Πίεση: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
Διόρθωση ορθογραφίας
Ετικέτα: Επεξεργασία από εφαρμογή κινητού
T mihos (συζήτηση | συνεισφορές)
μΧωρίς σύνοψη επεξεργασίας
Γραμμή 1: Γραμμή 1:
{{Κλασική μηχανική}}
{{Κλασική μηχανική}}
{{άλλεςχρήσεις}}
{{άλλεςχρήσεις}}
'''Πίεση''' (''σύμβολο'' '''p''' ή '''P, [[Αγγλική γλώσσα|αγγλικά]]: ''P'''''<nowiki/>''ressure'') είναι η [[δύναμη]] που εφαρμώζεται κάθετα σε μια επιφάνεια ενός αντικειμένου ανά μονάδα της [[Εμβαδόν|επιφάνειας]] στην οποία η δύναμη διανέμεται. Η [[Μανόμετρο|μανομετρική πίεση]] είναι η σχετική πίεση που εφαρμώζεται σε ένα αντικείμενο σε σύγκριση με την κανονική πίεση (1 [[Ατμόσφαιρα (μονάδα)|atm]]).
'''Πίεση''' (''σύμβολο'' '''p''' ή '''P, [[Αγγλική γλώσσα|αγγλικά]]: ''P'''''<nowiki/>''ressure'') είναι η [[δύναμη]] που εφαρμώζεται κάθετα σε μια επιφάνεια ενός αντικειμένου ανά μονάδα της [[Εμβαδόν|επιφάνειας]] στην οποία η δύναμη διανέμεται. Η [[Μανόμετρο|μανομετρική πίεση]] είναι η σχετική πίεση που εφαρμόζεται σε ένα αντικείμενο σε σύγκριση με την κανονική πίεση (1 [[Ατμόσφαιρα (μονάδα)|atm]]).


Διάφορες [[Μονάδα μέτρησης|μονάδες μέτρησης]] (δείτε παρακάτω για περισσότερες λεπτομέρειες) χρησιμοποιήθηκαν για να εκφράσουν την πίεση. Κάποιες από αυτές παράγονται από τις αντίστοιχες μονάδες μέτρησης δύναμης και επιφάνειας. Η μονάδα μέτρησης πίεσης για το [[Διεθνές σύστημα μονάδων|Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI)]] είναι το [[Πασκάλ (μονάδα μέτρησης)|πασκάλ]] (Pa), που αντιστοιχεί σε δύναμη 1 [[Νιούτον (μονάδα μέτρησης)|νιούτον]] (Nt) που εφαρμώζεται ανά [[τετραγωνικό μέτρο]] (m²). Άλλη παραδοσιακή μονάδα μέτρησης πίεσης αποτελεί το [[Psi (μονάδα μέτρησης πίεσης)|psi]], που αντιστοιχεί σε δύναμη 1 [[Λίβρα (μονάδα δύναμης)|λίβρας]] (lb<sub>f</sub>) που εφαρμώζεται ανά [[Ίντσα|τετραγωνική ίντσα]] (in<sup>2</sup>). Η πίεση εκφράζεται επίσης σε σύγκριση με την κανονική ατμοσφαιρικη πίεση (atm). Χρησιμοποιήθηκαν επίσης και άλλες μονάδες μανομετρικής (συνήθως) πίεσης, όπως τα [[Εκατοστόμετρο|εκατοστόμετρα]] [[Νερό|νερού]], τα [[Χιλιοστόμετρο|χιλιοστόμετρα]] στήλης [[Υδράργυρος|υδραργύρου]] (mmHg ή Torr) και ίνσες στήλης υδραργύρου, που εκφράζουν την πίεση σε σύγκριση με αυτήν που ασκούν αντίστοιχες στήλες των αναφερώμενων ρευστών (υπό κανονική [[βαρύτητα]]).
Διάφορες [[Μονάδα μέτρησης|μονάδες μέτρησης]] (δείτε παρακάτω για περισσότερες λεπτομέρειες) χρησιμοποιήθηκαν για να εκφράσουν την πίεση. Κάποιες από αυτές παράγονται από τις αντίστοιχες μονάδες μέτρησης δύναμης και επιφάνειας. Η μονάδα μέτρησης πίεσης για το [[Διεθνές σύστημα μονάδων|Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI)]] είναι το [[Πασκάλ (μονάδα μέτρησης)|πασκάλ]] (Pa), που αντιστοιχεί σε δύναμη 1 [[Νιούτον (μονάδα μέτρησης)|νιούτον]] (Nt) που εφαρμώζεται ανά [[τετραγωνικό μέτρο]] (m²). Άλλη παραδοσιακή μονάδα μέτρησης πίεσης αποτελεί το [[Psi (μονάδα μέτρησης πίεσης)|psi]], που αντιστοιχεί σε δύναμη 1 [[Λίβρα (μονάδα δύναμης)|λίβρας]] (lb<sub>f</sub>) που εφαρμώζεται ανά [[Ίντσα|τετραγωνική ίντσα]] (in<sup>2</sup>). Η πίεση εκφράζεται επίσης σε σύγκριση με την κανονική ατμοσφαιρικη πίεση (atm). Χρησιμοποιήθηκαν επίσης και άλλες μονάδες μανομετρικής (συνήθως) πίεσης, όπως τα [[Εκατοστόμετρο|εκατοστόμετρα]] [[Νερό|νερού]], τα [[Χιλιοστόμετρο|χιλιοστόμετρα]] στήλης [[Υδράργυρος|υδραργύρου]] (mmHg ή Torr) και ίνσες στήλης υδραργύρου, που εκφράζουν την πίεση σε σύγκριση με αυτήν που ασκούν αντίστοιχες στήλες των αναφερώμενων ρευστών (υπό κανονική [[βαρύτητα]]).

Έκδοση από την 19:17, 1 Αυγούστου 2016

Για άλλες χρήσεις, δείτε: Πίεση (αποσαφήνιση).

Πίεση (σύμβολο p ή P, αγγλικά: Pressure) είναι η δύναμη που εφαρμώζεται κάθετα σε μια επιφάνεια ενός αντικειμένου ανά μονάδα της επιφάνειας στην οποία η δύναμη διανέμεται. Η μανομετρική πίεση είναι η σχετική πίεση που εφαρμόζεται σε ένα αντικείμενο σε σύγκριση με την κανονική πίεση (1 atm).

Διάφορες μονάδες μέτρησης (δείτε παρακάτω για περισσότερες λεπτομέρειες) χρησιμοποιήθηκαν για να εκφράσουν την πίεση. Κάποιες από αυτές παράγονται από τις αντίστοιχες μονάδες μέτρησης δύναμης και επιφάνειας. Η μονάδα μέτρησης πίεσης για το Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI) είναι το πασκάλ (Pa), που αντιστοιχεί σε δύναμη 1 νιούτον (Nt) που εφαρμώζεται ανά τετραγωνικό μέτρο (m²). Άλλη παραδοσιακή μονάδα μέτρησης πίεσης αποτελεί το psi, που αντιστοιχεί σε δύναμη 1 λίβρας (lbf) που εφαρμώζεται ανά τετραγωνική ίντσα (in2). Η πίεση εκφράζεται επίσης σε σύγκριση με την κανονική ατμοσφαιρικη πίεση (atm). Χρησιμοποιήθηκαν επίσης και άλλες μονάδες μανομετρικής (συνήθως) πίεσης, όπως τα εκατοστόμετρα νερού, τα χιλιοστόμετρα στήλης υδραργύρου (mmHg ή Torr) και ίνσες στήλης υδραργύρου, που εκφράζουν την πίεση σε σύγκριση με αυτήν που ασκούν αντίστοιχες στήλες των αναφερώμενων ρευστών (υπό κανονική βαρύτητα).

Ορισμός

Στη Φυσική, με τον όρο πίεση (σύμβολο ή ) αποκαλούμε το χαρακτηριστικό ενός συστήματος φυσικό μέγεθος το οποίο ισοδυναμεί με την πυκνότητα ενέργειας[1] την οποία διαθέτει αυτό το σύστημα. Οπωσδήποτε, η πίεση δεν προϋποθέτει επιφάνεια για να είναι καλά ορισμένη, αλλά η διαδικασία μέτρησής της ανάγεται στην μέτρηση μιας δύναμης η οποία ασκείται κάθετα σε συγκεκριμένη επιφάνεια. Ως εκ τούτου, συχνά ορίζουμε ως πίεση σε επιφάνεια το πηλίκο της δύναμης που ασκείται κάθετα στην επιφάνεια, προς το εμβαδό αυτής της επιφάνειας:

όπου είναι το μοναδιαίο διάνυσμα, κάθετο στην επιφάνεια . Έτσι, αν η δύναμη ασκείται υπό γωνία, το αποτέλεσμα του διανυσματικού γινομένου επιβάλει να υπολογίζεται μόνο η κάθετη στην επιφάνεια συνιστώσα της δύναμης .

Η πίεση στα στερεά

Η πίεση είναι μια εκδήλωση αλληλεπίδρασης μεταξύ συστημάτων που βρίσκονται σε επαφή. Έτσι, όταν δύο στερεά εφάπτονται ομοιόμορφα σε επιφάνεια τότε η πίεση σ' αυτή την επιφάνεια υπολογίζεται ως το πηλίκο της δύναμης με την οποία αλληλεπιδρούν τα σώματα προς το εμβαδό της επιφάνειας αυτής.

Για την μελέτη της πίεσης στα στερεά χρησιμοποιείται κυρίως ο τανυστής στρέψης, μια ιδέα που ξεκίνησε από τα ιξωδικά ρευστά.

Η πίεση στα ρευστά

Τα ρευστά (αέρια και υγρά) δεν έχουν καθορισμένο σχήμα και έτσι προσαρμόζονται στο σχήμα των στερεών επιφανειών με τις οποίες εφάπτονται. Έτσι, η δύναμη λόγω πίεσης που ασκεί ένα ρευστό σε επιφάνεια είναι πάντα κάθετη στην επιφάνεια.

Όταν ένα ρευστό βρίσκεται μέσα σε πεδίο βαρύτητας, τότε η βαρυτική δύναμη του υπερκείμενου ρευστού είναι ο ουσιαστικός μηχανισμός ο οποίος καθορίζει την τιμή της πίεσης σε κάθε σημείο του ρευστού. Έτσι, ορίζουμε την στατική ή υδροστατική πίεση η οποία αντιστοιχεί στο βάρος άπειρου ύψους και συγκεκριμένης διατομής στήλης, η οποία περιέχει το ρευστό που μας ενδιαφέρει. Έτσι προκύπτει ο νόμος της υδροστατικής πίεσης για τα ασυμπίεστα υγρά ως:

όπου είναι η (σταθερή) πυκνότητα του υγρού, είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας και είναι το ύψος από την ελεύθερη επιφάνεια του υγρού.

Η υδροστατική πίεση μετριέται από την ελεύθερη επιφάνεια, στην οποία η πραγματική πίεση δεν είναι μηδέν αλλά .

Ατμοσφαιρική πίεση

Για την πίεση της ατμόσφαιρας χρησιμοποιούμε την ίδια διαδικασία αλλά εδώ η πυκνότητα δεν είναι σταθερή, υπακούει σε μια καταστατική εξίσωση: , οπότε θα είναι:

αποτέλεσμα το οποίο εκφράζει την εκθετική πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης με το ύψος, υπολογιζόμενης ως υδροστατικής πίεσης συμπιεστού ρευστού. Χρησιμοποιώντας την εκθετική μείωση της πυκνότητας του αέρα με το ύψος στην ατμόσφαιρα, μπορούμε να υπολογίσουμε την υδροστατική πίεση της ατμόσφαιρας με τρόπο ανάλογο με αυτό των υγρών.

Δυναμική πίεση

Όταν ένα ρευστό κινείται και μεταβάλλεται η κινητική του ενέργεια ή/και η ορμή του τότε η μεταβολή αυτή εμφανίζεται ως πίεση, την οποία αποκαλούμε δυναμική πίεση. Για πρακτικούς λόγους μπορούμε να χρησιμοποιούμε κατά περίπτωση και λιγότερο δόκιμους όρους όπως η "πίεση ακτινοβολίας", αλλά όλες ανάγονται στους δύο παραπάνω αρχικούς ορισμούς, αν και τα όργανα μέτρησης λειτουργούν αντιμετωπίζοντας την πίεση ως δύναμη ανά μονάδα επιφάνειας.

Μέτρηση Πίεσης

Μονάδα της πίεσης στο S.I. είναι το πασκάλ , μονάδα η οποία έχει τις ίδιες διαστάσεις με . Η τελευταία προέρχεται από τον εναλλακτικό ορισμό της πίεσης ως πυκνότητας ενέργειας, αλλά δεν χρησιμοποιείται ως μονάδα επειδή δεν είναι πρακτικά εφικτή η μέτρηση της πίεσης με έναν τέτοιο τρόπο. Πρακτική μονάδα πίεσης είναι το bar, που ισοδυναμεί με πίεση μίας ατμόσφαιρας (atm).

Γενικά η πίεση μετριέται με ειδικά όργανα τα μανόμετρα και ειδικά για την ατμοσφαιρική πίεση, τα βαρόμετρα.
Μονάδες πίεσης είναι το Πασκάλ (Pa), η Ατμόσφαιρα (Atm), το Χιλιοστό στήλης υδραργύρου (mmHg), το Torr, το Μπαρ (Bar) και οι υποδιαιρέσεις αυτού: το Μιλιμπάρ (mb) και το Μικρομπάρ (μb).

Η μονάδα ατμόσφαιρας (atm) σήμερα ορίζεται ως 101.325 (pa) ακριβώς[2].

  • Απόλυτη πίεση χαρακτηρίζεται εκείνη που αρχή μέτρησης έχει το τέλειο ή απόλυτο κενό.
  • Πραγματική πίεση χαρακτηρίζεται εκείνη που ως αρχή μέτρησης λαμβάνεται η βαρομετρική πίεση.
Συνήθεις Μονάδες Πίεσης
Pascal Bar Τεχνική Ατμόσφαιρα Απόλυτη Ατμόσφαιρα Torr Pounds ανά τετραγωνική ίντσα
(Pa) (bar) (at) (atm) (Torr) (psi)
1 Pa 1 10−5 1.0197×105 9.8692×106 7.5006×103 1.450377×104
1 bar 105 ≡ 100 kPa

≡ 106 dyn/cm2

1.0197 0.98692 750.06 14.50377
1 at 0.980665×105 0.980665 ≡ 1 kp/cm2 0.9678411 735.5592 14.22334
1 atm 1.01325×105 1.01325 1.0332 1 760 14.69595
1 Torr 133.3224 1.333224×103 1.359551×103 1.315789×103 1/760 atm

≈ 1 mmHg

1.933678×102
1 psi 6.8948×103 6.8948×102 7.03069×102 6.8046×102 51.71493 ≡ 1lbF /in2

Δείτε επίσης

Βιβλιογραφία

Αναφορές, παρατηρήσεις και σημειώσεις

  1. V. N. Kartsev K. E. Pankin D. V. Batov (2006-03-01). «On interrelation between the internal pressure and the cohesion energy density». Journal of Structural Chemistry. doi:10.1007/s10947-006-0297-5. http://link.springer.com. Ανακτήθηκε στις 2015-06-07. 
  2. US Navy (2006). US Navy Diving Manual, 6th revision. United States: US Naval Sea Systems Command. σελίδες 2–32. 
CC-BY-SA
Μετάφραση
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Pressure της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 4.0. (ιστορικό/συντάκτες).