Pressão

pressão do fluido

a pressão do fluido é mais frequentemente a tensão de compressão em algum ponto dentro de um fluido. (O termo fluido refere – se a líquidos e gases-para obter mais informações especificamente sobre a pressão do líquido, consulte a seção abaixo.)

a pressão do Fluido ocorre em uma das duas situações:

1. Um abra condição, chamada de “canal aberto de fluxo”, por exemplo, o mar, uma piscina, ou a atmosfera.
2. uma condição fechada, chamada “Conduta fechada”, por exemplo, uma linha de água ou linha de gás.

a pressão em condições abertas geralmente pode ser aproximada como a pressão em condições” estáticas ” ou não móveis (mesmo no oceano onde há ondas e correntes), porque os movimentos criam apenas mudanças insignificantes na pressão. Tais condições estão em conformidade com os princípios da estática fluida. A pressão em qualquer ponto de um fluido não móvel (estático) é chamada de pressão hidrostática.

corpos fechados de fluido são “estáticos”, quando o fluido não está se movendo, ou” dinâmicos”, quando o fluido pode se mover como em um tubo ou comprimindo um espaço de ar em um recipiente fechado. A pressão em condições fechadas está em conformidade com os princípios da dinâmica dos fluidos.

os conceitos de pressão de fluido são predominantemente atribuídos às descobertas de Blaise Pascal e Daniel Bernoulli. A equação de Bernoulli pode ser usada em quase qualquer situação para determinar a pressão em qualquer ponto de um fluido. A equação faz algumas suposições sobre o fluido, como o fluido sendo ideal e incompressível. Um fluido ideal é um fluido no qual não há atrito, é inviscido (viscosidade zero). A equação para todos os pontos de um sistema preenchido com uma constante de densidade de fluido é

p γ + v 2 2 g + z = c o n s t , {\displaystyle {\frac {p}{\gamma }}+{\frac {v^{2}}{2g}}+z=\mathrm {const} ,}

onde:

p, a pressão do fluido, γ {\displaystyle {\gamma }}

= pg, densidade × aceleração da gravidade é a (volume-) peso específico do fluido, v a velocidade do fluido, g, aceleração da gravidade, z, elevação, p γ {\displaystyle {\frac {p}{\gamma }}}

, cabeça de pressão, v 2 2 g {\displaystyle {\frac {v^{2}}{2g}}}

, velocidade cabeça.

ApplicationsEdit

• freios Hidráulicos
• poço Artesiano
• pressão Arterial
• cabeça Hidráulica
• célula Vegetal turgidez
• Pitágoras taça

detonação ou deflagração pressuresEdit

detonação ou deflagração pressões são o resultado da ignição explosivas de gases, vapores, poeiras/suspensões a ar, em uniaxial e espaços confinados.

Negativo pressuresEdit

Enquanto as pressões são, em geral, positivas, há várias situações em que as pressões negativas podem ser encontrados:

• Quando se tratar de parente (medidor) pressões. Por exemplo, uma pressão absoluta de 80 kPa pode ser descrita como uma pressão de calibre de -21 kPa (ou seja, 21 kPa abaixo de uma pressão atmosférica de 101 kPa). Por exemplo, a descompressão abdominal é um procedimento obstétrico durante o qual a pressão negativa do medidor é aplicada intermitentemente ao abdômen de uma mulher grávida.
• pressões absolutas negativas são possíveis. Eles são efetivamente tensionados, e tanto sólidos a granel quanto líquidos a granel podem ser colocados sob pressão absoluta negativa puxando-os. Microscopicamente, as moléculas em sólidos e líquidos têm interações atraentes que dominam a energia cinética térmica, de modo que alguma tensão pode ser sustentada. Termodinamicamente, no entanto, um material a granel sob pressão negativa está em um estado metaestável, e é especialmente frágil no caso dos líquidos onde a pressão negativa do estado é semelhante ao superaquecimento e é facilmente suscetível à cavitação. Em certas situações, a cavitação pode ser evitada e pressões negativas sustentadas indefinidamente, por exemplo, mercúrio líquido foi observado para sustentar até -425 atm em recipientes de vidro limpo. Acredita-se que as pressões líquidas negativas estejam envolvidas na subida da seiva em plantas com mais de 10 m (a cabeça de pressão atmosférica da água).
• o efeito Casimir pode criar uma pequena força atraente devido a interações com a energia do vácuo; esta força às vezes é denominada “pressão do vácuo” (não deve ser confundida com a pressão negativa do medidor de um vácuo).
• Para não-isotrópico tensões em corpos rígidos, dependendo de como a orientação de uma superfície é escolhido, a mesma distribuição de forças pode ter um componente de pressão positiva ao longo de uma superfície normal, com um componente de pressão negativa, agindo ao longo de outra superfície normal.
  • as tensões em um campo eletromagnético são geralmente não isotrópicas, com a pressão normal para um elemento de superfície (a tensão normal) sendo negativa e positiva para elementos de superfície perpendiculares a isso.
• na cosmologia, a energia escura cria uma quantidade muito pequena, mas cosmicamente significativa, de pressão negativa, o que acelera a expansão do universo.

pressão de estagnação

a pressão de estagnação é a pressão que um fluido exerce quando é forçado a parar de se mover. Consequentemente, embora um fluido que se move a uma velocidade mais alta Tenha uma pressão estática mais baixa, ele pode ter uma pressão de estagnação mais alta quando forçado a parar. A pressão estática e a pressão de estagnação estão relacionadas por:

p 0 = 1 2 ρ v 2 + p {\displaystyle p_{0}={\frac {1}{2}}\rho v^{2}+p}

onde

p 0 {\displaystyle p_{0}}

é a pressão de estagnação, ρ {\displaystyle \rho }

é a densidade, v {\displaystyle v}

é a velocidade de fluxo, p {\displaystyle p}

é a pressão estática.

a pressão de um fluido em movimento pode ser medida usando um tubo Pitot, ou uma de suas variações, como uma sonda Kiel ou sonda Cobra, conectada a um manômetro. Dependendo de onde os orifícios de entrada estão localizados na sonda, ele pode medir pressões estáticas ou pressões de estagnação.

pressão superficial e tensão superficial

existe um análogo bidimensional da pressão-a força lateral por unidade de comprimento aplicada em uma linha perpendicular à força.

Superfície de pressão é denotada por π:

π = F l {\displaystyle \pi ={\frac {F}{l}}}

e compartilha muitas propriedades semelhantes com tridimensionais de pressão. As propriedades dos produtos químicos de superfície podem ser investigadas medindo isotermas de pressão / área, como o análogo bidimensional da lei de Boyle, nA = k, em temperatura constante.

a tensão superficial é outro exemplo de pressão superficial, mas com um sinal invertido, porque “tensão” é o oposto de “pressão”.

pressão de um gás idealeditar

em um gás ideal, as moléculas não têm volume e não interagem. De acordo com a lei do gás ideal, a pressão varia linearmente com a temperatura e a quantidade e inversamente com o volume:

p = n R T V , {\displaystyle p={\frac {nRT}{V}},}

onde:

p é a pressão absoluta do gás, n é a quantidade de substância, T é a temperatura absoluta, V é o volume, R é a de um gás ideal constante.

gases reais exibem uma dependência mais complexa das variáveis de Estado.

Vapor pressureEdit

pressão de Vapor é a pressão de um vapor em equilíbrio termodinâmico com suas fases condensadas em um sistema fechado. Todos os líquidos e sólidos têm uma tendência a evaporar em uma forma gasosa, e todos os gases têm uma tendência a condensar de volta à sua forma líquida ou sólida.

o ponto de ebulição da pressão atmosférica de um líquido (também conhecido como ponto de ebulição normal) é a temperatura na qual a pressão de vapor é igual à pressão atmosférica ambiente. Com qualquer aumento incremental nessa temperatura, a pressão de vapor torna-se suficiente para superar a pressão atmosférica e levantar o líquido para formar bolhas de vapor dentro da maior parte da substância. A formação de bolhas mais profunda no líquido requer uma pressão mais alta e, portanto, uma temperatura mais alta, porque a pressão do fluido aumenta acima da pressão atmosférica à medida que a profundidade aumenta.

a pressão de vapor que um único componente em uma mistura contribui para a pressão total no sistema é chamada de pressão de vapor parcial.

pressão Líquidaeditar

quando uma pessoa nada sob a água, a pressão da água é sentida agindo nos tímpanos da pessoa. Quanto mais profunda essa pessoa nada, maior a pressão. A pressão sentida é devido ao peso da água acima da pessoa. À medida que alguém nada mais fundo, há mais água acima da pessoa e, portanto, maior pressão. A pressão que um líquido exerce depende de sua profundidade.

a pressão do líquido também depende da densidade do líquido. Se alguém estivesse submerso em um líquido mais denso que a água, a pressão seria correspondentemente maior. Assim, podemos dizer que a profundidade, densidade e pressão do líquido são diretamente proporcionais. A pressão devido a um líquido em colunas de líquido de densidade constante ou a uma profundidade dentro de uma substância é representada pela seguinte fórmula:

p = ρ g h , {\displaystyle p=\rho gh,}

onde:

p é a pressão do líquido, g é a gravidade na superfície de sobreposição de material, ρ é a densidade do líquido, h é a altura da coluna líquida ou de profundidade dentro de uma substância.

outra maneira de dizer a mesma fórmula é a seguinte:

p = Densidade de peso × profundidade . {\displaystyle p={\text {densidade de peso}} \ times {\text {depth}}.}

derivação desta equação

isso é derivado das definições de pressão e densidade de peso. Considere uma área no fundo de um vaso de líquido. O peso da coluna de líquido diretamente acima desta área produz pressão. A partir da definição de peso, densidade = massa volume {\displaystyle {\text{peso, densidade}}={\frac {\text{peso}}{\text{volume}}}}

podemos expressar esse peso do líquido como

> peso = peso densidade × volume , {\displaystyle {\text{peso}}={\text{peso, densidade}}\times {\text{volume}},}

onde o volume da coluna é simplesmente a área multiplicada pela profundidade. Em seguida, temos

pressão = força área = área de peso = peso densidade × volume de área , {\displaystyle {\text{pressão}}={\frac {\text{vigor}}{\text{área}}}={\frac {\text{peso}}{\text{área}}}={\frac {{\text{peso, densidade}}\times {\text{volume}}}{\text{área}}},}

pressão = peso de densidade do × (área x profundidade) de área . {\displaystyle {\text {pressure}}={\frac {{\text {weight density}} \ times {\text {(area}} \ times {\text {depth)}}} {\text {area}}}.}

com a ” área “no numerador e a” área ” no denominador cancelando um ao outro, ficamos com

pressão = densidade de peso × profundidade . {\displaystyle {\text {pressure}}={\text {weight density}} \ times {\text {depth}}.}

escrito com símbolos, esta é a nossa equação original:

p = ρ g H. {\displaystyle p= \ rho gh.}

a pressão que um líquido exerce contra os lados e o fundo de um recipiente depende da densidade e da profundidade do líquido. Se a pressão atmosférica for negligenciada, a pressão do líquido contra o fundo é duas vezes maior em duas vezes a profundidade; em três vezes a profundidade, a pressão do líquido é três vezes; etc. Ou, se o líquido é duas ou três vezes mais denso, a pressão do líquido é correspondentemente duas ou três vezes maior para qualquer profundidade. Os líquidos são praticamente incompressíveis-ou seja, seu volume dificilmente pode ser alterado por pressão (o volume de água diminui em apenas 50 milionésimos de seu volume original para cada aumento atmosférico de pressão). Assim, exceto por pequenas mudanças produzidas pela temperatura, a densidade de um determinado líquido é praticamente a mesma em todas as profundidades.

a pressão atmosférica que pressiona a superfície de um líquido deve ser levada em consideração ao tentar descobrir a pressão total que atua sobre um líquido. A pressão total de um líquido, então, é pgh mais a pressão da atmosfera. Quando essa distinção é importante, o termo pressão total é usado. Caso contrário, as discussões sobre a pressão do líquido referem-se à pressão sem levar em conta a pressão atmosférica normalmente sempre presente.

a pressão não depende da quantidade de líquido presente. O Volume não é o fator importante-a profundidade é. A pressão média da água que atua contra uma barragem depende da profundidade média da água e não do volume de água retido. Por exemplo, um lago largo, mas raso, com uma profundidade de 3 M (10 pés) exerce apenas metade da pressão média que um pequeno lago de 6 m (20 pés) de profundidade faz. (A força total aplicada à barragem mais longa será maior, devido à maior área total da superfície para que a pressão atue. Mas para uma determinada seção de 5 pés (1,5 m) de largura de cada barragem, a água de 10 pés (3,0 m) de profundidade aplicará um quarto da força de 20 pés (6,1 m) de profundidade). Uma pessoa sentirá a mesma pressão se sua cabeça estiver mergulhada um metro abaixo da superfície da água em uma pequena piscina ou na mesma profundidade no meio de um grande lago. Se quatro vasos contiverem diferentes quantidades de água, mas estiverem todos cheios a profundidades iguais, então um peixe com a cabeça enterrada alguns centímetros sob a superfície será acionado pela pressão da água que é a mesma em qualquer um dos vasos. Se o peixe nadar alguns centímetros mais fundo, a pressão sobre o peixe aumentará com a profundidade e será a mesma, não importa em qual vaso o peixe esteja. Se o peixe nadar até o fundo, a pressão será maior, mas não faz diferença em que vaso está. Todos os vasos são preenchidos a profundidades iguais, de modo que a pressão da água é a mesma no fundo de cada vaso, independentemente de sua forma ou volume. Se a pressão da água no fundo de um vaso fosse maior do que a pressão da água no fundo de um vaso vizinho, a pressão maior forçaria a água para os lados e, em seguida, aumentaria o vaso mais estreito para um nível mais alto até que as pressões no fundo fossem equalizadas. A pressão é dependente da profundidade, não dependente do volume, então há uma razão pela qual a água busca seu próprio nível.

reafirmando isso como equação de energia, a energia por unidade de volume em um líquido ideal e incompressível é constante em todo o seu vaso. Na superfície, a energia potencial gravitacional é grande, mas a energia da pressão líquida é baixa. No fundo do vaso, toda a energia potencial gravitacional é convertida em energia de pressão. A soma da energia de pressão e da energia potencial gravitacional por unidade de volume é constante ao longo do volume do fluido e os dois componentes de energia mudam linearmente com a profundidade. Matematicamente, é descrito pela equação de Bernoulli, onde a cabeça de velocidade é zero e as comparações por unidade de volume no vaso são

P γ + z = C O N S T. {\displaystyle {\frac {p}{\gamma}} + z = \ mathrm {const} .}

os Termos têm o mesmo significado que na seção pressão do fluido.

direção da pressão líquidaeditar

um fato determinado experimentalmente sobre a pressão do líquido é que ele é exercido igualmente em todas as direções. Se alguém estiver submerso na água, não importa de que maneira essa pessoa incline a cabeça, a pessoa sentirá a mesma quantidade de pressão da água em seus ouvidos. Como um líquido pode fluir, essa pressão não é apenas para baixo. A pressão é vista agindo lateralmente quando a água jorra lateralmente de um vazamento no lado de uma lata vertical. A pressão também atua para cima, como demonstrado quando alguém tenta empurrar uma bola de praia sob a superfície da água. O fundo de um barco é empurrado para cima pela pressão da água (flutuabilidade).

quando um líquido pressiona contra uma superfície, há uma força líquida perpendicular à superfície. Embora a pressão não tenha uma direção específica, a força tem. Um bloco triangular submerso tem água forçada contra cada ponto de muitas direções, mas os Componentes da força que não são perpendiculares à superfície se cancelam, deixando apenas um ponto perpendicular líquido. É por isso que a água jorrando de um buraco em um balde sai inicialmente do balde em uma direção perpendicular à superfície do balde em que o buraco está localizado. Em seguida, ele se curva para baixo devido à gravidade. Se houver três orifícios em um balde (superior, inferior e médio), os vetores de força perpendiculares à superfície interna do recipiente aumentarão com o aumento da profundidade – ou seja, uma pressão maior na parte inferior faz com que o orifício inferior dispare água o mais distante. A força exercida por um fluido em uma superfície lisa está sempre em ângulo reto com a superfície. A velocidade do líquido para fora do buraco é de 2 g h {\displaystyle \scriptstyle {\sqrt {2gh}}}

, onde h é a profundidade abaixo da superfície livre. Esta é a mesma velocidade que a água (ou qualquer outra coisa) teria se cair livremente na mesma distância vertical h.

Cinemática pressureEdit

P = p / ρ 0 {\displaystyle P=p/\rho _{0}}

é a cinemática de pressão, onde p {\displaystyle p}

é a pressão e ρ 0 {\displaystyle \rho _{0}}

constante de densidade de massa. A unidade SI de P é m2 / s2. Cinemática de pressão é usado da mesma forma como viscosidade cinemática ν {\displaystyle \nu }

para calcular as equações de Navier–Stokes, equação de sem, explicitamente, mostrando a densidade ρ 0 {\displaystyle \rho _{0}}

. Equação de Navier-Stokes com quantidades cinemáticas u u t t + (u)) u = − P P + ν 2 2 U. {\displaystyle {\frac {\partial u}{\partial t}}+(u\nabla )u=-\nabla P+\nu \nabla ^{2}u.}