Shinikizo ni kiasi cha kimwili ambacho kina jukumu maalum katika asili na maisha ya binadamu. Jambo hili, lisiloonekana kwa jicho, haliathiri tu hali ya mazingira, lakini pia linajisikia vizuri sana kwa kila mtu. Hebu tujue ni nini, ni aina gani zilizopo na jinsi ya kupata shinikizo (formula) katika mazingira tofauti.
Kinachoitwa shinikizo katika fizikia na kemia
Neno hili linarejelea kiasi muhimu cha halijoto, ambacho kinaonyeshwa kama uwiano wa nguvu ya shinikizo inayoletwa kwa pependicular kwa eneo inapofanyia kazi. Hali hii haitegemei saizi ya mfumo ambamo inafanya kazi, kwa hivyo inarejelea idadi kubwa.
Katika hali ya usawa, kwa mujibu wa sheria ya Pascal, shinikizo ni sawa kwa pointi zote kwenye mfumo.
Katika fizikia na kemia, hii inaashiriwa na herufi "P", ambayo ni kifupi cha jina la Kilatini la neno - pressūra.
Ikiwa tunazungumzia shinikizo la kiosmotiki la kioevu (usawa kati ya shinikizondani na nje ya ngome), herufi "P" inatumika.
Vipimo vya shinikizo
Kulingana na viwango vya mfumo wa Kimataifa wa SI, hali halisi inayozingatiwa hupimwa kwa paskali (Cyrillic - Pa, Kilatini - Ra).
Kulingana na fomula ya shinikizo, inabadilika kuwa Pa moja ni sawa na N moja (newton - kitengo cha nguvu) iliyogawanywa na mita moja ya mraba (kitengo cha eneo).
Hata hivyo, kiutendaji, ni vigumu kupaka paskali, kwa kuwa kitengo hiki ni kidogo sana. Katika suala hili, pamoja na viwango vya SI, thamani hii inaweza kupimwa kwa njia tofauti.
Zifuatazo ni analogi zake maarufu zaidi. Nyingi zao zinatumika sana katika iliyokuwa USSR.
- Baa. Paa moja ni sawa na Paa 105.
- Torrs, au milimita za zebaki. Takriban Torr moja inalingana na 133.3223684 Pa.
- Millimita za safu wima ya maji.
- Mita za safu wima ya maji.
- Mazingira ya kiufundi.
- Mazingira ya kimwili. Atm moja ni sawa na 101,325 Pa na 1.033233 kwa.
- Nguvu-Kilo kwa kila sentimita ya mraba. Pia kuna tani-nguvu na gram-nguvu. Kwa kuongeza, kuna nguvu ya pauni ya analogi kwa kila inchi ya mraba.
Mchanganyiko wa jumla wa shinikizo (fizikia ya darasa la 7)
Kutokana na ufafanuzi wa kiasi fulani halisi, unaweza kubainisha mbinu ya kuipata. Inaonekana kama picha iliyo hapa chini.
Ndani yake, F ni nguvu, na S ni eneo. Kwa maneno mengine, fomula ya kupata shinikizo ni nguvu yake iliyogawanywa na eneo la uso ambalo juu yakeinaathiri.
Pia inaweza kuandikwa kama hii: P=mg / S au P=pVg / S. Kwa hivyo, kiasi hiki halisi kinahusiana na viambajengo vingine vya thermodynamic: kiasi na wingi.
Kwa shinikizo, kanuni ifuatayo inatumika: kadiri nafasi inavyoathiriwa na nguvu inavyokuwa ndogo, ndivyo inavyokuwa na kiwango kikubwa cha mkazo. Hata hivyo, ikiwa eneo linaongezeka (kwa nguvu sawa), thamani inayotakiwa itapungua.
Mchanganyiko wa shinikizo la Hydrostatic
Hali tofauti za mkusanyiko wa dutu, hutoa uwepo wa sifa zao ambazo ni tofauti kutoka kwa kila mmoja. Kulingana na hili, mbinu za kuamua P ndani yao pia zitakuwa tofauti.
Kwa mfano, fomula ya shinikizo la maji (hydrostatic) inaonekana kama hii: P=pgh. Pia inatumika kwa gesi. Hata hivyo, haiwezi kutumika kukokotoa shinikizo la angahewa, kutokana na tofauti ya miinuko na msongamano wa hewa.
Katika fomula hii, p ni msongamano, g ni mchapuko wa uvutano, na h ni urefu. Kulingana na hili, kadiri kitu au kitu kikizidi kuzama, ndivyo mgandamizo unavyoongezeka juu yake ndani ya kioevu (gesi).
Lahaja inayozingatiwa ni urekebishaji wa mfano wa kitambo P=F / S.
Ikiwa tunakumbuka kwamba nguvu ni sawa na derivative ya wingi kwa kasi ya kuanguka bila malipo (F=mg), na wingi wa kioevu ni derivative ya kiasi kwa msongamano (m=pV), basi formula ya shinikizo inaweza kuandikwa kama P=pVg / S. Katika kesi hii, kiasi ni eneo lililozidishwa na urefu (V=Sh).
Ukiingiza data hii, itabainika kuwa eneo la nambari nadenominata inaweza kupunguzwa na matokeo - fomula iliyo hapo juu: P=pgh.
Kwa kuzingatia shinikizo katika vimiminika, inafaa kukumbuka kuwa, tofauti na yabisi, safu ya uso mara nyingi inaweza kupotoshwa ndani yake. Na hii, kwa upande wake, inachangia uundaji wa shinikizo la ziada.
Kwa hali kama hizi, fomula tofauti kidogo ya shinikizo hutumika: P=P0 + 2QH. Katika kesi hii P0 ni shinikizo la safu isiyopinda, na Q ni uso wa mvutano wa kioevu. H ni mkunjo wa wastani wa uso, ambao unabainishwa na Sheria ya Laplace: H=½ (1/R1+ 1/R2). Vijenzi R1 na R2 ni radii ya mkunjo mkuu.
Shinikizo la kiasi na fomula yake
Ingawa mbinu ya P=pgh inatumika kwa vimiminika na gesi, ni bora kukokotoa shinikizo la mwisho kwa njia tofauti kidogo.
Ukweli ni kwamba kwa asili, kama sheria, vitu safi kabisa sio kawaida, kwa sababu mchanganyiko hutawala ndani yake. Na hii inatumika si tu kwa vinywaji, bali pia kwa gesi. Na kama unavyojua, kila moja ya vipengele hivi hutoa shinikizo tofauti, inayoitwa shinikizo la sehemu.
Ni rahisi sana kutambua. Ni sawa na jumla ya shinikizo la kila sehemu ya mchanganyiko unaozingatiwa (gesi bora).
Kutokana na hili inafuata kwamba fomula ya shinikizo la sehemu inaonekana kama hii: P=P1+ P2+ P3… na kadhalika, kulingana na idadi ya vijenzi.
Kuna nyakati ambapo ni muhimu kubainisha shinikizo la hewa. Walakini, wengine hufanya mahesabu kimakosa tu na oksijeni kulingana na mpango P=pgh. Lakini hewa ni mchanganyiko wa gesi tofauti. Ina nitrojeni, argon, oksijeni na vitu vingine. Kulingana na hali ya sasa, formula ya shinikizo la hewa ni jumla ya shinikizo la vipengele vyake vyote. Kwa hivyo, unapaswa kuchukua P=P1+ P2+ P3…
Vipimo vya kawaida vya shinikizo
Licha ya ukweli kwamba si vigumu kukokotoa wingi wa halijoto inayozingatiwa kwa kutumia fomula zilizo hapo juu, wakati mwingine hakuna wakati wa kufanya hesabu. Baada ya yote, lazima uzingatie nuances nyingi kila wakati. Kwa hivyo, kwa urahisi, idadi ya vifaa vimetengenezwa kwa karne nyingi ili kufanya hivi badala ya watu.
Kwa kweli, karibu vifaa vyote vya aina hii ni aina ya manometer (husaidia kuamua shinikizo katika gesi na vimiminiko). Hata hivyo, zinatofautiana katika muundo, usahihi na upeo.
- Shinikizo la angahewa hupimwa kwa kupima shinikizo inayoitwa barometer. Iwapo ni muhimu kuamua utupu (yaani, shinikizo liko chini ya shinikizo la anga), toleo lingine la hiyo, kupima utupu, hutumiwa.
- Ili kujua shinikizo la damu la mtu, sphygmomanometer hutumiwa. Kwa wengi, inajulikana zaidi kama tonometer isiyo ya vamizi. Kuna aina nyingi za vifaa vile: kutoka kwa mitambo ya zebaki hadi digital moja kwa moja. Usahihi wao unategemea nyenzo ambazo zimetengenezwa na wapi zinapimwa.
- Shinikizo hupungua katika mazingira (kulingana naKiingereza - kushuka kwa shinikizo) hubainishwa kwa kutumia vipimo tofauti vya shinikizo au difnamometers (zisichanganywe na dynamometers).
Aina za shinikizo
Kwa kuzingatia shinikizo, fomula ya kuipata na tofauti zake za dutu tofauti, inafaa kujifunza kuhusu aina za kiasi hiki. Kuna watano kati yao.
- Kabisa.
- Barometric
- Ziada.
- Vacuometric.
- Tofauti.
Kabisa
Hili ni jina la shinikizo la jumla ambalo dutu au kitu kiko chini yake, bila kuzingatia ushawishi wa viambajengo vingine vya gesi vya angahewa.
Inapimwa kwa paskali na ni jumla ya shinikizo la angahewa kupita kiasi. Pia ni tofauti kati ya aina za barometriki na utupu.
Imekokotolewa kwa fomula P=P2 + P3 au P=P2 - R4.
Kwa sehemu ya rejeleo ya shinikizo kamili katika hali ya sayari ya Dunia, shinikizo ndani ya chombo ambacho hewa hutolewa (yaani, utupu wa kawaida) huchukuliwa.
Shinikizo la aina hii pekee ndilo linalotumika katika fomula nyingi za halijoto.
Barometric
Neno hili linamaanisha mgandamizo wa angahewa (mvuto) kwa vitu na vitu vyote vinavyopatikana ndani yake, pamoja na uso wa Dunia yenyewe. Pia inajulikana kwa wengi kama angahewa.
Imeainishwa kama kigezo cha thermodynamic, na thamani yake inatofautiana kulingana na mahali na wakati wa kipimo, pamoja na hali ya hewa na kuwa juu / chini ya usawa wa bahari.
Thamani ya shinikizo la baometrikisawa na moduli ya nguvu ya angahewa kwenye eneo la umoja kando ya kawaida yake.
Katika angahewa tulivu, ukubwa wa jambo hili halisi ni sawa na uzito wa safu wima ya hewa kwenye besi yenye eneo sawa na moja.
Shinikizo la kawaida la barometriki - 101 325 Pa (760 mm Hg kwa nyuzi joto 0). Zaidi ya hayo, juu ya kitu ni kutoka kwenye uso wa Dunia, chini ya shinikizo la hewa juu yake inakuwa. Kila kilomita 8 inapungua kwa Pa 100.
Shukrani kwa mali hii milimani, maji kwenye aaaa huchemka haraka kuliko nyumbani kwenye jiko. Ukweli ni kwamba shinikizo huathiri kiwango cha kuchemsha: kwa kupungua kwake, mwisho hupungua. Na kinyume chake. Kazi ya vifaa vya jikoni kama jiko la shinikizo na autoclave imejengwa kwenye mali hii. Kuongezeka kwa shinikizo ndani yao huchangia kuundwa kwa joto la juu katika sahani kuliko sufuria za kawaida kwenye jiko.
Fomula ya mwinuko wa balometriki hutumika kukokotoa shinikizo la angahewa. Inaonekana kama picha iliyo hapa chini.
P ndiyo thamani inayotakiwa kwa urefu, P0 ni msongamano wa hewa karibu na uso, g ni mchapuko huru wa kuanguka, h ni urefu juu ya Dunia, m ni molekuli ya molar ya gesi, t ni halijoto ya mfumo, r ni gesi asilia ya 8.3144598 J⁄(mol x K) na e ni nambari ya Euclair sawa na 2.71828.
Mara nyingi, katika fomula iliyo hapo juu ya shinikizo la anga, badala ya R, K hutumiwa.ni Boltzmann mara kwa mara. Mara kwa mara gesi ya kawaida huonyeshwa kwa suala la bidhaa zake na nambari ya Avogadro. Inafaa zaidi kwa hesabu wakati idadi ya chembe imetolewa katika moles.
Wakati wa kufanya hesabu, unapaswa kuzingatia kila wakati uwezekano wa mabadiliko ya joto la hewa kutokana na mabadiliko ya hali ya hewa au wakati wa kupanda juu ya usawa wa bahari, pamoja na latitudo ya kijiografia.
Gage na upimaji utupu
Tofauti kati ya shinikizo la angahewa na shinikizo la mazingira lililopimwa inaitwa shinikizo la kupindukia. Kulingana na matokeo, jina la thamani hubadilika.
Ikiwa ni chanya, inaitwa shinikizo la kupima.
Ikiwa matokeo yaliyopatikana yana ishara ya kuondoa, inaitwa ombwe. Inafaa kukumbuka kuwa haiwezi kuwa zaidi ya barometriki.
Tofauti
Thamani hii ni tofauti ya shinikizo katika sehemu tofauti za vipimo. Kama sheria, hutumiwa kuamua kushuka kwa shinikizo kwenye kifaa chochote. Hii ni kweli hasa katika sekta ya mafuta.
Baada ya kufahamu ni aina gani ya wingi wa halijoto inayoitwa shinikizo na inapatikana kwa fomula zipi, tunaweza kuhitimisha kuwa jambo hili ni muhimu sana, na kwa hivyo ujuzi juu yake hautawahi kuwa wa kupita kiasi.
