Inhoud
Hydrostatische druk, of de druk die een vloeistof uitoefent op een bepaald punt in de vloeistof als gevolg van de zwaartekracht, neemt toe op lagere diepten naarmate de vloeistof meer kracht van de vloeistof boven dat punt kan uitoefenen.
U kunt de hydrostatische druk van de vloeistof in een tank berekenen als de kracht per oppervlakte voor het gebied van de bodem van de tank zoals gegeven door druk = kracht / oppervlakte-eenheden. In dit geval zou de kracht het gewicht zijn dat de vloeistof door de zwaartekracht op de bodem van de tank uitoefent.
Als u de netto kracht wilt vinden wanneer u versnelling en massa kent, kunt u deze berekenen als F = ma, volgens de tweede wet van Newton. Voor zwaartekracht is de versnelling de zwaartekrachtversnellingsconstante, g. Dit betekent dat u deze druk kunt berekenen als P = mg / A voor een mis m in kilogram, oppervlakte EEN in ft2 of m2en g als de zwaartekrachtsconstante van versnelling (9,81 m / s2, 32.17405 ft / s2).
Dit geeft u een ruwe manier om de krachten tussen deeltjes voor de vloeistof in de tank te bepalen, maar het gaat ervan uit dat de kracht als gevolg van zwaartekracht een nauwkeurige maat is voor de kracht tussen deeltjes die druk veroorzaakt.
Als u meer informatie wilt houden door de vloeistofdichtheid te gebruiken, kunt u de hydrostatische druk van een vloeistof berekenen met behulp van de formule P = ρ g h waarin P is de vloeistof hydrostatische druk (in N / m2, Pa, lbf / ft2of psf), ρ ("rho") is de vloeistofdichtheid (kg / m3 of naaktslakken / ft3), g is zwaartekrachtversnelling (9,81 m / s2, 32.17405 ft / s2) en h is de hoogte van de vloeistofkolom of diepte waar de druk wordt gemeten.
Drukformule Vloeistof
De twee formules lijken op elkaar omdat ze hetzelfde principe hebben. Je kunt afleiden P = ρ g h van P = mg / A met behulp van de volgende stappen om de drukformule voor vloeistoffen te verkrijgen:
Voor gas in een tank kunt u de druk bepalen met behulp van de ideale gaswet PV = nRT voor druk P in atmosferen (atm), volume V in M3, aantal mol n, gasconstante R 8.314 J / (molK) en temperatuur T in Kelvin. Deze formule houdt rekening met de gedispergeerde deeltjes in een gas die afhankelijk zijn van de hoeveelheden druk, volume en temperatuur.
Waterdrukformule
Voor water dat 1000 kg / m is3 dat een object op 4 km diepte heeft, kunt u deze druk berekenen als P = 1000 kg / m3 x 9,8 m / s2 x 4000 m = 39200000 N / m2 als voorbeeld gebruik van de waterdrukformule.
De formule voor hydrostatische druk kan worden toegepast op oppervlakken en gebieden. In dit geval kunt u de directe formule gebruiken P = FA voor druk, kracht en oppervlakte.
Deze berekeningen staan centraal in veel onderzoeksgebieden in natuurkunde en engineering. In medisch onderzoek kunnen wetenschappers en artsen deze waterdrukformule gebruiken om de hydrostatische druk van vloeistoffen in bloedvaten zoals bloedplasma of de vloeistoffen op de wanden van bloedvaten te bepalen.
Hydrostatische druk in bloedvaten is de druk die wordt uitgeoefend door intravasculaire vloeistof (d.w.z. bloedplasma) of extravasculaire vloeistof op de wand (d.w.z. endotheel) van het bloedvat in menselijke organen zoals de nieren en lever bij het uitvoeren van diagnoses of het bestuderen van menselijke fysiologie.
De hydrostatische krachten die water door het menselijk lichaam drijven, worden in het algemeen gemeten met behulp van de filtratiekracht die de capillaire hydrostatische druk gebruikt tegen de weefseldruk rondom de capillairen wanneer bloed door het lichaam wordt gepompt.