Trykkdefinisjon og eksempler

Press i kjemi, fysikk og ingeniørfag

Gass utøver trykk på en ballong, og får den til å utvide seg når du sprenger den. ABSODELS/Getty Images

Trykk er definert som et mål på kraften som påføres over en enhetsareal. Trykk uttrykkes ofte i enheter av Pascal (Vi vil), newton per kvadratmeter (N/m^toeller kg/m·s^to), ellerpund per kvadrattomme. Andre enheter inkluderer atmosfæren (atm), torr, bar og meter sjøvann (msw).

Hva er trykk?

• Trykk er kraft per arealenhet.
• Vanlige trykkenheter er pascal (Pa) og pund per kvadrattomme (psi).
• Trykk (P eller p) er en skalar størrelse.

Trykkformel

I ligninger er trykk betegnet med stor bokstav P eller liten bokstav p.

Press er enavledet enhet, generelt uttrykt i henhold til enhetene i ligningen:

P = F / A

hvor P er trykk, F er kraft og A er areal

Trykk er en skalar mengde. betyr at den har en størrelse, men ikke en retning. Dette kan virke forvirrende siden det vanligvis er åpenbart at kraften har retning. Det kan hjelpe å vurdere trykket til en gass i en ballong. Det er ingen åpenbar retning for bevegelse av partikler i en gass. Faktisk beveger de seg i alle retninger slik at nettoeffekten vises tilfeldig . Hvis en gass er innelukket i en ballong, detekteres trykk som noe av molekyler kolliderer med overflaten av ballongen. Uansett hvor på overflaten du måler trykket, vil det være det samme.

Enkelt eksempel på trykk

Et enkelt eksempel på trykk kan sees ved å holde en kniv mot et stykke frukt. Hvis du holder den flate delen av kniven mot frukten, vil den ikke kutte overflaten. Kraften spres ut av et stort område (lavt trykk). Hvis du snur bladet slik at skjæret presses inn i frukten, påføres den samme kraften over et mye mindre overflateareal (betraktelig økt trykk), slik at overflaten skjærer seg lett.

Kan press være negativt?

Trykk er generelt en positiv verdi. Det er imidlertid tilfeller som involverer undertrykk.

For eksempel kan manometer eller relativ trykk være negativt. Dette skjer ofte når trykket måles i forhold til atmosfærisk trykk .

Negativt absolutt trykk forekommer også. For eksempel, hvis du trekker tilbake stempelet på en forseglet sprøyte (trekker et vakuum), genererer du undertrykk.

Trykk av en ideell gass

Under vanlige forhold oppfører ekte gasser seg som ideelle gasser og deres oppførsel er forutsigbar ved å bruke den ideelle gassloven. Den ideelle gassloven relaterer trykket til en gass til dens absolutte temperatur, volum og gassmengde. Ved å løse for trykk er den ideelle gassloven:

P = nRT/V

Her er P absolutt trykk, n er mengden gass, T er absolutt temperatur, V er volum og R er den ideelle gasskonstanten.

Den ideelle gassloven antar at gassmolekyler er vidt adskilt. Molekylene i seg selv har ikke volum, interagerer ikke med hverandre og opplever perfekt elastiske kollisjoner med beholderen.

Under disse forholdene varierer trykket lineært med temperatur og gassmengde. Trykket varierer omvendt med volumet.

Væsketrykk

Væsker utøver trykk. Et kjent eksempel er følelsen av vanntrykk du kjenner på trommehinnene når du dykker ned i et dypt basseng. Jo dypere du går, jo mer vann er det over deg og jo større trykk.

En væskes trykk avhenger av dens dybde, men også av dens tetthet. For eksempel, hvis du dykker ned i et basseng med en væske som er tettere enn vann, vil trykket være større på en gitt dybde.

Ligningen som relaterer trykk i en væske med konstant tetthet til dens tetthet og dybde (høyde) er:

p = r gh

Her er p trykk, r er tetthet, g er tyngdekraften, og h er dybden eller høyden til væskekolonnen.

Kilder

• Briggs, Lyman J. (1953). 'Det begrensende negative trykket av kvikksølv i Pyrex-glass'. Journal of Applied Physics . 24 (4): 488–490. doi:10.1063/1.1721307
• Giancoli, Douglas G. (2004). Fysikk: Prinsipper med applikasjoner . Upper Saddle River, N.J.: Pearson Education. ISBN 978-0-13-060620-4.
• Imre, A.R; Maris, H.J.; Williams, P.R., red. (2002). Væsker under negativt trykk (Nato Science Series II). Springer. doi:10.1007/978-94-010-0498-5. ISBN 978-1-4020-0895-5.
• Knight, Randall D. (2007). 'Væskemekanikk'. Fysikk for forskere og ingeniører: En strategisk tilnærming (2. utgave). San Francisco: Pearson Addison Wesley. ISBN 978-0-321-51671-8
• McNaught, A.D.; Wilkinson, A.; Nic, M.; Jirat, J.; Kosata, B.; Jenkins, A. (2014). IUPAC. Kompendium av kjemisk terminologi (2. utgave) ('Gullboken'). Oxford: Blackwell Scientific Publications. doi:10.1351/goldbook.P04819. ISBN 978-0-9678550-9-7.