Pin
Send
Share
Send


In de thermodynamica wordt gezegd dat druk en volume een paar conjugaatvariabelen vormen (voor niet-visceuze vloeistoffen). De druk werkt als een gegeneraliseerde kracht-drukverschillen die een verandering in volume afdwingen, en hun product is de energie die door het systeem verloren gaat door mechanisch werk. Druk is de drijvende kracht en volume is de bijbehorende verplaatsing.

Berekening van hydrostatische druk

Op een gegeven plek in een vloeistof is de hydrostatische druk (of "kopdruk") de druk die resulteert uit het gewicht van de vloeistofkolom boven die plek. Het kan worden berekend met de volgende formule:

waar:
  • ρ (rho) is de dichtheid van de vloeistof (de dichtheid van zoet water is bijvoorbeeld ongeveer 1000 kg / m3);
  • g is de versnelling ten gevolge van de zwaartekracht (ongeveer 9,81 m / s2 op het aardoppervlak);
  • h is de hoogte van de vloeistofkolom (in meters).

Eenheden

De naam voor de eenheid van druk, de (Pascal), werd toegevoegd in 1971. Voordien werd de druk in SI uitgedrukt met behulp van de eenheden (N • m-2).

Niet-SI-maatregelen (nog steeds in gebruik in sommige delen van de wereld) omvatten de pondkracht per vierkante inch (psi) en de balk.

De cgs-eenheid van druk is de bariet (ba), die gelijk is aan één dyne per vierkante centimeter (dyn • cm-2).

De standaard atmosfeer (atm) van druk is een gevestigde constante. Het is ongeveer gelijk aan de typische luchtdruk op aarde gemiddeld zeeniveau en is als volgt gedefinieerd:

standaard atmosfeer = 101,325 Pa = 101,325 kPa = 1013,25 hPa.

Sommige meteorologen geven de voorkeur aan hectopascal (hPa) voor atmosferische luchtdruk, wat equivalent is aan de oudere eenheid millibar (mbar). Vergelijkbare drukken worden gegeven in kilopascal (kPa) op vrijwel alle andere velden, waar het hecto-voorvoegsel nauwelijks wordt gebruikt. In Canadese weerberichten is de normale eenheid kPa.

Omdat druk kan worden gemeten door de verplaatsing van een vloeistofkolom in een manometer, wordt deze soms uitgedrukt als de diepte (in inches) van een bepaalde vloeistof. De meest voorkomende keuzes voor vloeistof zijn kwik (Hg) en water, en de druk werd ooit uitgedrukt in termen van centimeters kwik (in Hg). Water is niet giftig en gemakkelijk beschikbaar, maar de dichtheid van kwik zorgt voor een kortere kolom (en dus een kleinere manometer) om een ​​bepaalde druk te meten. De druk uitgeoefend door een kolom met vloeistof van hoogte h en dichtheid ρ wordt gegeven door de hierboven vermelde hydrostatische drukvergelijking: p = hgρ.

Vloeistofdichtheid en lokale zwaartekracht kunnen variëren van de ene meting tot de andere, afhankelijk van lokale factoren, dus de hoogte van een vloeistofkolom definieert de druk niet precies. Wanneer tegenwoordig 'millimeters kwik' of 'inches kwik' worden aangehaald, zijn deze eenheden niet gebaseerd op een fysieke kolom van kwik; ze hebben eerder precieze definities gekregen die kunnen worden uitgedrukt in termen van SI-eenheden. (De eenheden op waterbasis zijn nog steeds afhankelijk van de dichtheid van water, een gemeten, in plaats van gedefinieerde hoeveelheid.)

Hoewel niet langer favoriet in de natuurkunde, deze manometrische eenheden worden nog steeds aangetroffen in bepaalde velden. Bloeddruk wordt gemeten in millimeters kwik in de meeste delen van de wereld, en longdruk in centimeters water is ook gebruikelijk. De pijpleidingsdrukken van aardgas worden gemeten in inches water, uitgedrukt als wc ('Waterkolom'). Duikers gebruiken vaak een manometrische vuistregel: de druk uitgeoefend door tien meter diepte van water is ongeveer gelijk aan één atmosfeer.

Druk wordt soms nog steeds uitgedrukt in kgf / cm² of gram-kracht / cm² (soms als kg / cm² en g / cm² zonder de krachteenheden goed te identificeren). Maar het gebruik van de termen kilogram, gram, kilogram-kracht of gram-kracht (of hun symbolen) als een eenheid van kracht is uitdrukkelijk verboden in SI. (De krachteenheid in SI is de Newton, N).

Niet-SI-eenheden die momenteel of eerder in gebruik zijn, zijn onder meer:

  • atmosfeer.
  • manometrische eenheden:
    • centimeter, inch en millimeter kwik (Torr).
    • millimeter, centimeter, meter, inch en voet water.
  • keizerlijke eenheden:
    • kip, ton-force (kort)3, ton-force (lang)4, pondkracht, ounce-kracht en pond per vierkante inch.
    • pondkracht, tonkracht (kort) en tonkracht (lang) per vierkante voet.
  • niet-SI metrische eenheden:
    • bar, millibar.
    • kilogram-kracht, of kilopond, per vierkante centimeter (technische atmosfeer) (symbool: at) is 1 kgf / cm².
    • gramkracht en tonkracht (metrische tonkracht) per vierkante centimeter.
    • bariet (dyne per vierkante centimeter).
    • kilogramkracht en tonkracht (metrische tonkracht) per vierkante meter.
    • sthene per vierkante meter (pieze).

Zie ook

  • Luchtdruk
  • Bloeddruk
  • Kinetische theorie Druk
  • Gecombineerde gaswetgeving
  • Conversie van eenheden
  • Ideale gaswet
  • Gedeeltelijke druk
  • Vacuüm
  • De wet van Boyle

Notes

  1. ↑ De "normale kracht" is de component van een kracht loodrecht op het contactoppervlak.
  2. ↑ Merk op dat de vergelijking van Bernoulli alleen van toepassing is op een niet-samendrukbare stroom.
  3. ↑ Eén korte ton is gelijk aan 2.000 pond of 90,72 procent van een metrische ton.
  4. ↑ Eén lange ton is gelijk aan 2.240 pond, of 101.605 procent van een metrische ton.

Referenties

  • Crowell, Benjamin. 2006. Simple Nature: Thermodynamica lightandmatter.com. Ontvangen op 3 december 2007.
  • Nave, Carl R. 2007. Druk Hyperphysics. Ontvangen op 3 december 2007.
  • Young, Hugh D. en Roger A. Freedman. 2003. Natuurkunde voor wetenschappers en ingenieurs, 11e ed. San Francisco, CA: Pearson. ISBN 080538684X

Externe links

Alle links opgehaald op 15 juni 2019.

  • HyperPhysics: Druk Afdeling Natuur- en Sterrenkunde, Georgia State University.
  • Gas druk Glenn Research Center, NASA.
  • Luchtdruk Afdeling Atmosferische Wetenschappen, Universiteit van Illinois op Urbana-Champaign.

Bekijk de video: Film 'De druk' - deel 2 (Juni- 2021).

Pin
Send
Share
Send