فشار
فشار عبارت است از نیروی F وارد بر مساحت A یک سطح مقطع:
واحد اندازهگیری فشار در دستگاه بینالمللی اندازهگیری (SI) را “پاسکال” (Pa) گویند. از آنجاکه واحد نیرو نیوتن (N) و واحد مساحت مترمربع (m2) است، بنابراین یک پاسکال برابر است با:
دیگر واحدهای معروف فشار در جدول زیر نام برده شدهاند. روابط تبدیل این واحدها به یکدیگر عبارتاند از:
پرسش: 25 اینچ جیوه چند
الف) اتمسفر
ب) کیلوپاسکال
ج) میلیبار
است؟
فشار مایعات
برای محاسبه فشار مایع درون یک ظرف (یعنی فشاری که به کف ظرف وارد میشود) باید فشار وارده از طرف وزن مایع (mg) را حساب کنیم. در این حالت F=mg است. از طرفی رابطه جرم مایع با چگالی آن (ρ)عبارت است از m=ρV که در آن V حجم مایع است. حجم مایع نیز بر حسب ارتفاع مایع h و مساحت کف ظرف A برابر با V=Ah است. بنابراین رابطه فشار مایع بهشکل زیر نوشته میشود:
و درنهایت فشار مایع برابر است با:
پرسش:
چگونه فشار هوا در سطح دریا را با استفاده از جیوه اندازه میگیرند؟
پاسخ:
اگر در یک لوله آزمایش ۷۶۰ میلی متر جیوه به چگالی ۱۳/۶ گرم بر سانتی متر مکعب را بریزیم، از آنجاکه شتاب گرانش زمین g در کنار دریا ۹/۸۱ متر بر مجذور ثانیه است، بنابراین:
نکته مهم این است که این فشار به جرم مایع، شکل ظرف و مساحت کف آن بستگی ندارد و همانطور که در شکل زیر دیده میشود، فشار مایع در کف همه ظروف، به دلیل همارتفاع بودن، یکسان است
اگر مانند شکل بالا در ظرف باز باشد، برای بدست آوردن فشار کل (Ptot) وارده بر کف ظرف باید بهصورت زیر فشار هوا (Patm) را نیز به فشار مایع اضافه کرد:
با استفاده از این رابطه میتوان فشار یک مخزن گاز را با یک فشارسنج U شکل را مطابق شکل زیر بدست آورد
نویسنده: مهدی اسحاقی – دکترای فیزیک
09136452508