वायु, भाप, तरल या ठोस के दबाव का सूत्र। दबाव (सूत्र) कैसे खोजें?

2024 लेखक: Angel Austin | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-02 17:47

दबाव एक भौतिक मात्रा है जो प्रकृति और मानव जीवन में एक विशेष भूमिका निभाती है। यह घटना, जो आंखों के लिए अगोचर है, न केवल पर्यावरण की स्थिति को प्रभावित करती है, बल्कि सभी द्वारा बहुत अच्छी तरह से महसूस की जाती है। आइए जानें कि यह क्या है, इसके किस प्रकार का अस्तित्व है और विभिन्न वातावरणों में दबाव (सूत्र) कैसे ज्ञात करें।

भौतिकी और रसायन शास्त्र में दबाव क्या कहलाता है

यह शब्द एक महत्वपूर्ण थर्मोडायनामिक मात्रा को संदर्भित करता है, जिसे सतह क्षेत्र पर लंबवत रूप से लगाए गए दबाव बल के अनुपात के रूप में व्यक्त किया जाता है जिस पर यह कार्य करता है। यह घटना उस प्रणाली के आकार पर निर्भर नहीं करती है जिसमें यह संचालित होता है, इसलिए यह गहन मात्रा को संदर्भित करता है।

संतुलन की स्थिति में, पास्कल के नियम के अनुसार, सिस्टम के सभी बिंदुओं के लिए दबाव समान होता है।

भौतिकी और रसायन विज्ञान में, इसे "P" अक्षर से दर्शाया जाता है, जो शब्द के लैटिन नाम - pressūra का संक्षिप्त नाम है।

अगर हम एक तरल के आसमाटिक दबाव (दबाव के बीच संतुलन) के बारे में बात कर रहे हैंपिंजरे के अंदर और बाहर), "P" अक्षर का प्रयोग किया जाता है।

दबाव इकाइयाँ

अंतर्राष्ट्रीय एसआई प्रणाली के मानकों के अनुसार, माना गया भौतिक घटना पास्कल (सिरिलिक - पा, लैटिन - रा) में मापा जाता है।

दबाव सूत्र के आधार पर, यह पता चलता है कि एक पा एक वर्ग मीटर (क्षेत्र की एक इकाई) से विभाजित एक एन (न्यूटन - बल की एक इकाई) के बराबर है।

हालांकि, व्यवहार में पास्कल लगाना काफी कठिन है, क्योंकि यह इकाई बहुत छोटी है। इस संबंध में, SI मानकों के अतिरिक्त, इस मान को भिन्न तरीके से मापा जा सकता है।

नीचे इसके सबसे प्रसिद्ध एनालॉग हैं। उनमें से अधिकतर पूर्व सोवियत संघ में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

• बार्स। एक बार 105 पा के बराबर है।
• टॉर्स, या पारा का मिलीमीटर। लगभग एक Torr 133.3223684 Pa से मेल खाती है।
• पानी के स्तंभ के मिलीमीटर।
• पानी के स्तंभ के मीटर।
• तकनीकी माहौल।
• भौतिक वातावरण। एक एटीएम 101,325 पा और 1.033233 बजे के बराबर है।
• किलोग्राम-बल प्रति वर्ग सेंटीमीटर। टन-बल और ग्राम-बल भी हैं। इसके अलावा, प्रति वर्ग इंच पाउंड-बल का एक एनालॉग होता है।

दबाव के लिए सामान्य सूत्र (7वीं कक्षा भौतिकी)

किसी दिए गए भौतिक राशि की परिभाषा से, आप इसे खोजने की विधि निर्धारित कर सकते हैं। यह नीचे दी गई तस्वीर की तरह दिखता है।

इसमें F बल है और S क्षेत्रफल है। दूसरे शब्दों में, दाब ज्ञात करने का सूत्र उसका बल है जो उस पृष्ठीय क्षेत्रफल से विभाजित होता है जिस पर यहप्रभावित करता है।

इसे इस तरह भी लिखा जा सकता है: P=mg / S या P=pVg / S। इस प्रकार, यह भौतिक मात्रा अन्य थर्मोडायनामिक चर से संबंधित है: आयतन और द्रव्यमान।

दबाव के लिए, निम्नलिखित सिद्धांत लागू होता है: बल द्वारा प्रभावित स्थान जितना छोटा होगा, दबाव बल की मात्रा उतनी ही अधिक होगी। यदि, तथापि, क्षेत्रफल (उसी बल के साथ) बढ़ता है, तो वांछित मान घट जाता है।

हाइड्रोस्टेटिक दबाव सूत्र

पदार्थों की विभिन्न समुच्चय अवस्थाएं, उनके गुणों की उपस्थिति प्रदान करती हैं जो एक दूसरे से भिन्न होती हैं। इसके आधार पर उनमें P ज्ञात करने की विधियाँ भी भिन्न होंगी।

उदाहरण के लिए, पानी के दबाव (हाइड्रोस्टैटिक) का सूत्र इस तरह दिखता है: P=pgh। यह गैसों पर भी लागू होता है। हालांकि, इसका उपयोग ऊंचाई और वायु घनत्व में अंतर के कारण वायुमंडलीय दबाव की गणना के लिए नहीं किया जा सकता है।

इस सूत्र में, p घनत्व है, g गुरुत्वाकर्षण त्वरण है, और h ऊँचाई है। इसके आधार पर, कोई वस्तु या वस्तु जितनी गहराई में डूबती है, द्रव (गैस) के अंदर उस पर उतना ही अधिक दबाव डाला जाता है।

विचाराधीन संस्करण शास्त्रीय उदाहरण पी=एफ / एस का एक अनुकूलन है।

अगर हमें याद है कि बल फ्री फॉल वेलोसिटी (F=mg) द्वारा द्रव्यमान के व्युत्पन्न के बराबर है, और तरल का द्रव्यमान घनत्व (m=pV) द्वारा वॉल्यूम का व्युत्पन्न है।, तो दबाव सूत्र को P=pVg / S के रूप में लिखा जा सकता है। इस मामले में, आयतन क्षेत्र को ऊंचाई (V=Sh) से गुणा किया जाता है।

यदि आप इस डेटा को सम्मिलित करते हैं, तो पता चलता है कि अंश में क्षेत्र औरहर को कम किया जा सकता है और आउटपुट - उपरोक्त सूत्र: P=pgh.

द्रवों में दबाव को ध्यान में रखते हुए, यह याद रखने योग्य है कि, ठोस के विपरीत, सतह परत अक्सर उनमें विकृत हो सकती है। और यह, बदले में, अतिरिक्त दबाव के निर्माण में योगदान देता है।

ऐसी स्थितियों के लिए, थोड़ा अलग दबाव सूत्र का उपयोग किया जाता है: P=P₀ + 2QH। इस मामले में P₀ गैर-घुमावदार परत का दबाव है, और Q तरल तनाव सतह है। एच सतह की औसत वक्रता है, जो लैपलेस के नियम द्वारा निर्धारित की जाती है: एच=½ (1/आर₁+ 1/आर₂). घटक R₁ और R_{2 मुख्य वक्रता की त्रिज्या हैं।}

आंशिक दबाव और उसका सूत्र

हालांकि पी=पीजी विधि तरल और गैस दोनों के लिए लागू होती है, लेकिन बाद में दबाव की गणना थोड़ा अलग तरीके से करना बेहतर होता है।

तथ्य यह है कि प्रकृति में, एक नियम के रूप में, बिल्कुल शुद्ध पदार्थ बहुत आम नहीं हैं, क्योंकि इसमें मिश्रण प्रमुख हैं। और यह न केवल तरल पदार्थों पर लागू होता है, बल्कि गैसों पर भी लागू होता है। और जैसा कि आप जानते हैं, इनमें से प्रत्येक घटक एक अलग दबाव डालता है, जिसे आंशिक दबाव कहा जाता है।

पहचानना बहुत आसान है। यह विचाराधीन मिश्रण (आदर्श गैस) के प्रत्येक घटक के दबाव के योग के बराबर है।

इससे यह पता चलता है कि आंशिक दबाव सूत्र इस तरह दिखता है: P=P₁+ P₂+ P3_{… और इसी तरह, घटकों की संख्या के अनुसार।}

अक्सर ऐसे समय होते हैं जब हवा के दबाव को निर्धारित करना आवश्यक होता है।हालाँकि, कुछ लोग गलती से P=pgh योजना के अनुसार केवल ऑक्सीजन के साथ गणना करते हैं। लेकिन हवा विभिन्न गैसों का मिश्रण है। इसमें नाइट्रोजन, आर्गन, ऑक्सीजन और अन्य पदार्थ होते हैं। वर्तमान स्थिति के आधार पर वायुदाब सूत्र इसके सभी घटकों के दबावों का योग होता है। तो, आपको उपरोक्त P=P₁+ P₂+ P_{3… लेना चाहिए}

सबसे आम दबाव नापने का यंत्र

इस तथ्य के बावजूद कि उपरोक्त सूत्रों का उपयोग करके विचाराधीन थर्मोडायनामिक मात्रा की गणना करना मुश्किल नहीं है, कभी-कभी गणना करने के लिए बस समय नहीं होता है। आखिरकार, आपको हमेशा कई बारीकियों को ध्यान में रखना चाहिए। इसलिए, सुविधा के लिए, सदियों से लोगों के बजाय ऐसा करने के लिए कई उपकरण विकसित किए गए हैं।

वास्तव में, इस तरह के लगभग सभी उपकरण एक मैनोमीटर की किस्में हैं (गैसों और तरल पदार्थों में दबाव को निर्धारित करने में मदद करता है)। हालांकि, वे डिजाइन, सटीकता और दायरे में भिन्न हैं।

• वायुमंडलीय दबाव को बैरोमीटर नामक दबाव गेज का उपयोग करके मापा जाता है। यदि वैक्यूम को निर्धारित करना आवश्यक है (अर्थात, दबाव वायुमंडलीय दबाव से नीचे है), तो इसका एक अन्य संस्करण, एक वैक्यूम गेज का उपयोग किया जाता है।
• किसी व्यक्ति के रक्तचाप का पता लगाने के लिए रक्तदाबमापी का उपयोग किया जाता है। अधिकांश के लिए, इसे गैर-इनवेसिव टोनोमीटर के रूप में जाना जाता है। ऐसे उपकरणों की कई किस्में हैं: पारा मैकेनिकल से लेकर पूरी तरह से स्वचालित डिजिटल तक। उनकी सटीकता उस सामग्री पर निर्भर करती है जिससे उन्हें बनाया जाता है और जहां उन्हें मापा जाता है।
• पर्यावरण में दबाव गिरता है (के अनुसारअंग्रेजी - प्रेशर ड्रॉप) को डिफरेंशियल प्रेशर गेज या डिफनामोमीटर (डायनेमोमीटर के साथ भ्रमित नहीं होने के लिए) का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है।

दबाव के प्रकार

दबाव, इसे खोजने का सूत्र और विभिन्न पदार्थों के लिए इसकी विविधताओं को ध्यान में रखते हुए, इस मात्रा की किस्मों के बारे में जानने लायक है। उनमें से पाँच हैं।

• निरपेक्ष।
• बैरोमेट्रिक
• अतिरिक्त।
• वैक्यूमेट्रिक।
• डिफरेंशियल।

पूर्ण

यह उस कुल दबाव का नाम है जिसके तहत कोई पदार्थ या वस्तु वायुमंडल के अन्य गैसीय घटकों के प्रभाव को ध्यान में रखे बिना स्थित है।

इसे पास्कल में मापा जाता है और यह अतिरिक्त और वायुमंडलीय दबाव का योग है। यह बैरोमेट्रिक और वैक्यूम प्रकारों के बीच का अंतर भी है।

इसकी गणना सूत्र P=P₂ + P₃ या P=P_{2 द्वारा की जाती है- आर}4_.

पृथ्वी ग्रह की स्थितियों में निरपेक्ष दबाव के संदर्भ बिंदु के लिए, कंटेनर के अंदर का दबाव जिससे हवा निकाली जाती है (अर्थात शास्त्रीय निर्वात) लिया जाता है।

अधिकांश थर्मोडायनामिक सूत्रों में केवल इस प्रकार के दबाव का उपयोग किया जाता है।

बैरोमेट्रिक

यह शब्द पृथ्वी की सतह सहित उसमें पाई जाने वाली सभी वस्तुओं और वस्तुओं पर वायुमंडल के दबाव (गुरुत्वाकर्षण) को दर्शाता है। इसे अधिकतर वायुमंडलीय के रूप में भी जाना जाता है।

इसे थर्मोडायनामिक पैरामीटर के रूप में वर्गीकृत किया गया है, और इसका मूल्य माप के स्थान और समय के साथ-साथ मौसम की स्थिति और समुद्र तल से ऊपर / नीचे होने के आधार पर भिन्न होता है।

बैरोमीटर का दबाव मानसामान्य के साथ एकता के क्षेत्र पर वायुमंडल के बल के मापांक के बराबर।

स्थिर वातावरण में, इस भौतिक घटना का परिमाण एक आधार पर हवा के एक स्तंभ के वजन के बराबर होता है जिसका क्षेत्रफल एक के बराबर होता है।

सामान्य बैरोमीटर का दबाव - 101 325 पा (0 डिग्री सेल्सियस पर 760 मिमी एचजी)। इसके अलावा, वस्तु पृथ्वी की सतह से जितनी ऊंची होती है, उस पर हवा का दबाव उतना ही कम होता है। हर 8 किमी में यह 100 Pa कम हो जाता है।

पहाड़ों में इस संपत्ति के लिए धन्यवाद, केतली में पानी चूल्हे पर घर की तुलना में बहुत तेजी से उबलता है। तथ्य यह है कि दबाव क्वथनांक को प्रभावित करता है: इसकी कमी के साथ, बाद वाला कम हो जाता है। और इसके विपरीत। प्रेशर कुकर और आटोक्लेव जैसे रसोई उपकरणों का काम इस संपत्ति पर बनाया गया है। उनके अंदर दबाव में वृद्धि, स्टोव पर सामान्य पैन की तुलना में व्यंजनों में उच्च तापमान के गठन में योगदान करती है।

वायुमंडलीय दबाव की गणना के लिए बैरोमेट्रिक ऊंचाई सूत्र का उपयोग किया जाता है। यह नीचे दी गई तस्वीर की तरह दिखता है।

P ऊंचाई पर वांछित मान है, P_{0 सतह के पास वायु घनत्व है, g मुक्त गिरावट त्वरण है, h पृथ्वी से ऊंचाई है, m है गैस का दाढ़ द्रव्यमान, t प्रणाली का तापमान है, r 8.3144598 J⁄(mol x K) का सार्वत्रिक गैस स्थिरांक है और e 2.71828 के बराबर यूक्लेयर संख्या है।}

अक्सर उपरोक्त वायुमंडलीय दाब सूत्र में R के स्थान पर K का प्रयोग किया जाता हैबोल्ट्जमान स्थिरांक है। सार्वत्रिक गैस नियतांक को अक्सर उसके उत्पाद के रूप में अवोगाद्रो संख्या द्वारा व्यक्त किया जाता है। जब मोल में कणों की संख्या दी जाती है तो यह गणना के लिए अधिक सुविधाजनक होता है।

गणना करते समय, आपको हमेशा मौसम की स्थिति में बदलाव या समुद्र तल से ऊपर चढ़ने के साथ-साथ भौगोलिक अक्षांश के कारण हवा के तापमान में बदलाव की संभावना को ध्यान में रखना चाहिए।

गेज और वैक्यूम गेज

वायुमंडलीय दबाव और मापा परिवेशी दबाव के बीच के अंतर को अधिक दबाव कहा जाता है। परिणाम के आधार पर, मान का नाम बदल जाता है।

अगर यह सकारात्मक है, तो इसे गेज दबाव कहा जाता है।

यदि प्राप्त परिणाम ऋण चिह्न के साथ हो तो उसे निर्वात कहते हैं। यह याद रखने योग्य है कि यह बैरोमीटर से अधिक नहीं हो सकता।

डिफरेंशियल

यह मान विभिन्न माप बिंदुओं पर दबाव अंतर है। एक नियम के रूप में, इसका उपयोग किसी भी उपकरण पर दबाव ड्रॉप को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। यह तेल उद्योग में विशेष रूप से सच है।

यह पता लगाने के बाद कि किस प्रकार की थर्मोडायनामिक मात्रा को दबाव कहा जाता है और यह किन सूत्रों से मिलता है, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि यह घटना बहुत महत्वपूर्ण है, और इसलिए इसके बारे में ज्ञान कभी भी अतिश्योक्तिपूर्ण नहीं होगा।