Innehåll
Hydrostatiskt tryck, eller trycket som en vätska utövar vid jämvikt vid en viss punkt i vätskan på grund av tyngdkraften, ökar vid lägre djup när fluiden kan utöva mer kraft från vätskan ovanför denna punkt.
Du kan beräkna det hydrostatiska trycket på vätskan i en tank som kraften per område för ytan på tankens botten enligt tryck = kraft / areaenheter. I detta fall skulle kraften vara vikten som vätskan utövar på tankens botten på grund av tyngdkraften.
Om du vill hitta nettokraften när du känner till acceleration och massa kan du beräkna den som F = ma, enligt Newtons andra lag. För tyngdkraften är accelerationen gravitationsaccelerationskonstanten, g. Detta betyder att du kan beräkna detta tryck som P = mg / A för en massa m i kilogram, area EN i ft2 eller m2, och g som gravitationskonstanten för acceleration (9,81 m / s232,17405 ft / s2).
Detta ger dig ett grovt sätt att bestämma krafter mellan partiklar för vätskan i tanken, men det antar att kraften på grund av tyngdkraften är ett exakt mått på kraften mellan partiklar som orsakar tryck.
Om du vill ta mer information med hjälp av vätsketätheten kan du beräkna vätskans hydrostatiska tryck med formeln P = p g h i vilken P är vätskorna hydrostatiska trycket (i N / m2, Pa, lbf / ft2eller psf), ρ ("rho") är vätskedensiteten (kg / m3 eller sniglar / ft3), g är gravitationsacceleration (9,81 m / s232,17405 ft / s2) och h är höjden på vätskekolonnen eller djupet där trycket mäts.
Tryckformelvätska
De två formlerna ser liknande ut eftersom de är samma princip. Du kan härleda P = p g h från P = mg / A med hjälp av följande steg för att erhålla tryckformeln för vätskor:
För gas i en tank kan du bestämma trycket med den ideala gaslagen PV = nRT för tryck P i atmosfärer (atm), volym V i m3, antal mol n, gas konstant R 8.314 J / (molK) och temperatur T i Kelvin. Denna formel redovisar de dispergerade partiklarna i en gas som beror på mängden tryck, volym och temperatur.
Vattentryckformel
För vatten som är 1000 kg / m3 som har ett föremål på 4 km djup kan du beräkna detta tryck som P = 1000 kg / m3 x 9,8 m / s2 x 4000 m = 39200000 N / m2 som ett exempel på användning av vattentrycksformeln.
Formeln för hydrostatisk tryck kan appliceras på ytor och områden. I det här fallet kan du använda den direkta formeln P = FA för tryck, kraft och område.
Dessa beräkningar är centrala för många forskningsområden inom fysik och teknik. I medicinsk forskning kan forskare och läkare använda denna vattentrycksformel för att bestämma det hydrostatiska trycket på vätskor i blodkärl som blodplasma eller vätskor på väggarna i blodkärlen.
Hydrostatisk tryck i blodkärl är det tryck som utövas av intravaskulär vätska (dvs blodplasma) eller extravaskulär vätska på väggen (dvs endotel) i blodkärlet i mänskliga organ, såsom njurar och lever när man utför diagnoser eller studerar människans fysiologi.
De hydrostatiska krafterna som driver vatten genom människokroppen mäts vanligtvis med hjälp av filtreringskraften som det kapillära hydrostatiska trycket använder mot vävnadstrycket som omger kapillärerna när man pumpar blod genom kroppen.