Bosim - tabiatda va inson hayotida alohida rol o'ynaydigan fizik miqdor. Ko'z bilan sezilmaydigan bu hodisa nafaqat atrof-muhit holatiga ta'sir qiladi, balki har bir kishi tomonidan juda yaxshi his qilinadi. Keling, bu nima ekanligini, uning qanday turlari mavjudligini va turli muhitlarda bosimni (formulani) qanday topish mumkinligini aniqlaymiz.
Fizika va kimyoda bosim nima deb ataladi
Bu atama perpendikulyar ravishda ta'sir etuvchi bosim kuchining u ta'sir qiladigan sirt maydoniga nisbati sifatida ifodalanadigan muhim termodinamik miqdorni bildiradi. Bu hodisa u ishlaydigan tizim hajmiga bog'liq emas, shuning uchun u intensiv miqdorlarga tegishli.
Muvozanat holatida, Paskal qonuniga ko'ra, bosim tizimning barcha nuqtalari uchun bir xil bo'ladi.
Fizika va kimyoda bu "P" harfi bilan belgilanadi, bu atamaning lotincha nomining qisqartmasi - pressūra.
Agar biz suyuqlikning osmotik bosimi haqida gapiradigan bo'lsak (bosim o'rtasidagi muvozanatqafas ichida va tashqarisida) "P" harfi ishlatiladi.
Bosim birliklari
Xalqaro SI tizimi standartlariga ko'ra, ko'rib chiqilayotgan fizik hodisa paskallarda o'lchanadi (kirill - Pa, lotin - Ra).
Bosim formulasidan kelib chiqqan holda, bir Pa bir kvadrat metrga (maydon birligiga) bo'lingan bir N (nyuton - kuch birligi) ga teng ekanligi ma'lum bo'ldi.
Ammo amalda paskallarni qoʻllash ancha qiyin, chunki bu birlik juda kichik. Shu munosabat bilan, SI standartlariga qo'shimcha ravishda, bu qiymatni boshqa usulda o'lchash mumkin.
Quyida uning eng mashhur analoglari keltirilgan. Ularning aksariyati sobiq SSSRda keng tarqalgan.
- Barlar. Bir bar 105 Pa ga teng.
- Torr yoki simob millimetri. Taxminan bitta Torr 133,3223684 Pa ga mos keladi.
- Suv ustunining millimetri.
- Suv ustunining metrlari.
- Texnik muhit.
- Jismoniy atmosfera. Bir atm 101 325 Pa va 1,033233 ga teng.
- Kvadrat santimetr uchun kilogramm-kuch. Ton-kuch va gramm-kuch ham bor. Bundan tashqari, har kvadrat dyuym uchun analog funt-kuch mavjud.
Bosimning umumiy formulasi (7-sinf fizikasi)
Ma'lum fizik miqdorning ta'rifidan uni topish usulini aniqlash mumkin. Quyidagi rasmga o'xshaydi.
Unda F - kuch, S - maydon. Boshqacha qilib aytganda, bosimni topish formulasi uning kuchi bo'lgan sirt maydoniga bo'linadita'sir qiladi.
Uni shunday yozish ham mumkin: P=mg / S yoki P=pVg / S. Shunday qilib, bu jismoniy miqdor boshqa termodinamik o'zgaruvchilar bilan bog'liq: hajm va massa.
Bosim uchun quyidagi printsip qo'llaniladi: kuch ta'sir qiladigan bo'shliq qanchalik kichik bo'lsa, bosim kuchi shunchalik katta bo'ladi. Biroq, agar maydon oshsa (bir xil kuch bilan), kerakli qiymat kamayadi.
Gidrostatik bosim formulasi
Moddalarning turli agregat holatlari, ularning bir-biridan farq qiluvchi xossalarining mavjudligini ta'minlaydi. Shunga asoslanib, ulardagi P ni aniqlash usullari ham har xil bo'ladi.
Masalan, suv bosimi (gidrostatik) formulasi quyidagicha ko'rinadi: P=pgh. Bu gazlar uchun ham amal qiladi. Biroq, balandliklar va havo zichligidagi farq tufayli atmosfera bosimini hisoblash uchun uni ishlatib bo'lmaydi.
Bu formulada p - zichlik, g - tortishish tezlanishi va h - balandlik. Shunga asoslanib, ob'ekt yoki jism qanchalik chuqurroq cho'ksa, suyuqlik (gaz) ichida unga bosim shunchalik yuqori bo'ladi.
Ko'rib chiqilayotgan variant klassik misol P=F / S moslashuvidir.
Agar esda tutsakki, kuch erkin tushish tezligi boʻyicha massa hosilasiga teng (F=mg) va suyuqlikning massasi zichlik (m=pV) boʻyicha hajm hosilasidir., keyin bosim formulasini P=pVg / S shaklida yozish mumkin. Bu holda, hajm balandlikka ko'paytiriladigan maydon (V=Sh).
Agar siz ushbu ma'lumotlarni kiritsangiz, hisoblagichdagi maydon vamaxrajni kamaytirish mumkin va chiqish - yuqoridagi formula: P=pgh.
Suyuqliklardagi bosimni hisobga olsak, qattiq jismlardan farqli o'laroq, ularda sirt qatlami ko'pincha buzilishi mumkinligini yodda tutish kerak. Va bu, o'z navbatida, qo'shimcha bosimning shakllanishiga yordam beradi.
Bunday vaziyatlar uchun biroz boshqacha bosim formulasi qo'llaniladi: P=P0 + 2QH. Bunda P0 egri bo'lmagan qatlamning bosimi, Q esa suyuqlik taranglik yuzasi. H - Laplas qonuni bilan belgilanadigan sirtning o'rtacha egriligi: H=½ (1/R1+ 1/R2). R1 va R2 komponentlari asosiy egrilik radiuslaridir.
Qisman bosim va uning formulasi
P=pgh usuli suyuqliklar ham, gazlar uchun ham amal qilsa-da, ikkinchisidagi bosimni biroz boshqacha tarzda hisoblash yaxshidir.
Haqiqat shundaki, tabiatda, qoida tariqasida, mutlaqo toza moddalar juda keng tarqalgan emas, chunki unda aralashmalar ustunlik qiladi. Va bu nafaqat suyuqliklarga, balki gazlarga ham tegishli. Va siz bilganingizdek, bu komponentlarning har biri qisman bosim deb ataladigan turli bosimga ega.
Buni aniqlash juda oson. U ko'rib chiqilayotgan aralashmaning har bir komponentining bosimi yig'indisiga teng (ideal gaz).
Bundan kelib chiqadiki, qisman bosim formulasi quyidagicha ko'rinadi: P=P1+ P2+ P3… va hokazo, komponentlar soniga qarab.
Ko'pincha havo bosimini aniqlash zarur bo'lgan holatlar mavjud. Biroq, ba'zilari noto'g'ri hisob-kitoblarni faqat kislorod bilan P=pgh sxemasiga muvofiq amalga oshiradilar. Lekin havo turli gazlar aralashmasidir. U azot, argon, kislorod va boshqa moddalarni o'z ichiga oladi. Mavjud vaziyatga asoslanib, havo bosimi formulasi uning barcha tarkibiy qismlarining bosimlarining yig'indisidir. Shunday qilib, yuqoridagi P1+ P2+ P3…
Eng keng tarqalgan bosim o'lchagichlar
Yuqoridagi formulalar yordamida ko'rib chiqilayotgan termodinamik miqdorni hisoblash qiyin bo'lmasa-da, ba'zida hisoblashni amalga oshirish uchun vaqt yo'q. Axir, siz doimo ko'plab nuanslarni hisobga olishingiz kerak. Shu sababli, qulaylik uchun asrlar davomida odamlar o'rniga buni amalga oshirish uchun bir qancha qurilmalar ishlab chiqilgan.
Aslida bunday turdagi deyarli barcha qurilmalar manometrning navlari (gaz va suyuqliklardagi bosimni aniqlashga yordam beradi). Biroq ular dizayni, aniqligi va qamrovi jihatidan farqlanadi.
- Atmosfera bosimi barometr deb ataladigan bosim o'lchagich yordamida o'lchanadi. Agar vakuumni aniqlash zarur bo'lsa (ya'ni bosim atmosfera bosimidan past bo'lsa), uning boshqa versiyasi - vakuum o'lchagich ishlatiladi.
- Odamning qon bosimini aniqlash uchun sfigmomanometrdan foydalaniladi. Ko'pchilik uchun u invaziv bo'lmagan tonometr sifatida yaxshi tanilgan. Bunday qurilmalarning ko'p navlari mavjud: simob mexanikdan to'liq avtomatik raqamligacha. Ularning aniqligi qaysi materiallardan tayyorlanganiga va qayerda oʻlchanganiga bogʻliq.
- Atrof-muhitdagi bosimning pasayishi (Inglizcha - bosim pasayishi) differensial bosim o'lchagichlari yoki difnamometrlar (dinamometrlar bilan adashtirmaslik kerak) yordamida aniqlanadi.
Bosim turlari
Bosimni, uni topish formulasini va uning turli moddalar uchun o'zgarishini hisobga olgan holda, ushbu miqdorning turlarini o'rganishga arziydi. Ulardan beshtasi bor.
- Mutlaq.
- Barometrik
- ortiqcha.
- Vakuometrik.
- Differensial.
Mutlaq
Bu atmosferaning boshqa gazsimon komponentlari ta'sirini hisobga olmagan holda modda yoki ob'ekt joylashgan umumiy bosimning nomi.
U paskallarda o'lchanadi va ortiqcha va atmosfera bosimining yig'indisidir. Bu barometrik va vakuum turlari o'rtasidagi farq hamdir.
P=P2 + P3 yoki P=P2 formulasi bilan hisoblanadi. - R4.
Yer sayyorasi sharoitida mutlaq bosim uchun mos yozuvlar nuqtasi uchun havo chiqariladigan idish ichidagi bosim (ya'ni klassik vakuum) olinadi.
Koʻpgina termodinamik formulalarda faqat shu turdagi bosim qoʻllaniladi.
Barometrik
Bu atama atmosferaning barcha jism va jismlarga, shu jumladan Yer yuzasiga bosimini (tortishish kuchi) bildiradi. U ko'pchilikka atmosfera sifatida ham tanilgan.
U termodinamik parametr sifatida tasniflanadi va uning qiymati oʻlchash joyi va vaqtiga, shuningdek ob-havo sharoitiga va dengiz sathidan yuqori/past boʻlishiga qarab oʻzgaradi.
Barometrik bosim qiymatiatmosferaning normal bo'ylab birlik maydoniga ta'sir qilish moduliga teng.
Barqaror atmosferada bu fizik hodisaning kattaligi maydoni birga teng boʻlgan poydevordagi havo ustunining ogʻirligiga teng.
Norma barometrik bosim - 101 325 Pa (0 daraja Selsiyda 760 mm Hg). Bundan tashqari, ob'ekt Yer yuzasidan qanchalik baland bo'lsa, undagi havo bosimi shunchalik past bo'ladi. Har 8 kmda u 100 Pa ga kamayadi.
Tog'lardagi bu xususiyat tufayli choynaklardagi suv pechkadagi uydagiga qaraganda tezroq qaynaydi. Haqiqat shundaki, bosim qaynash nuqtasiga ta'sir qiladi: uning pasayishi bilan ikkinchisi pasayadi. Va teskari. Bu xususiyatga bosimli pishirgich va avtoklav kabi oshxona jihozlarining ishi qurilgan. Ularning ichidagi bosimning oshishi pechkadagi oddiy tovalarga qaraganda idishlarda yuqori haroratning paydo bo'lishiga yordam beradi.
Atmosfera bosimini hisoblash uchun barometrik balandlik formulasidan foydalaniladi. Quyidagi rasmga o'xshaydi.
P - balandlikdagi kerakli qiymat, P0 - sirt yaqinidagi havo zichligi, g - erkin tushish tezlashuvi, h - Yerdan balandlik, m gazning molyar massasi, t - sistemaning harorati, r - universal gaz doimiysi 8,3144598 J⁄(mol x K) va e - 2,71828 ga teng Evkler soni.
Koʻpincha yuqoridagi atmosfera bosimi formulasida R oʻrniga K ishlatiladiBoltsman doimiysi. Umumjahon gaz konstantasi ko'pincha uning mahsuloti bo'yicha Avogadro raqami bilan ifodalanadi. Zarrachalar soni mollarda berilganda hisob-kitoblar uchun qulayroqdir.
Hisob-kitoblarni amalga oshirishda siz doimo meteorologik vaziyatning oʻzgarishi yoki dengiz sathidan yuqoriga koʻtarilish, shuningdek, geografik kenglik tufayli havo haroratining oʻzgarishi ehtimolini hisobga olishingiz kerak.
Gaj va vakuum o'lchagich
Atmosfera bosimi va o'lchangan muhit bosimi o'rtasidagi farq ortiqcha bosim deb ataladi. Natijaga qarab, qiymat nomi o'zgaradi.
Agar u ijobiy boʻlsa, u oʻlchov bosimi deb ataladi.
Agar olingan natija minus belgisi bilan boʻlsa, u vakuum deyiladi. Shuni esda tutish kerakki, u barometrikdan oshmasligi kerak.
Differensial
Bu qiymat turli oʻlchash nuqtalaridagi bosim farqidir. Qoida tariqasida, u har qanday uskunada bosimning pasayishini aniqlash uchun ishlatiladi. Bu, ayniqsa, neft sanoatiga tegishli.
Qanday termodinamik miqdor bosim deb ataladi va u qanday formulalar bilan topilganligini aniqlab, biz bu hodisa juda muhim degan xulosaga kelishimiz mumkin va shuning uchun u haqidagi bilim hech qachon ortiqcha bo'lmaydi.
