Áp suất là một trong những đại lượng vật lý gắn liền với cuộc sống con người từ trước đến nay. Đây cũng là kiến thức quan trọng từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường. Vậy bạn đã biết công thức tính áp suất chính xác nhất 2023 là gì chưa? Cùng tìm hiểu ngay để biết cách ứng dụng vào thực tiễn nhé.
Khái niệm và đơn vị của áp suất
Áp suất trong vật lý được gọi tắt là P là một đại lượng vật lý hay lực 1 đơn vị diện tích tác dụng theo chiều vuông góc với bề mặt của vật thể. Trong hệ thống đo lường quốc tế thì đơn vị áp suất được tính bằng Newton trên m2 và được gọi là Pa.
Theo tính toán thì 1Pa xấp xỉ với 1 đồng đô la tác dụng lên mặt bàn và 1 kPa = 1000 Pa.
Những công thức tính áp suất theo từng môi trường
Với từng môi trường khác nhau như rắn, lỏng, khí sẽ có công thức tính áp suất khác nhau. Cụ thể như:
Công thức tính áp suất với môi trường chất rắn
Môi trường chất rắn có công thức áp suất dựa vào lực tác dụng lên 1 đơn vị diện tích xác định và được ứng dụng trong các môi trường y tế, xây dựng và trong thực phẩm.
Công thức tính áp suất là:
P = F / S
Trong đó:
- P: áp suất chất rắn, tính theo N/m2, Pa, Bar, mmHg, Psi.
- F: là áp lực tác động lên bề mặt diện tích theo phương vuông góc đơn vị N.
- S: là diện tích F tác động trực tiếp vào ( đơn vị m2).
Tính áp suất chất lỏng, chất khí
Áp suất chất lỏng và chất khí sẽ có công thức tính toán giống nhau hoàn toàn vì lực đẩy tác động của lưu chất bên trong đường ống là giống nhau. Khi lực đẩy càng nhanh thì áp suất càng mạnh và ngược lại lực đẩy càng yếu thì áp suất càng yếu hơn.
Công thức tính áp suất chất lỏng và khí:
P = D.H
Trong đó
- P: áp suất chất lỏng, khí (Đơn vị Pa hoặc bar)
- D: trọng lượng riêng của môi trường tính áp suất (đơn vị N/m2).
- H: chiều cao của chất lỏng, khí (mét)
Tính áp suất thủy tính chính xác nhất
Áp suất tĩnh (Hydrotatic Pressure) là dạng môi trường chất lỏng ở mức cân bằng, ổn định không có bất cứ dao động nào.
Công thức tính áp suất thủy tĩnh:
P = Po + pgh
Cụ thể:
- P: khối lượng riêng của chất lỏng, đơn vị kg/m3
- Po: áp suất của không khí trong khí quyển
- g: gia tốc trọng trường
- h: chiều cao tính từ mặt nước xuống đáy.
Tính áp suất thẩm thấu
Áp suất thẩm thấu được hiểu là dạng lực đẩy trong hiện tượng thẩm thấu. Áp suất này có tỷ lệ thuận với nồng độ cũng như nhiệt độ của dung dịch khi vận hành.
Công thức tính áp suất thẩm thấu:
P = R*T*C
Trong đó:
P: áp suất thẩm thấu có đơn vị là atm.
R: là hằng số 0,082
T: nhiệt độ T = 273 + t oC
C: lượng nồng độ dung dịch phân li theo tỷ lệ đơn vị gam/lít.
Công thức tính áp suất riêng từng phần
Áp suất riêng từng phần của môi trường chất lỏng, khí nào đó mà trong đó có một hỗn hợp không khí chiếm toàn bộ diện tích hộp.
Công thức tính áp suất riêng từng phần như sau:
pi = xi.p
Trong đó:
- pi: áp suất riêng phần
- xi: mol xi của i trong hỗn hợp khí
- p: áp suất toàn phần không khí trong diện tích cụ thể
Tính áp suất tuyệt đối với vật thể
Áp suất tuyệt đối được tính bằng tổng của áp suất tương đối và áp suất khí quyển vì áp suất này được tạo ra bởi khí quyển, cột chất lỏng tác dụng lên một điểm trong lòng chất lỏng.
Công thức tính áp suất tuyệt đối với vật thể:
P = pa+pd
Trong đó:
- P: áp suất tuyệt đối
- pa: áp suất trung bình
- pd: áp suất không khí khí quyển
Tính áp suất dư
Áp suất dư còn được gọi là áp suất tương đối bởi là áp suất được tính tại 1 thời điểm mà chất lỏng, khí lấy mốc là áp suất không khí trong khí quyển xung quanh.
Công thức tính áp suất dự
Pd = P – Pa
Trong đó:
- Pd: áp suất tương đối
- P: áp suất cao nhất
- Pa: áp suất không khí khí quyển
Công thức tính áp suất nước bên trong đường ống hệ thống
Đối với ống nước hình tròn thì cần tính toán theo những công thức sau:
Tính tiết diện ngang ống = bình phương bán kính x 3,14; đơn vị tính là m2.
Tính vận tốc dòng chảy bên trong hệ thống bằng căn bậc 2 của 2gh; Với g=9,81; h: chiều cao cột nước, đơn vị tính là m
+ Lưu lượng dòng chảy qua ống = tiết diện chiều ngang ống x vận dòng chảy đi qua ống
+ Công thức tính lưu lượng nước chảy của hệ thống như sau: qtt = qvc + α . qdđ (l/s)
Trong đó: α: hệ số lưu lượng dòng chảy dọc đường, lấy là α = 0.5.
- qdđ: lưu lượng dòng chảy bên trong dọc đường của đoạn ống đang xét (đơn vị tính l/s).
Tính áp suất hơi
Trong hóa học thì áp suất hơi là áp suất tác động trực tiếp lên vách bình kín khi chất lỏng ở trạng thái hơi, khí. Cụ thể bạn có thể để chai nước ngoài trời nóng và sau đó mở nắp chai và nghe thấy âm thanh của hơi xì ra. Âm thanh này là do áp suất hơi hình thành nên và có công thức tính là: ln(P1/P2) = (ΔHvap/R)((1/T2) – (1/T1))
Cụ thể ΔHvap: Entanpy bay hơi dung dịch.
- R: Hằng số chất khí lý tưởng 8,314 J/(K × Mol).
- T1: Nhiệt độ áp suất hơi.
- T2: Nhiệt độ áp suất hơi cần tính (nhiệt độ cuối cùng).
- P1 và P2: Áp suất hơi tại nhiệt độ T1 và T2.
Cách để tăng giảm áp suất phù hợp với môi trường làm việc
Dựa vào công thức tính áp suất phù hợp với từng môi trường làm việc sẽ có các cách để tăng giảm áp suất nhằm phù hợp với điều kiện làm việc. Cùng theo dõi nội dung bài viết sau để đáp ứng yêu cầu vận hành.
Tăng áp suất bằng cách nào?
Để làm tăng áp suất người ra sẽ tăng lực tác động nhưng giữ nguyên diện tích bề mặt bị ép.
Tăng lực tác động theo hướng vuông góc và làm giảm diện tích bề mặt bị ép.
Tăng diện tích bề mặt bị ép và giữ nguyên áp lực hệ thống.
Phương pháp làm giảm áp suất hiệu quả
Cũng như cách tăng áp suất thì giảm áp suất cũng cần được tính toán và dựa vào một số cách làm sau:
Giảm lực tác động, đồng thời giữ nguyên diện tích về mặt bị ép.
Giảm áp lực tác động vào hệ thống và giảm diện tích bề mặt bị ép xuống
Giảm diện tích bề mặt bị tác động và giữ nguyên lực tác động vào hệ thống.
Áp suất có ý nghĩa như thế nào với cuộc sống con người
Áp suất có mức độ phổ biến cao trong cuộc sống con người và có vai trò quan trọng với nhiều ngành nghề, lĩnh vực khác nhau. Vì thế áp suất có mặt ở nhiều vị trí như trường học, bệnh viện và máy bay trong cả cơ thể con người nữa. Áp suất đóng vai trong trong các hệ thống khí nén, bơm nước, rửa xe và nhiều môi trường làm việc khác nữa.
Lưu ý rằng việc tạo ra môi trường áp suất lớn sẽ hình thành nên các vụ nổ nghiêm trọng với vật thể xung quanh. Chính vì thế mà áp suất dễ bị nổ, vỡ, ảnh hưởng đến môi trường và con người xung quanh.
Như vậy qua bài viết này đã giúp người đọc biết được áp suất là gì cũng như công thức tính áp suất chính xác nhất. Hy vọng sẽ giúp mọi người có được kiến thức về áp suất cũng như có thể vận hành vào thực tiễn hàng ngày sản xuất, vận hành.
Xem thêm: Vật liệu cơ khí là gì?
