Басым – табиятта жана адамдын жашоосунда өзгөчө роль ойногон физикалык чоңдук. Көзгө сезилбеген бул көрүнүш айлана-чөйрөнүн абалына гана таасирин тийгизбестен, бардыгына абдан жакшы сезилет. Келгиле, анын эмне экенин, анын кандай түрлөрү бар экенин жана ар кандай чөйрөлөрдөгү басымды (формула) кантип табууга болорун карап көрөлү.
Физикада жана химияда басым эмне деп аталат
Бул термин маанилүү термодинамикалык чоңдукту билдирет, ал перпендикулярдык басым күчүнүн ал аракеттенген беттик аянтка катышы катары туюнтулган. Бул көрүнүш ал иштеп жаткан системанын көлөмүнөн көз каранды эмес, ошондуктан интенсивдүү чоңдуктарга тиешелүү.
Тең салмактуулук абалында Паскаль мыйзамына ылайык басым системанын бардык чекиттери үчүн бирдей болот.
Физикада жана химияда бул "P" тамгасы менен белгиленет, ал терминдин латынча аталышынын аббревиатурасы - pressūra.
Эгер биз суюктуктун осмостук басымы жөнүндө сөз кыла турган болсок (басымдын ортосундагы тең салмактуулук)капастын ичинде жана сыртында) "P" тамгасы колдонулат.
Басым бирдиктери
Эл аралык SI системасынын стандарттарына ылайык, каралып жаткан физикалык кубулуш паскаль менен өлчөнөт (кириллица – Па, латын – Ра).
Басым формуласынын негизинде, бир Па бир квадрат метрге (аянттын бирдигине) бөлүнгөн N (ньютон - күч бирдиги) барабар экени аныкталды.
Бирок иш жүзүндө паскалды колдонуу бир топ кыйын, анткени бул бирдик өтө кичинекей. Буга байланыштуу, SI стандарттарынан тышкары, бул маанини башка жол менен өлчөөгө болот.
Төмөндө анын эң белгилүү аналогдору. Алардын көбү мурдагы СССРде кеңири колдонулат.
- Барлар. Бир тилке 105 Па барабар.
- Торр же сымаптын миллиметри. Болжол менен бир Торр 133,3223684 Пага туура келет.
- Суу тилкесинин миллиметри.
- Суу тилкесинин метри.
- Техникалык атмосфера.
- Физикалык атмосфера. Бир атм 101 325 Па жана 1,033233 га барабар.
- Килограмм-күч чарчы сантиметрге. Ошондой эле тон-күч жана грамм-күч бар. Мындан тышкары, бир чарчы дюйм үчүн аналогдук фунт-күч бар.
Басымдын жалпы формуласы (7-класс физикасы)
Берилген физикалык чоңдуктун аныктамасынан аны табуу ыкмасын аныктоого болот. Төмөнкү сүрөткө окшош.
Мында F – күч, S – аймак. Башка сөз менен айтканда, басымды табуу формуласы анын күчүнүн бетинин аянтына бөлүнгөн күчү болуп саналаттаасир этет.
Муну минтип да жазса болот: P=mg / S же P=pVg / S. Ошентип, бул физикалык чоңдук башка термодинамикалык өзгөрмөлөргө байланыштуу: көлөм жана масса.
Басым үчүн төмөнкү принцип колдонулат: күч таасир эткен мейкиндик канчалык кичирээк болсо, анын басуу күчү ошончолук көп болот. Эгер аянт көбөйсө (ошол эле күч менен), каалаган маани азаят.
Гидростатикалык басым формуласы
Заттардын ар кандай агрегаттык абалы, алардын бири-биринен айырмаланган касиеттеринин болушун камсыз кылат. Мунун негизинде алардагы P аныктоо ыкмалары да ар кандай болот.
Мисалы, суунун басымынын формуласы (гидростатикалык) мындай болот: P=pgh. Бул газдарга да тиешелүү. Бирок бийиктиктердин жана абанын тыгыздыгынын айырмасынан улам, аны атмосфералык басымды эсептөө үчүн колдонуу мүмкүн эмес.
Бул формулада p – тыгыздык, g – тартылуу ылдамдануусу, h – бийиктик. Мунун негизинде объект же объект канчалык тереңирээк чөгүп кетсе, суюктуктун (газдын) ичинде ага болгон басым ошончолук жогору болот.
Каралып жаткан вариант классикалык P=F / S мисалынын адаптациясы.
Эгерде күчтүн эркин түшүү ылдамдыгы боюнча массанын туундусуна (F=mg) барабар экенин, ал эми суюктуктун массасы тыгыздык боюнча көлөмдүн туундусу экенин эстесек (m=pV), анда басымдын формуласын P=pVg / S деп жазса болот. Бул учурда көлөм бийиктикке (V=Sh) көбөйтүлгөн аянт болуп саналат.
Эгер сиз бул маалыматты киргизсеңиз, ал сандагы аймак жанабөлүүчү азайтылышы мүмкүн жана чыгаруу - жогорудагы формула: P=pgh.
Суюктуктардагы басымды эске алуу менен, катуу заттардан айырмаланып, аларда беттик катмар көбүнчө бурмаланышы мүмкүн экенин эстен чыгарбоо керек. Ал эми бул, өз кезегинде, кошумча басымдын пайда болушуна өбөлгө түзөт.
Мындай жагдайлар үчүн бир аз башкача басым формуласы колдонулат: P=P0 + 2QH. Бул учурда P0 ийри эмес катмардын басымы, ал эми Q - суюктуктун тартылуу бети. H - Лаплас мыйзамы менен аныкталуучу беттин орточо ийрилиги: H=½ (1/R1+ 1/R2). R1 жана R2 компоненттери негизги ийриликтин радиустары.
Жарым-жартылай басым жана анын формуласы
P=pgh ыкмасы суюктуктарга да, газдарга да тиешелүү болсо да, акыркыдагы басымды бир аз башкачараак эсептөө жакшы.
Чындыгында жаратылышта, эреже катары, абсолюттук таза заттар көп кездешпейт, анткени анда аралашмалар басымдуулук кылат. Жана бул суюктуктарга гана эмес, газдарга да тиешелүү. Белгилүү болгондой, бул компоненттердин ар бири жарым-жартылай басым деп аталган башка басымды көрсөтөт.
Бул абдан оңой. Ал каралып жаткан аралашманын ар бир компонентинин басымынын суммасына барабар (идеалдуу газ).
Мындан, жарым-жартылай басымдын формуласы төмөнкүдөй болот: P=P1+ P2+ P3… жана башкалар, компоненттердин санына жараша.
Аба басымын аныктоо зарыл болгон учурлар көп болот. Бирок кээ бирлери жаңылып P=pgh схемасы боюнча кычкылтек менен гана эсептөөлөрдү жүргүзүшөт. Бирок аба ар кандай газдардын аралашмасы. Анын курамында азот, аргон, кычкылтек жана башка заттар бар. Учурдагы кырдаалдын негизинде аба басымынын формуласы анын бардык компоненттеринин басымынын суммасы болуп саналат. Демек, сиз жогорудагы P1+ P2+ P3…
Эң кеңири таралган манометрлер
Жогорудагы формулалар аркылуу каралып жаткан термодинамикалык чоңдукту эсептөө кыйын эмес экендигине карабастан, кээде эсептөөнү жүргүзүүгө убакыт жок болот. Анткени, сиз ар дайым көптөгөн нюанстарды эске алуу керек. Ошондуктан, ыңгайлуулук үчүн, кылымдар бою муну адамдардын ордуна жасоо үчүн бир катар түзмөктөр иштелип чыккан.
Чынында, бул түрдөгү дээрлик бардык приборлор манометрдин түрлөрү (газдардагы жана суюктуктардагы басымды аныктоого жардам берет). Бирок алар дизайны, тактыгы жана масштабы боюнча айырмаланат.
- Атмосфералык басым барометр деп аталган манометрдин жардамы менен өлчөнөт. Эгерде вакуумду аныктоо зарыл болсо (башкача айтканда, басым атмосфералык басымдан төмөн), анын башка версиясы, вакуумдук өлчөгүч колдонулат.
- Адамдын кан басымын аныктоо үчүн сфигмоманометр колдонулат. Көпчүлүк үчүн ал инвазивдүү эмес тонометр катары белгилүү. Мындай түзүлүштөрдүн көптөгөн түрлөрү бар: сымап механикалыктан толук автоматтык санарипке чейин. Алардын тактыгы алар жасалган материалдардан жана өлчөнгөн жерден көз каранды.
- Айлана-чөйрөдөгү басымдын төмөндөшү (Кыргызча - басымдын төмөндөшү) дифференциалдык манометрлер же дифнамометрлер аркылуу аныкталат (динамометрлер менен чаташтырбоо керек).
Басымдын түрлөрү
Басымды, аны табуунун формуласын жана анын ар кандай заттар үчүн вариацияларын эске алып, бул сандын сортторун үйрөнүү керек. Алардын бешөө бар.
- Абсолюттуу.
- Барометрдик
- Ашыкча.
- Вакуометрикалык.
- Дифференциалдык.
Абсолют
Бул атмосферанын башка газ түрүндөгү компоненттеринин таасирин эсепке албаганда, зат же объект турган жалпы басымдын аталышы.
Ал паскаль менен ченелет жана ашыкча жана атмосфералык басымдын суммасы. Бул ошондой эле барометрдик жана вакуум түрлөрүнүн ортосундагы айырма.
Бул формула боюнча эсептелет P=P2 + P3 же P=P2 - R4.
Жер планетасынын шарттарындагы абсолюттук басымдын эталондук чекити үчүн аба чыгарыла турган контейнердин ичиндеги басым (б.а. классикалык вакуум) алынат.
Көпчүлүк термодинамикалык формулаларда басымдын ушул түрү гана колдонулат.
Барометрдик
Бул термин атмосферанын бардык объектилерге жана андагы объекттерге, анын ичинде Жердин өзүнө болгон басымын (тартылуу күчүн) билдирет. Ал көпчүлүккө атмосфералык катары белгилүү.
Ал термодинамикалык параметр катары классификацияланат жана анын мааниси өлчөө жерине жана убактысына, ошондой эле аба ырайынын шарттарына жана деңиз деңгээлинен жогору/ылдый болгонуна жараша өзгөрөт.
Барометрдик басымдын маанисиага нормал боюнча бирдиктүү аймакка атмосферанын күчүнүн модулуна барабар.
Туруктуу атмосферада бул физикалык кубулуштун чоңдугу аянты бирге барабар болгон базадагы аба мамычасынын салмагына барабар.
Нормалдуу барометрдик басым - 101 325 Па (0 градус Цельсийде 760 мм Hg). Мындан тышкары, объект Жердин бетинен канчалык бийик болсо, андагы аба басымы ошончолук төмөн болот. Ар 8 км сайын ал 100 Пага азаят.
Тоодогу бул касиеттин аркасында чайнектердеги суу үйдөгү мешке караганда тезирээк кайнайт. Чындыгында, басым кайноо чекитине таасир этет: анын азайышы менен акыркысы төмөндөйт. Жана тескерисинче. Бул мүлккө басымдуу меш жана автоклав сыяктуу ашкана шаймандарынын иши курулган. Алардын ичиндеги басымдын жогорулашы мештеги кадимки көмөч казанга караганда идиштерде жогорку температуранын пайда болушуна шарт түзөт.
Барометрдик бийиктик формуласы атмосфералык басымды эсептөө үчүн колдонулат. Төмөнкү сүрөткө окшош.
P - бийиктикте керектүү маани, P0 - жер бетине жакын абанын тыгыздыгы, g - эркин түшүү ылдамдыгы, h - Жерден бийиктик, m газдын молярдык массасы, t – системанын температурасы, r – 8,3144598 Дж⁄(моль х К) универсалдуу газ константасы жана e – 2,71828ге барабар эвклер саны.
Көп учурда жогорудагы атмосфералык басым формуласында R ордуна K колдонулатБольцман туруктуулугу болуп саналат. Универсалдуу газ константасы көбүнчө Авогадро саны менен анын продуктусу менен көрсөтүлөт. Бөлүкчөлөрдүн саны моль менен берилгенде, бул эсептөөлөр үчүн ыңгайлуу.
Эсептөөлөрдү жүргүзүүдө ар дайым метеорологиялык кырдаалдын өзгөрүшүнө байланыштуу же деңиз деңгээлинен өйдө көтөрүлгөндө абанын температурасынын өзгөрүү мүмкүнчүлүгүн, ошондой эле географиялык кеңдикти эске алуу керек.
Гаж жана вакуум өлчөгүч
Атмосфералык басым менен ченелген чөйрө басымынын ортосундагы айырма ашыкча басым деп аталат. Натыйжага жараша маанинин аталышы өзгөрөт.
Эгер ал оң болсо, ал ченегич басым деп аталат.
Эгер алынган натыйжа минус белгиси менен болсо, ал вакуум деп аталат. Бул барометрден ашпашы керек экенин эстен чыгарбоо керек.
Дифференциал
Бул маани ар кандай өлчөө чекиттериндеги басымдын айырмасы. Эреже катары, ал ар кандай жабдуулар боюнча басымдын төмөндөшүн аныктоо үчүн колдонулат. Бул өзгөчө мунай өнөр жайына тиешелүү.
Кандай термодинамикалык чоңдук басым деп аталаарын жана ал кандай формулалар менен табылганын билип, биз бул кубулуш абдан маанилүү, демек, ал жөнүндө билим эч качан ашыкча болбойт деген тыянак чыгарсак болот.
