Đại lượng vật lý áp suất được sử dụng khi chúng ta còn ngồi trên ghế nhà trường. Đơn vị đo hay công thức dùng cho áp suất chất lỏng hoặc chất khí luôn gắn liền với đời sống con người từ thời xa xưa. Vậy, đứng trên cương vị của một kỹ sư hay nhân viên ngành công nghiệp thì bạn đã biết về áp suất là gì? Công thức tính áp suất là gì? Các đơn vị đo và chuyển đổi áp suất? Cùng tìm hiểu ngay nhé.
Áp suất là gì?
Áp suất là độ lớn mà áp lực tác động trên một diện tích có phương vuông góc xuống bề mặt vật chất bị tác động lực.
Áp suất (Pressure) được kí hiệu là P trong vật lú học. Đối với hệ SI, đơn vị áp suất tính bằng N/m2, hay Pascal (Pa).
Minh họa: 1 pa có giá trị xấp xỉ một tờ tiền đô la tác dụng lực lên một mặt bàn vậy. Đơn vị đo: 1 KPa = 1000 Pa.
Công thức tính áp suất là gì?
Công thức tính áp suất chất lỏng
Áp suất chất lỏng là áp suất tồn tại ở một số điểm bên trong chất lỏng. Ví dụ, dòng chảy trong kênh hở như bề mặt đại dương hoặc bể bơi, dòng chảy trong ống dẫn nước.
Trong chất lỏng nói chung, áp suất nước sẽ được truyền đi theo mọi phương. Phương trình Bernoulli cho phép xác định áp suất ở điểm bất kỳ trong chất lỏng. Vì thế, công thức viết giữa điểm a và điểm b trong một hệ thống được thực hiện như sau: Pa/V + v2a/2g + za = Pb/V + v2b/2g + zb
Công thức tính áp suất chất lỏng: p = d.h
Công thức tính áp suất chất khí
Ta có phương trình: F = P/S
Trong đó:
+ F là lực tác động lên bề mặt
+ P là áp suất
+ S là diện tích mà lực tác động
Công thức tính áp suất thẩm thấu
Áp suất thẩm thấu xuất hiện khi lực đẩy có hiện tượng thẩm thấu. Áp suất này tỉ lệ thuận với các đơn vị nồng độ, nhiệt độ, dung dịch.
Công thức tính: P = R*T*C
Trong đó:
+ P là áp suất thẩm thấu, đơn vị đo atm.
+ R là hằng số cố định, giá trị 0,082.
+ T là nhiệt độ tuyệt đối, nhiệt độ T = 273 + t oC.
+ C là nồng độ dung dịch được phân li.
Áp suất thủy tĩnh
Áp suất thủy tính là áp suất sử dụng khi chất lỏng ở trạng thái cân bằng, không xảy ra các dao động trong chất lỏng.
Công thức tính: P = Po + pgh
Trong đó:
+ P là khối lượng riêng, đơn vị đo kg/m3.
+ Po là áp suất của khí quyển.
+ g là gia tốc trọng trường.
+ h là chiều cao từ đáy đến mặt tĩnh chất lỏng.
Áp suất riêng phần
Áp suất riêng phần là áp suất tính cho môi trường khí, nếu như lượng khí chiếm toàn bộ thể tích ở trong hộp.
Công thức tính: pi = xi.p
Trong đó:
+ pi là áp suất riêng phần.
+ xi là phần mol trong toàn bộ hỗn hợp khí.
+ p là áp suất toàn phần.
Áp suất dư
Áp suất dư là áp suất tính tại một thời điểm mà chất lỏng hoặc chất khí được lựa chọn làm mốc.
Công thức tính: Pd = P – Pa
Trong đó:
+ Pd: áp suất tương đối
+ P là áp suất tuyệt đối
+ Pa là áp suất khí quyển
Áp suất tuyệt đối
Áp suất tuyệt đối là tổng của áp suất tương đối + áp suất khí quyển.
Công thức tính: P = pa + pd
Trong đó:
+ P là áp suất tuyệt đối
+ pa là áp suất tương đối
+ pd là áp suất khí quyển
Ví dụ về công thức tính áp suất:
Một lọ hoa có khối lượng 500g được đặt trên bàn. Tính áp suất mà lọ hoa tác dụng lên mặt bàn, biết đáy bình hoa là hình tròn có đường kính bằng 5cm.
Thực hiện:
Đổi đơn vị đo: 500 g = 0,5 kg; 5 cm = 0,05 m.
Áp lực sinh ra do trọng lượng của lọ hoa tác dụng lên mặt bàn bằng:
F = P = 10.m = 10.0,5 = 5 (N).
Diện tích đáy của bình hoa chính là diện tích mặt bị ép:
S = p.r2 = p.0,052 » 7,85.10-3 (m2)
Áp suất mà lọ hoa tác dụng lên mặt bàn là:
P = F/S = 5/(7,85.10-3) 637 (Pa)
Đơn vị đo áp suất là gì?
Những đơn vị đo áp suất được sử dụng nhiều nhất hiện nay như: Pa (pascal); atm (atmosphere); torr (torr); psi (pound/ inch vuông).
Một vài cách để tăng giảm áp suất theo yêu cầu như:
+ Tăng hoặc giảm áp lực tác động đến bề mặt nhưng vẫn giữ nguyên diện tích bề mặt nhận lực.
+ Tăng hoặc giảm lực tác động theo phương vuông góc, đồng thời giảm cả điện tích và bề mặt tác động.
+ Tăng giảm diện tích bề mặt nhận lực nhưng giữ nguyên áp lực tác dụng.
Quy đổi các đơn vị đo áp suất
Áp suất ứng dụng trong công nghiệp ra sao?
Trong ngành cơ điện, ngành công nghiệp thì thiết bị đo áp suất là không thể thiếu. Ứng dụng trong ngành công nghiệp sản xuất, nhà máy, xí nghiệp, lọc hóa dầu, chế biến lương thực và chế biến thực phẩm có đồng hồ đo áp suất. Thiết bị đo áp suất hỗ trợ đo giá trị áp suất chất lỏng hoặc chất khí bằng nhiều đơn vị đo khác nhau.
Tùy theo môi trường làm việc mà lắp đặt thiết bị đo áp suất khác nhau, bao gồm: đo áp suất nước, đo áp suất nhiên liệu đốt, đo áp suất khí gas, tính áp suất hóa chất hoặc chất lỏng khác.
Dải đo và tính toán áp suất nằm trong khoảng từ 0 bar đến 1000 bar. Bên cạnh đó, để đáp ứng nhu cầu sử dụng thì áp suất đo cho hệ thống nước hoặc khí nén có dải đo lên đến hơn 1000 bar.
Các máy đo áp suất thường gặp
Đồng hồ đo áp suất là thiết bị đo chuyên sử dụng để đo giá trị áp suất cho hệ thống chất lỏng, chất khí, hơi. Phương pháp đo áp suất đơn giản khi áp lực nước sẽ tác động lên hệ thống chuyển động gắn trong đồng hồ. Thông qua những bánh răng sắp xếp theo dây chuyền thì đồng hồ chỉ tới dải áp suất trên mặt thiết bị đo. Sau đó hiển thị cho chúng ta biết mức áp suất trên màn hình hiển thị hoặc hệ thống.
Thông thường, người ta sử dụng đồng hồ đo áp suất để kiểm soát áp suất tại thời điểm nhất định.
Như chúng ta đã biết áp suất là một đại lượng vật lý có vai trò quan trọng trong cuộc sống của chúng ta. Hầu hết có nhiều lĩnh vực đều có liên quan tới áp suất như: trường học, y tế, máy móc công nghiệp,…Tuy nhiên, không phải ai cũng biết rõ áp suất là gì và công thức tính áp suất ra sao. Do đó, cùng khám phá những nội dung trong bài viết dưới đây để có thêm những hiểu biết chính xác nhất.
Áp suất là một đại lượng vật lý được chúng ta biết đến trong quá trình học tập trên ghế nhà trường. Áp suất là độ lớn của của áp lực bị chèn ép trên một diện tích nhất định. Trong khi đó, áp lực là lực ép có phương vuông góc với bề mặt bị ép. Hiểu một cách đơn giản thì áp suất được sinh ra khi có một lựa tác động theo chiều vuông góc lên bề mặt.
Áp suất là một đại lượng vật lý
Xem thêm: Hiệu suất là gì? Công thức tính hiệu suất
Đơn vị tính áp suất là gì? Để đo áp suất theo hệ đo lường quốc tế đó là đơn vị của lực trên diện tích hay chính là Newton trên mét vuông (N/m2). Ngoài ra, chúng ta có thể thấy trên một số loại thiết bị máy móc sẽ có đơn vị đo áp suất khác nhau và tùy vào từng khu vực. Chẳng hạn như: Châu Mỹ (PSI), Châu Á (Pa) và Châu Âu (Bar).
Trên thị trường hiện nay đã có tất cả những đơn vị đo trên, nhờ vậy mà mẫu máy rất đa dạng cho người dùng lựa chọn.
Công thức tính áp suất
Để tính áp suất, người ta tính theo công thức sau:
P=F/S
Trong đó
P là áp suất (đơn vị: N/m2N/m2, Pa, Bar, PSI, mmHg…)
F là áp lực tác dụng lên mặt bị ép, có đơn vị là N
S là diện tích bị ép, đơn vị của S là m2m2
Pa là đơn vị đo của áp suất, đơn vị Pascal
Để tính được áp suất chuẩn nhất, người sử dụng cũng có thể quy đổi các đơn vị đo áp suất như sau:
1Pa = 1 (N/m2N/m2) = 10 –5 Bar
1 mmHg = 133,322 (N/m2N/m2)
1Pa = 1 (N/m2N/m2) = 760 mmHg
Một số cách để làm tăng và giảm áp suất
Chắc chắn sẽ có nhiều người đặt ra câu hỏi cách tăng và giảm áp suất là gì? Có những cách làm nào? Để biết câu trả lời hãy theo dõi ở nội dung dưới đây.
Cách để làm tăng áp suất
Để làm tăng áp suất, người ta có thể dùng một trong các cách sau đây:
-Tăng áp lực tác động nhưng vẫn giữ nguyên diện tích bề mặt bị ép.
-Tăng lực tác động theo hướng vuông góc và giảm diện tích bề mặt bị ép.
– Tăng diện tích bề mặt bị ép và giữ nguyên áp lực.
Cách tăng giảm áp suất
Xem thêm: Áp suất thẩm thấu là gì? Công thức áp suất thẩm thấu
Cách để làm giảm áp suất
Cũng như việc tăng áp suất thì việc giảm áp suất cũng được tiến hành theo một số cách như:
-Giảm áp lực tác động, đồng thời giữ nguyên diện tích bề mặt bị ép.
-Giảm áp lực và giảm diện tích bề mặt bị ép.
– Giảm diện tích bề mặt bị ép và giữ nguyên áp lực.
Ý nghĩa của áp suất trong cuộc sống
Áp suất có mức độ phổ biến cao, có vai trò vô cùng quan trọng trong nhiều ngành nghề, lĩnh vực khác nhau. Nó có mặt tại những trường học, bệnh viện, máy bay…và cả chính trong cơ thể con người. Đặc biệt, áp suất đóng vai trò không thể thiếu trong các thiết bị máy móc như: máy nén khí cao áp, máy bơm rửa xe,…
Ứng dụng của máy nén khí
Lưu ý: Hầu hết việc tạo áp suất lớn sẽ gây ra các vụ nổ lớn và tác động một lực mạnh lên bề mặt các vật thể xung quanh. Do đó mà rất dễ gây nổ, vỡ hay thủng bình chứa, đổ vỡ các công trình xây dựng làm ảnh hưởng đến môi trường sinh thái cũng như sức khỏe của chính con người.
Như vậy, qua bài viết này người đọc đã biết được áp suất là gì, công thức tính áp suất và công thức tính công suất cũng như ý nghĩa của áp suất trong đời sống. Hy vọng, qua bài viết này sẽ giúp người đọc có được những kiến thức bổ ích nhất.
Tôi là Nguyễn Tiến Thành – Tôi đã có nhiều năm kinh nghiệm review đánh giá các loại thiết bị vệ sinh công nghiệp và các mẹo làm sạch. Hy vọng những chia sẻ của tôi sẽ đem lại cho các bạn những thông tin hữu ích hơn.