Təzyiq təbiətdə və insan həyatında xüsusi rol oynayan fiziki kəmiyyətdir. Gözə görünməyən bu hadisə ətraf mühitin vəziyyətinə təsir etməklə yanaşı, hər kəs tərəfindən çox yaxşı hiss olunur. Gəlin bunun nə olduğunu, hansı növlərinin mövcud olduğunu və müxtəlif mühitlərdə təzyiqi (düstur) necə tapacağını anlayaq.
Fizika və kimyada təzyiq adlanan şey
Bu termin perpendikulyar şəkildə tətbiq olunan təzyiq qüvvəsinin təsir etdiyi səth sahəsinə nisbəti kimi ifadə edilən mühüm termodinamik kəmiyyətə aiddir. Bu fenomen işlədiyi sistemin ölçüsündən asılı deyil, buna görə də intensiv kəmiyyətlərə aiddir.
Tarazlıq vəziyyətində Paskal qanununa görə təzyiq sistemin bütün nöqtələri üçün eyni olur.
Fizika və kimyada bu, "P" hərfi ilə işarələnir, bu terminin Latın adının - pressūra-nın abreviaturasıdır.
Mayenin osmotik təzyiqindən danışırıqsa (təzyiq arasındakı tarazlıq)qəfəsin içərisində və xaricində) "P" hərfi istifadə olunur.
Təzyiq vahidləri
Beynəlxalq SI sisteminin standartlarına uyğun olaraq nəzərdən keçirilən fiziki hadisə paskallarla (Kiril - Pa, Latın - Ra) ölçülür.
Təzyiq düsturuna əsasən belə çıxır ki, bir Pa bir kvadrat metrə (sahə vahidi) bölünən bir N (nyuton - güc vahidi) bərabərdir.
Lakin praktikada paskalları tətbiq etmək kifayət qədər çətindir, çünki bu vahid çox kiçikdir. Bu baxımdan, SI standartlarına əlavə olaraq, bu dəyər fərqli şəkildə ölçülə bilər.
Aşağıda onun ən məşhur analoqları verilmişdir. Onların əksəriyyəti keçmiş SSRİ-də geniş istifadə olunur.
- Barlar. Bir bar 105 Pa-ya bərabərdir.
- Torr və ya millimetr civə. Təxminən bir Torr 133,3223684 Pa-a uyğundur.
- Milimetr su sütunu.
- Metr su sütunu.
- Texniki atmosfer.
- Fiziki atmosferlər. Bir atm 101,325 Pa və 1,033233-ə bərabərdir.
- Kvadrat santimetrə görə kiloqram-güc. Ton-qüvvə və qram-güc də var. Bundan əlavə, hər kvadrat düym üçün analoq funt-güc var.
Təzyiq üçün ümumi düstur (7-ci sinif fizikası)
Verilmiş fiziki kəmiyyətin tərifindən onun tapılma üsulunu müəyyən edə bilərsiniz. Aşağıdakı fotoya bənzəyir.
Bunda F qüvvə, S isə sahədir. Başqa sözlə desək, təzyiqi tapmaq üçün düstur onun qüvvəsinin təsir etdiyi səth sahəsinə bölünməsidirtəsir edir.
Belə də yazıla bilər: P=mg / S və ya P=pVg / S. Beləliklə, bu fiziki kəmiyyət digər termodinamik dəyişənlərlə bağlıdır: həcm və kütlə.
Təzyiq üçün aşağıdakı prinsip tətbiq edilir: qüvvənin təsir etdiyi boşluq nə qədər kiçik olsa, onun basma qüvvəsinin miqdarı da bir o qədər çox olar. Bununla belə, sahə artarsa (eyni qüvvə ilə), istədiyiniz dəyər azalır.
Hidrostatik təzyiq düsturu
Maddələrin müxtəlif məcmu vəziyyətləri, onların bir-birindən fərqli xüsusiyyətlərinin mövcudluğunu təmin edir. Buna əsasən, onlarda P-nin təyini üsulları da fərqli olacaq.
Məsələn, suyun təzyiqi (hidrostatik) düsturu belə görünür: P=pgh. Bu, qazlara da aiddir. Lakin hündürlüklər və hava sıxlığı fərqinə görə ondan atmosfer təzyiqini hesablamaq üçün istifadə edilə bilməz.
Bu düsturda p sıxlıq, g qravitasiya sürəti və h hündürlükdür. Buna əsasən, obyekt və ya cisim nə qədər dərinə batırsa, mayenin (qaz) daxilində ona edilən təzyiq bir o qədər yüksək olur.
Baxılan variant klassik P=F / S nümunəsinin uyğunlaşdırılmasıdır.
Qüvvənin sərbəst düşmə sürətinə görə kütlənin törəməsinə (F=mg) bərabər olduğunu və mayenin kütləsinin sıxlığın (m=pV) həcminin törəməsi olduğunu xatırlasaq., onda təzyiq düsturu P=pVg / S kimi yazıla bilər. Bu halda həcm hündürlüyə (V=Sh) vurulan sahədir.
Bu məlumatı daxil etsəniz, məlum olur ki, saydakı sahə vəməxrəc azaldıla bilər və nəticə - yuxarıdakı düstur: P=pgh.
Mayelərdəki təzyiqi nəzərə alsaq, bərk cisimlərdən fərqli olaraq onlarda səth qatının tez-tez təhrif oluna biləcəyini xatırlamaq lazımdır. Bu da öz növbəsində əlavə təzyiqin yaranmasına kömək edir.
Belə vəziyyətlər üçün bir qədər fərqli təzyiq düsturu istifadə olunur: P=P0 + 2QH. Bu halda P0 əyri olmayan təbəqənin təzyiqi, Q isə mayenin gərginlik səthidir. H Laplas Qanunu ilə müəyyən edilən səthin orta əyriliyidir: H=½ (1/R1+ 1/R2). R1 və R2 komponentləri əsas əyriliyin radiuslarıdır.
Qismən təzyiq və onun formulası
P=pgh metodu həm mayelər, həm də qazlar üçün tətbiq olunsa da, sonuncudakı təzyiqi bir qədər fərqli şəkildə hesablamaq daha yaxşıdır.
Fakt budur ki, təbiətdə, bir qayda olaraq, tamamilə təmiz maddələr çox yaygın deyil, çünki qarışıqlar üstünlük təşkil edir. Və bu təkcə mayelərə deyil, qazlara da aiddir. Və bildiyiniz kimi, bu komponentlərin hər biri qismən təzyiq adlanan fərqli təzyiq göstərir.
Bunu aşkar etmək olduqca asandır. O, nəzərdən keçirilən qarışığın hər bir komponentinin təzyiqinin cəminə bərabərdir (ideal qaz).
Bundan belə nəticə çıxır ki, qismən təzyiq düsturu belə görünür: P=P1+ P2+ P3… və s., komponentlərin sayına görə.
Çox vaxt hava təzyiqini təyin etmək lazım olan vaxtlar olur. Ancaq bəziləri səhvən P=pgh sxeminə uyğun olaraq yalnız oksigenlə hesablamalar aparırlar. Lakin hava müxtəlif qazların qarışığıdır. Tərkibində azot, arqon, oksigen və digər maddələr var. Mövcud vəziyyətə əsasən, hava təzyiqi düsturu onun bütün komponentlərinin təzyiqlərinin cəmidir. Beləliklə, yuxarıda göstərilənləri götürməlisiniz P=P1+ P2+ P3…
Ən ümumi təzyiqölçənlər
Yuxarıda göstərilən düsturlardan istifadə etməklə nəzərdən keçirilən termodinamik kəmiyyəti hesablamaq çətin olmamasına baxmayaraq, bəzən hesablamanı aparmaq üçün sadəcə vaxt olmur. Axı, həmişə çoxsaylı nüansları nəzərə almalısınız. Buna görə də, rahatlıq üçün əsrlər boyu insanların yerinə bunu etmək üçün bir sıra cihazlar hazırlanmışdır.
Əslində bu cür demək olar ki, bütün cihazlar manometrin növləridir (qazlarda və mayelərdə təzyiqi təyin etməyə kömək edir). Bununla belə, onlar dizayn, dəqiqlik və əhatə dairəsinə görə fərqlənirlər.
- Atmosfer təzyiqi barometr adlanan manometrdən istifadə etməklə ölçülür. Vakuumu müəyyən etmək lazımdırsa (yəni təzyiq atmosfer təzyiqindən aşağıdır), onun başqa bir versiyası olan vakuumölçən istifadə olunur.
- İnsanın qan təzyiqini öyrənmək üçün sfiqmomanometrdən istifadə edilir. Çoxları üçün bu, qeyri-invaziv tonometr kimi daha yaxşı tanınır. Bu cür cihazların bir çox çeşidi var: civə mexanikindən tam avtomatik rəqəmsal. Onların dəqiqliyi hazırlandığı materiallardan və harada ölçüldüklərindən asılıdır.
- Ətraf mühitdə təzyiqin düşməsi (İngiliscə - təzyiq düşməsi) diferensial təzyiqölçənlər və ya difnamometrlərdən istifadə etməklə müəyyən edilir (dinamometrlərlə qarışdırılmamalıdır).
Təzyiq növləri
Təzyiq, onu tapmaq düsturu və müxtəlif maddələr üçün onun dəyişmələrini nəzərə alaraq, bu kəmiyyətin növlərini öyrənməyə dəyər. Onlardan beşi var.
- Mütləq.
- Barometrik
- Həddindən artıq.
- Vakuometrik.
- Diferensial.
Mütləq
Bu, atmosferin digər qaz komponentlərinin təsiri nəzərə alınmadan maddə və ya obyektin yerləşdiyi ümumi təzyiqin adıdır.
Paskalla ölçülür və artıqlıq və atmosfer təzyiqinin cəmidir. Bu həm də barometrik və vakuum növləri arasındakı fərqdir.
P=P2 + P3 və ya P=P2 düsturu ilə hesablanır. - R4.
Yer planetinin şəraitində mütləq təzyiq üçün istinad nöqtəsi üçün havanın çıxarıldığı qabın daxilindəki təzyiq (yəni klassik vakuum) götürülür.
Yalnız bu tip təzyiq əksər termodinamik düsturlarda istifadə olunur.
Barometrik
Bu termin atmosferin bütün cisim və cisimlərə, o cümlədən Yerin səthinə olan təzyiqinə (qravitasiya) aiddir. O, həm də çoxlarına atmosfer kimi tanınır.
Termodinamik parametr kimi təsnif edilir və onun dəyəri ölçmə yeri və vaxtından, həmçinin hava şəraitindən və dəniz səviyyəsindən yuxarı/aşağı olmaqdan asılı olaraq dəyişir.
Barometrik təzyiq dəyəriatmosferin onun normalı boyunca birlik sahəsinə təsir moduluna bərabərdir.
Sabit atmosferdə bu fiziki hadisənin miqyası 1-ə bərabər sahəsi olan əsasdakı hava sütununun ağırlığına bərabərdir.
Norm barometrik təzyiq - 101 325 Pa (0 dərəcə Selsidə 760 mm Hg). Üstəlik, obyekt Yerin səthindən nə qədər yüksək olarsa, onun üzərindəki hava təzyiqi bir o qədər aşağı olur. Hər 8 km-dən bir 100 Pa azalır.
Dağlardakı bu xüsusiyyət sayəsində çaydanlardakı su evdəki sobada olduğundan daha tez qaynayır. Fakt budur ki, təzyiq qaynama nöqtəsinə təsir göstərir: azalması ilə sonuncu azalır. Və əksinə. Bu əmlak üzərində təzyiqli soba və avtoklav kimi mətbəx cihazlarının işi qurulur. Onların daxilində təzyiqin artması ocaqdakı adi tavalara nisbətən qablarda daha yüksək temperaturun əmələ gəlməsinə kömək edir.
Atmosfer təzyiqini hesablamaq üçün barometrik hündürlük düsturu istifadə olunur. Aşağıdakı fotoya bənzəyir.
P hündürlükdə arzu olunan dəyər, P0 səthə yaxın hava sıxlığı, g sərbəst düşmə sürəti, h Yerdən hündürlük, m qazın molyar kütləsi, t sistemin temperaturu, r universal qaz sabiti 8,3144598 J⁄(mol x K) və e 2,71828-ə bərabər olan Evkler ədədidir.
Çox vaxt yuxarıdakı atmosfer təzyiqi düsturunda R əvəzinə K istifadə olunurBoltzman sabitidir. Universal qaz sabiti çox vaxt onun məhsulu ilə Avoqadro nömrəsi ilə ifadə edilir. Hissəciklərin sayı molla verildikdə hesablamalar üçün daha əlverişlidir.
Hesablamalar apararkən siz həmişə meteoroloji vəziyyətin dəyişməsi və ya dəniz səviyyəsindən yuxarı qalxarkən, həmçinin coğrafi enlikdə havanın temperaturunun dəyişmə ehtimalını nəzərə almalısınız.
Gage və vakuumölçən
Atmosfer təzyiqi ilə ölçülmüş mühit təzyiqi arasındakı fərqə həddindən artıq təzyiq deyilir. Nəticədən asılı olaraq dəyərin adı dəyişir.
Müsbət olarsa, ona ölçü təzyiqi deyilir.
Alınan nəticə mənfi işarəlidirsə, ona vakuum deyilir. Barometrikdən artıq ola bilməyəcəyini xatırlamağa dəyər.
Diferensial
Bu dəyər müxtəlif ölçmə nöqtələrində təzyiq fərqidir. Bir qayda olaraq, hər hansı bir avadanlıqda təzyiq düşməsini müəyyən etmək üçün istifadə olunur. Bu, xüsusilə neft sənayesində doğrudur.
Hansı termodinamik kəmiyyətin təzyiq adlandığını və onun hansı düsturlarla tapıldığını anladıqdan sonra belə nəticəyə gələ bilərik ki, bu fenomen çox vacibdir və buna görə də onun haqqında bilik heç vaxt artıq olmayacaq.
