, разность давлений на дне резервуара с жидкостью и над его поверхностью несет информацию о высоте столба жидкости. Дифференциальные измерительные устройства, например, датчик перепада давления , измеряют давление в двух точках измерения.

Гидростатическое давление

В покоящейся жидкости существует гидростатическое давление. Это зависит от высоты столба жидкости h, ее плотности ρ, ускорения свободного падения g.Чем выше водяной столб, тем выше давление. Например, чем ниже ныряльщик погружается в озеро, тем больше действующее на него гидростатическое давление.

.

Давление в физике. Определение и формула расчета

Давление – это величина, определяющая, как данная сила концентрируется на поверхности. Давление является скалярной величиной. Он рассчитывается для сплошных сред, таких как жидкости, газы и твердые тела.

Смотрите видео: «Почему девочки лучше учатся в школе?»

1.Определение давления

Давление — это скалярная величина, определяемая как заданная сила, сосредоточенная на поверхности. Определение таково: давление — это отношение силы, действующей на данную поверхность, к величине этой поверхности .

Основной единицей давления является Паскаль [Па]. Их можно вводить в миллиметрах водяного столба, ртутного столба, барах или британских единицах (фунтах на дюйм).

Понятие давления обобщается на напряжение .Для измерения давления используются, в частности, барометр и манометр, но его можно измерять и другими приборами. Например, при измерении атмосферного давления мы даем в гПа [Паскаль га], такую ​​единицу мы обычно слышим, наблюдая за прогнозом погоды.

1 гПа равен 100 Па. Физическим эталоном является нормальное давление приблизительно 1013,25 гПа. Мы используем барометр или барограф для измерения атмосферного давления.

Если давление газа намного ниже атмосферного давления, это вакуум .Различают низкий, средний (от 10-2 Па до 10-5 Па) и высокий вакуум с давлением выше 10-5 Па.

2. Интерпретация давления

Давление как скалярная величина сообщает нам , насколько действующая сила сосредоточена на поверхности . Примером может служить игла, которая, воздействуя своим острием на небольшой участок, создает большое давление, благодаря чему легко прокалывает поверхность.

Другим примером будут лыжи, которые распределяют вес человеческого тела по большой поверхности, чтобы предотвратить его увязание в снегу.В данном случае давление специально снижено .

Nauka - problemy

Наука - проблемы

Поскольку есть школа и ученики, есть и проблемы с обучением. Они могут быть самыми разными и зависеть от

посмотреть галерею

3.Формула для расчета давления

Давление находится по формуле:

р = ФС

где:

р - давление [ Па ]; F - сила, действующая перпендикулярно поверхности S [Н]; S - площадь поверхности, на которую действует сила F [м²].

Для стационарных газов в состоянии покоя давление, оказываемое газом на стенки сосуда, зависит от объема, температуры и массы. Следовательно, в термодинамике параметр состояния рассматривается как .

Przedmioty, których dzisiejsze dzieci nie znają

Предметы, которые современные дети не знают [5 фото]

Современные дети не знают многих вещей, которые не так давно были очень популярны.Они не знают,

посмотреть галерею

4. Манометрическое и абсолютное давление

Если давление относительно вакуума, мы называем его абсолютным или абсолютным. Если же оно определено по отношению к окружающей среде - избыточное давление (или иначе относительное, впрочем, это многозначный термин).

В данной области техники принято измерять и сообщать давление жидкостей относительно атмосферного давления .Избыточное давление в этом смысле называется манометрическим давлением.

Это можно понять из приведенного ниже примера: если давление в емкости 0,3 МПа (манометрическое), то абсолютное давление равно 0,3 МПа + 0,1 МПа (0,1 МПа – атмосферное давление).

Во времена, предшествовавшие популяризации системы СИ, манометрическое давление обозначалось добавлением буквы n после символа измерения давления. Абсолютное давление обозначалось добавлением буквы а - в предыдущем примере давление было бы равно 3 атм или 4 атм (приблизительно 0,1 МПа = 1 атм).

Единицей измерения, используемой в искусстве, является барг. Это означает относительное давление бар.

.

Давление

Давление - это величина, определяющая, насколько данная сила сосредоточена на поверхности. Давление является скалярной величиной. Они рассчитаны для расширенных сред, таких как газы, жидкости и твердые тела.

Определение давления

Давление есть отношение силы, действующей на данную поверхность, к значению этой поверхности и определяется по формуле:

\ (p = \ dfrac {F} {S} \)

где:

\(p\) - давление [Па],

\(F\) - сила, действующая перпендикулярно поверхности \(S\), [Н],

\(S\) - площадь силы \(F\),\(\влево [m^2\вправо]\).


Давление измеряется многими приборами и во многих местах. При измерении давления его часто дают в гПа (читай гекто Паскаль), чаще всего эту единицу мы слышим в прогнозе погоды, 1гПа иначе 100Па. Физический эталон: нормальное давление , что равно 1013,25 гПа. Барометры или барографы используются для измерения атмосферного давления.

Если давление газа значительно ниже атмосферного, это вакуум.Различают низкий вакуум, средний вакуум с диапазоном давлений от 10-2 до 10-5 Па и высокий вакуум с давлением ниже 10-5 Па.

Основной единицей давления является Паскаль [Па]. Давление можно вводить в миллиметрах ртутного столба, миллиметрах водяного столба, барах или в британских единицах, таких как фунты на дюйм2 и т. д. Чтобы преобразовать единицы измерения, воспользуйтесь калькулятором единиц в категории давления.

Также измеряется артериальное давление, например, результат теста 130/80 означает, что систолическое артериальное давление составляет 130 мм рт.ст. (миллиметры ртутного столба), а диастолическое артериальное давление составляет 80 мм рт.ст.Переведя, например, в паскали, можно записать 130/80 мм рт.ст. = 17332/10665 Па.


Давление зависит от поверхности и силы, действующей на эту поверхность. Если у нас есть нож, поверхность, которой он касается хлеба или апельсина, который мы разрезаем, очень мала, намного меньше поверхности нашей руки, поэтому давление, которое мы оказываем на хлеб, велико, поэтому нож режет. Если, с другой стороны, мы пойдем в другом направлении, увеличивая площадь, например.вместо обычной обуви, надев лыжи или снегоступы, мы делаем поверхность подошвы обуви нарастающей до поверхности снегоступов, что снижает давление, поэтому мы не проваливаемся в снег.

Интересный факт, связанный с изменением давления.

Вода кипятится при 100ºC. Если мы уменьшим давление в емкости, в которой вода находится должным образом, она начнет кипеть при 20ºC. он по-прежнему будет иметь температуру 20ºC, но будет кипеть и испаряться.

.

Давление - Medianauka.pl

Давление p является частным значением контактной силы F и площади поверхности S , на которую действует эта сила.

Формула давления

Единица давления – один паскаль (1 Па):

Обратите внимание, что давление является скалярной величиной, так как при расчете давления мы учитываем только значение силы. Здесь мы предполагаем, что сила F действует перпендикулярно поверхности S .

Давление — сила давления, оказываемая жидкостью на стенки сосуда, в котором она находится, или на погруженные в нее предметы.

Устройства , с помощью которых мы измеряем давление:

Задача

Рассчитайте давление, оказываемое грузом массой 1 кг на площадь площадью 1 см 2 .

Имеем заданную массу гири. Следовательно, его вес равен: Q = F = мг = 1 кг 9,81 м/с 2 = 9,81 Н.

Переведем единицу площади в см 2 в м 2 : S = 1 см 2 = 1 · (10 -2 м) 2 = 10 -4 м 2 4 5.

Рассчитываем давление: p = F/s = 9,81/10 -4 Па = 9,8110 4 Па = 98 100 Па = 981 гПа.

Мы использовали вышеприведенную единицу измерения гектопаскалей (гПа), которая представляет собой комбинацию префикса гекто и единицы паскаль. Приставка гекто означает число / множитель 100. Мы часто используем единицы гПа для обозначения атмосферного давления.

Блоки давления

Вот другие единицы измерения давления:

90 075 мм рт.ст.
Значение Экспоненциальная Блок Имя
0.000001 10 -6 МПа мегапаскалей
0,01 10 -2 гПа гектопаскалей
1 1 Па Паскаль
0,00001 10 -5 бар бар
0,00000986923 9,869233 10 -6 атм физическая атмосфера
0.0000101972 1.01971610 -5 в техническая атмосфера
0,00750064 7.500638 10 -3 миллиметров ртутного столба
0,00750064 7.500638 10 -3 Тр дорожка
0,101972 1.01971610 -1 ммH3O миллиметров водяного столба
0.101972 1.01971610 -1 кг/м2 килограмм-сила на квадратный метр
0,000145033 1.450326 10- 4 фунтов на квадратный дюйм фунтов силы на квадратный дюйм

Вопросы

Как пройти по тонкому льду, чтобы он не сломался?

Когда мы стоим на льду, наш вес оказывает давление на небольшую поверхность льда (равную поверхности подошвы нашей обуви).Если мы сейчас ляжем на лед, то та же сила (наш вес не изменится) будет действовать на гораздо большую поверхность (абрис нашего тела). Другими словами, выходя на лед, мы значительно уменьшаем давление, оказываемое нашим телом на лед.

Еще одним фактором безопасности являются медленные движения. Например, если мы начинаем прыгать по льду, мы оказываем на его поверхность дополнительную силу, возникающую в результате ускорения, полученного при свободном падении.

Какое вакуумметрическое давление?

Давление в вакууме колеблется в пределах 0,000001 Па = 10, -6, Па.

Какие самые высокие давления используются в технических исследованиях?

При испытании свойств твердых тел применяют давления порядка 100 000 000 = 10, 8, Па.

Что такое артериальное давление?

Артериальное давление — это давление крови на стенки самых крупных артерий (например, в артерии на руке). Оно выше, чем кровяное давление в венах.

В момент сокращения сердца, когда кровь выталкивается из сердца в аорту, в артериях наблюдается самое высокое давление, обычно от ок.от 90 до 135 мм рт.ст.; в момент диастолы - самое низкое, например примерно от 50 до 90 мм рт.

В медицинской практике значение как систолического, так и диастолического артериального давления имеет важное значение для оценки состояния здоровья. Обычно приводятся оба значения и запись выглядит следующим образом: 120/80 мм рт.

Среднее артериальное давление:

  • Взрослый: 120/80 мм рт.ст. 90 271
  • Ребенок: 110/75 мм рт.ст.

Что такое атмосферное давление?

Об этом можно прочитать в статье про атмосферное давление.

Другие темы этого урока

Общие свойства жидкостей

Что такое газ, жидкость и твердое тело, мы обсудим в разделе свойств вещества. Теперь нам достаточно рассмотреть некоторые особенности жидкостей и газов, отличающие их от твердых тел.

Закон Паскаля

Давление, оказываемое извне на жидкость или газ, распространяется равномерно во всех направлениях.

Гидростатическое давление

Давление столба жидкости в состоянии покоя является гидростатическим давлением.

Закон Архимеда

На тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх, равная весу жидкости или газа, вытесненных этим телом.

Соединенные сосуды

Соединенные сосуды - это не менее двух сосудов, в которых жидкость может свободно течь между ними.

Факир - как он это делает?

Достаточно сильно надавить на кончик гвоздя, чтобы сильно пораниться.Многие из нас умудрялись встать на доску гвоздем и сильно его повредить. Почему факиру не больно, когда он ложится на ложе из лезвий?

Мы невесомы в падающем лифте?

Если лифт вдруг сломается и начнет падать вместе с нами, будем ли мы при падении невесомыми? Следует ли прыгать непосредственно перед ударом о землю, чтобы свести к минимуму травмы?

Почему в боксе используются перчатки?

Для чего нужны боксерские перчатки? Достаточно ли они защищают от травм головы? Есть ли несчастные случаи, несмотря на их использование?

© медианаука.пл, 03.05.2019, ART-3633 90 230


.

Смотрите также


Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)