Η έννοια της πίεσης

Έχετε αναρωτηθεί ποτέ γιατί μπορούμε να κόβουμε μόνο με αιχμηρά αντικείμενα ή γιατί χρειαζόμαστε ειδικά παπούτσια για να περπατάμε στο χιόνι ή γιατί δεν μπορείτε να σφυρίσετε ένα καρφί χωρίς αιχμηρή άκρη στον τοίχο ή γιατί ένα ένα καρφί σκάει το μπαλόνι, αλλά ένα κρεβάτι με μπαλόνια δεν μπορεί να το κάνει αυτό; Η έννοια της πίεσης περιέχει τις απαντήσεις σε όλα αυτά τα ζητήματα. Είναι ο λόγος της ασκούμενης δύναμης προς την περιοχή στην οποία εφαρμόζεται η δύναμη.

Αυτή η σχέση μας λέει ότι υψηλότερη πίεση σημαίνει μεγάλη δύναμη ή μικρότερη περιοχή ή και τα δύο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο για να κόψουμε κάτι αποτελεσματικά, χρειαζόμαστε υψηλότερη πίεση και για μεγαλύτερη πίεση, χρειαζόμαστε μια μικρότερη περιοχή που παρέχει το αιχμηρό άκρο των εργαλείων και ως εκ τούτου τελειώνουμε τη δουλειά μας. Ομοίως, για να περπατήσουμε στο χιόνι, χρειαζόμαστε παπούτσια με ευρύτερη επιφάνεια σόλας, ώστε να μπορεί να κατανεμηθεί η δύναμη και ως εκ τούτου να μπορούμε να περπατάμε μπροστά χωρίς να βυθιζόμαστε στο χιόνι. Αυτό είναι γνωστό ως η έννοια της πίεσης, η οποία μας βοηθά να κάνουμε την εργασία αποτελεσματικά.

Τύπος πίεσης

P=F / A

[F είναι η δύναμη, A είναι η περιοχή στην οποία ασκείται δύναμη.]

Μονάδες πίεσης

Η μονάδα πίεσης SI συμβολίζεται ως Pascal ως Pa, που ισούται με 1 N/m2. Πριν από αυτό, ήταν γνωστό ως newtons ανά τετραγωνικό μέτρο.

100 kPa ισούται με 1 bar, που είναι επίσης μια άλλη μονάδα πίεσης.

0,1 Pa ισούται με 1 barye, που συμβολίζεται επίσης ως Ba, που είναι μια μονάδα που χρησιμοποιείται στο σύστημα μονάδων CGS.

Υπάρχουν πολλές άλλες μονάδες πίεσης που χρησιμοποιούνται σε διαφορετικούς τομείς της επιστήμης για τον καθορισμό μιας σταθερής τιμής πίεσης.

Μια άλλη εξίσωση για την πίεση είναι,

Τύποι πίεσης

Αυτοί είναι μερικοί βασικοί τύποι πίεσης.

Απόλυτη πίεση

Η πίεση του να μην υπάρχει ύλη μέσα σε ένα χώρο, ή ένα τέλειο κενό, ορίζεται ως απόλυτη πίεση. Αυτό το απόλυτο μηδέν χρησιμεύει ως σημείο αναφοράς για μετρήσεις απόλυτης πίεσης. Ένα υψηλό κενό θα σφραγιστεί κάτω από το αισθητήριο διάφραγμα για να δημιουργηθεί ένας αισθητήρας απόλυτης πίεσης. Ως αποτέλεσμα, εάν αφήσετε τη σύνδεση πίεσης διεργασίας ενός πομπού απόλυτης πίεσης ανοιχτή στον αέρα, θα διαβάσει την απόλυτη βαρομετρική πίεση.

Διαφορική πίεση

Η διαφορά πίεσης αναφέρεται στη διαφορά πίεσης μεταξύ δύο θέσεων. Αυτό είναι πολύ σημαντικό στη βιομηχανία για την καθημερινή μέτρηση της πίεσης.

Αναφέρεται επίσης στη δύναμη του ρευστού ανά μονάδα, η οποία μετράται σε λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα (PSI). Είναι η μονάδα που αφαιρείται από μια δύναμη ανά μονάδα που είναι μεγαλύτερη. Η σωστή μέτρηση διαφορικής πίεσης δίνει τη δυνατότητα στους επαγγελματίες σε πολλούς τομείς να βρουν το ακριβές σημείο μπλοκαρίσματος ή να αξιολογήσουν εάν τα υγρά της δεξαμενής μπορούν να προκαλέσουν πίσω στο φρεάτιο, προκαλώντας παρεμπόδιση των εργασιών γεώτρησης. Η πίεση σε διαφορετικά σημεία μιας γραμμής ρευστού πρέπει να λαμβάνεται υπόψη για να είναι ασφαλείς οι λειτουργίες. Η μέτρηση διαφορικής πίεσης είναι χρήσιμη για μια ποικιλία λειτουργιών, συμπεριλαμβανομένης της μέτρησης ροής και στάθμης υγρού, παρακολούθησης φίλτρου και ανίχνευσης απόφραξης. Μια υψηλή διαφορική πίεση, για παράδειγμα, θα μπορούσε να υποδεικνύει ότι το φίλτρο είναι βουλωμένο.

Το φίλτρο πρέπει να αλλάξει αφού επιτευχθεί η μέγιστη διαφορά πίεσης, αποτρέποντας απίθανα αποτελέσματα όπως ζημιά ή διάβρωση.

Ατμοσφαιρική πίεση

Ο αέρας που σας περιβάλλει είναι πυκνός, πιέζοντας σε οτιδήποτε έρχεται σε επαφή. Κατά τη μέτρηση της ατμοσφαιρικής πίεσης, χρησιμοποιείται συχνά ένα βαρόμετρο. Όταν το βάρος της ατμόσφαιρας αλλάζει, μια στήλη υδραργύρου σε έναν γυάλινο σωλήνα ανεβαίνει ή πέφτει σε ένα βαρόμετρο. Οι μετεωρολόγοι μετρούν την ατμοσφαιρική πίεση από το ύψος στο οποίο ανεβαίνει ο υδράργυρος.

Μια μονάδα μέτρησης ισοδύναμη με τη μέση ατμοσφαιρική πίεση στο επίπεδο της θάλασσας είναι μια ατμόσφαιρα που γράφεται επίσης ως atm στους 15 βαθμούς Κελσίου. Μια ατμόσφαιρα περιέχει 1.013 millibar υδραργύρου ή 760 χιλιοστά. Καθώς το ύψος αυξάνεται, η ατμοσφαιρική πίεση μειώνεται. Η ποσότητα του οξυγόνου που είναι διαθέσιμη για την αναπνοή μειώνεται όσο μειώνεται η πίεση. Επειδή το διαθέσιμο οξυγόνο και η πίεση του αέρα είναι τόσο χαμηλά σε τόσο υψηλά υψόμετρα, οι άνθρωποι μπορεί να αρρωστήσουν και πιθανώς να πεθάνουν.

Μανόμετρο πίεσης

Πίεση μετρητή, που συμβολίζεται με ένα "g" μετά τη μονάδα πίεσης. Η πίεση του μετρητή εκφράζεται ως ποσοστό της πίεσης του αέρα έξω. Η έξοδος ενός αισθητήρα πίεσης μετρητή επηρεάζεται άμεσα από τις αλλαγές στην πίεση του αέρα που προκαλούνται από τις καιρικές συνθήκες ή το υψόμετρο. Ως θετική πίεση ορίζεται η πίεση του μετρητή που είναι υψηλότερη από την πίεση περιβάλλοντος. Αρνητική πίεση ή πίεση μετρητή κενού εμφανίζεται όταν η μετρούμενη πίεση είναι χαμηλότερη από την ατμοσφαιρική πίεση.

Παράγοντες που επηρεάζουν την πίεση

Η δύναμη που ασκείται και η περιοχή στην οποία ασκείται η δύναμη είναι οι δύο βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν την πίεση. Μπορούμε να αλλάξουμε την πίεση που παρέχεται σε ένα αντικείμενο ή επιφάνεια αλλάζοντας την περιοχή διατηρώντας τη δύναμη σταθερή, αλλάζοντας τη δύναμη διατηρώντας σταθερή την περιοχή ή αλλάζοντας ταυτόχρονα την περιοχή και τη δύναμη. Τα υδραυλικά και τα συστήματα πέδησης χρησιμοποιούν και τα δύο την έννοια της πίεσης. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την έννοια της πίεσης για να σταματήσουμε ένα αυτοκίνητο να κινείται με μεγάλη ταχύτητα πατώντας απλώς το πεντάλ του φρένου ή μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε για να σηκώσουμε ένα μεγάλο αντικείμενο παρέχοντας λίγη δύναμη.

Συμπέρασμα

Σε αυτό το άρθρο, διαβάζουμε για την έννοια της πίεσης, τον τύπο της πίεσης, τη μονάδα πίεσης, τους τύπους πίεσης και τους παράγοντες που επηρεάζουν την πίεση. Διαβάσαμε επίσης για διαφορετικούς τύπους πίεσης όπως Απόλυτη πίεση, Πίεση μετρητή, Διαφορική πίεση και Ατμοσφαιρική πίεση. Μάθαμε ότι όσο μεγαλύτερη είναι η περιοχή, όσο μικρότερη η πίεση και μεγαλύτερη η δύναμη, τόσο μεγαλύτερη η πίεση. Η δύναμη που ασκείται και η περιοχή στην οποία ασκείται η δύναμη είναι οι δύο βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν την πίεση. Μπορούμε να αλλάξουμε την πίεση που παρέχεται σε ένα αντικείμενο ή επιφάνεια αλλάζοντας την περιοχή διατηρώντας τη δύναμη σταθερή, αλλάζοντας τη δύναμη διατηρώντας την περιοχή σταθερή ή αλλάζοντας ταυτόχρονα την περιοχή και τη δύναμη.