Formula tekanan relatif, bagaimana itu dihitung, contoh, olahraga

Itu Presirelatif Ón Itulah yang diukur sehubungan dengan nilai tertentu atau Datum, yang biasanya merupakan tekanan atmosfer di permukaan laut (tekanan atmosfer standar). Ini tepat karena sebagian besar pengukuran tekanan dilakukan di bawah lapisan gas yang merupakan atmosfer, yang memberikan tekanan mereka sendiri.

Di sisi lain, tekanan absolut diukur sehubungan dengan vakum total, di mana tidak ada molekul yang berinteraksi. Dalam sebuah wadah di mana kekosongan telah dibuat, tidak ada partikel yang bekerja dari bagian dalam di dinding atau pada benda di dalamnya.

Gambar 1. Untuk mengukur tekanan relatif, pengukur tekanan digunakan seperti ini. Sumber: Wikimedia Commons.

Tekanan yang diukur mungkin di atas atau di bawah tekanan atmosfer. Dalam kasus pertama ada pembicaraan tentang pengukur tekanan Dan di yang kedua dari tekanan vakum.

Biasanya tekanan yang diukur setiap hari dalam ban dan tekanan darah, adalah tekanan relatif, sedangkan ketika tekanan atmosfer diukur dengan barometer, itu adalah tekanan absolut.

[TOC]

Formula Tekanan Relatif

Tekanan relatif adalah perbedaan antara tekanan absolut p_Abs dan tekanan atmosfer p_ATM, Ini adalah tekanan diferensial atau perbedaan dalam tekanan. Pada tekanan relatif p_Rel Itu dikenal dalam bahasa Inggris sebagai Pengukur tekanan P_G Dan itu diberikan oleh hubungan:

P_Abs = P_ATM + P_G

P_Rel = P_Abs - P_ATM

Untuk tekanan, Pascal digunakan sebagai unit ukuran sistem unit internasional, terlepas dari apakah itu adalah tekanan absolut atau tekanan relatif.

Pascal setara dengan gaya yang diberikan oleh 1 Newton di atas area 1 m², Tetapi unit lain sering digunakan, seperti merkuri, air, unit Anglo -Saxon seperti psi dan lain-lain.

Dapat melayani Anda: 31 jenis kekuatan dalam fisika dan karakteristiknya

Bagaimana tekanan relatif dihitung?

Jika tekanan absolut diketahui pada satu titik dan tekanan atmosfer standar, tekanan relatif adalah pengurangan antara keduanya.

Sebagai contoh, misalkan tekanan absolut dalam sistem tertentu adalah 305 kPa. Mengetahui bahwa tekanan atmosfer standar adalah 101.3 kPa, tekanan relatif adalah:

P_G = P_Abs - P_ATM = 305 - 101.3 kPa = 203.7 kPa

KPA atau Kilopascal adalah seribu kali lebih besar dari Pascal. Ini digunakan lebih sering, karena nilai tekanan berada dalam urutan ribuan Pascal. Berat apel adalah sekitar 1 Newton dan Pascational setara dengan gaya ini yang didistribusikan di persegi samping 1 meter. Kelipatan lain seperti Megapascal (1 MPa = 1 x 10⁶ Pa) atau Gigapascal (1 GPa = 1x 10⁹ Pa).

Tekanan contohnya adalah manometrik, karena berada di atas tekanan atmosfer, tetapi ada tekanan absolut di bawah ini. Misalnya, jika gas dalam wadah memiliki tekanan absolut 50 kPa, tekanan relatifnya adalah tekanan vakum yang menghasilkan hisap:

P_G = P_Abs - P_ATM = 50 - 101.3 kPa = -51.3 kPa

Dalam contoh -contoh ini, tekanan atmosfer standar digunakan, yang merupakan tekanan di permukaan laut. Tetapi jika diperlukan lebih akurasi dalam perhitungan, tekanan atmosfer lokal dapat digunakan, yang mungkin berbeda dari 101.3 kPa, karena itu tergantung pada ketinggian dan kondisi geografis lainnya.

Dalam teks biasanya tekanan yang diberikan adalah relatif, dan jika diperlukan untuk bekerja dengan tekanan absolut, ini dibedakan dengan penggunaan langganan untuk menghindari kebingungan.

Dapat melayani Anda: matahari

Variasi tekanan dengan kedalaman

Di setiap titik di dalam cairan seperti air ada tekanan. Dengan asumsi bahwa air tidak dapat dimampatkan, sehingga kepadatannya tetap konstan dan tekanannya bervariasi secara vertikal.

Itu dapat diperiksa dengan mengambil sebagian kecil cairan dalam bentuk disk tebal Dy yang istirahat di tengah -tengah massa cair.

Gambar 2. Sebagian kecil cairan berbentuk disk, dalam keseimbangan statis. Sumber: f. Zapata.

Kekuatan pada tepi melingkar disk dibatalkan oleh rekan, tetapi tidak gaya yang diberikan oleh massa cairan di atas dan di bawah cakram: F₁ Dan F₂. Selain itu, perlu untuk mempertimbangkan berat cakram cairanW Dalam hukum kedua Newton:

∑f_Dan = F₂ - F₁ - W = 0

Kekuatan -kekuatan ini dapat dinyatakan dalam tekanan, yang merupakan gaya tegak lurus per unit area. Dengan cara ini kita memiliki tekanan P, diproduksi dengan kekuatan f₁:

F₁ = P. KE

Dimana a adalah area bundar cakram. Demikian pula:

F₂ = (P + dp). KE

Dengan p + dp tekanan di kedalaman dan + dy. Bobotnya adalah DW = DM . G:

(P + DP). A - p. A - DM . G = 0

Kepadatan fluida adalah ρ = dm/ dv, dengan DV volume cakram fluida, diberikan oleh a.Dy. Cara ini:

(P + DP). A - p. A - ρA.Dy .G = 0

Persamaan yang diperoleh disederhanakan untuk:

Dp - ρgdy = 0 → dp = ρgdy

Mengintegrasikan kedua sisi dari dan₁ hingga y₂:

= P₂ - P₁ = ρg (dan₂ - Dan₁)

Istilah p₂ - P₁ Itu adalah perbedaan dalam tekanan atau tekanan diferensial. Jika kita ingin mengetahui tekanan pada titik koordinat vertikal dan, kita lakukan Dan₁ = 0, Dan₂ = y Dan P_{salah satu} = P_ATM. Dengan ini kita akan memiliki tekanan relatif terhadap kedalaman ini, yang hanya bergantung pada kedalaman dan:

Dapat melayani Anda: galaksi tidak teratur: pembentukan, karakteristik, jenis, contoh

P₂ - P_ATM = ρgy ⇒ p_Rel = ρgy

Contoh tekanan relatif

Tekanan di bagian bawah kolam

Kita semua mengalami tekanan yang dirasakan dengan membenamkan diri di kolam atau di laut. Apa tekanan relatif yang dirasakan dengan terendam di kolam air tawar pada kedalaman 5 meter? Menggunakan ekspresi sebelumnya, dan mengetahui bahwa kepadatan air tawar adalah 1000 kg/m³, Dengan g = 9.81 m/s² Tekanan relatifnya adalah:

P_Rel = ρgy = 1000 x 9.81 x 5 pa = 49050 pa.

Tekanan pada ban

Ban kendaraan biasanya pada tekanan 32 psi. Ini adalah tekanan relatif atau manometrik dalam pound per inci persegi, unit yang digunakan di negara -negara yang berbahasa Inggris. Banyak manometer dikalibrasi di unit -unit ini. 32 psi sama dengan 220632 Pa O 220 kPa.

Olahraga diselesaikan

Sebuah tangki mengandung bensin dan gliserin, dua cairan yang tidak dapat dikonsumsi (jangan bercampur) pada ketinggian yang ditunjukkan. Apa tekanan manometrik di bagian bawah tangki? Bobot spesifik dilampirkan, dilambangkan dengan huruf Yunani γ, dari masing -masing cairan:

γ_gas = 45.3 lb/ft³

γ_Gly = 78.7 lb/ft³

Gambar 3. Tangki penuh dengan dua cairan yang tidak dapat disembuhkan. Sumber: Hibbeler, R. Mekanika Cairan.

Larutan

Berat spesifik γ dari fluida adalah produk dari kepadatannya karena percepatan gravitasi, oleh karena itu persamaan tekanan relatif dapat dinyatakan sebagai berikut:

P_Rel = γ.Dan

Tekanan relatif di bagian bawah tangki adalah karena bobot kolom gliserin dan bensin dan tidak tergantung pada bentuk tangki:

P_Rel = γ_gas . Dan_AB + γ_Gly . Dan_Bc = (45.3 x 2 + 78.7 x 3) lb/ft² = 326.7 lb/ft²

Referensi

1. Cimbala, c. 2006. Mekanika Cairan, Fundamental dan Aplikasi. MC. Bukit Graw.
2. Hibbeler, R. 2015. Mekanika Cairan. 1st. Ed. Pearson.
3. Mott, r.  2006. Mekanika Cairan. 4. Edisi. Pendidikan Pearson.
4. Duduk, a. 2006. Mekanika Cairan, Pengenalan Fisik. Alpha Omega.
5. Streeter, v. 1999. Mekanika Cairan. Bukit McGraw.
6. Zapata, f. Tekanan dan kedalaman. Pulih dari: francesphysics.Blogspot.com.