Công thức tính áp suất của nước

Lấy từ “//vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Áp_suất_chất_lỏng&oldid=68479962”

Câu hỏi: Công thức tính áp suất chất lỏng là gì?

Trả lời:

Áp suất của chất lỏng được ký hiệu là P và được tính theo công thức là:

P = d.h

Trong đó:

+ P là áp suất của chất lỏng đang xét.Đơn vị áp suất chất lỏnglà Pa hoặc newton trên mét bình [N/m2].

+ h là độ cao của cột chất lỏng. Nó được tính từ mặt thoáng chất lỏng tớii điểm đang tính. Đơn vị của h là mét [m].

+ d là ký hiệu trọng lượng riêng của chất lỏng. Đơn vị của d là N/m3.

Cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết hơn về Áp suất chất lỏng nhé!

1. Sự tồn tại của áp suất chất lỏng

Do có trọng lượng mà chất lỏng gây áp suất theo mọi phương lên đáy bình, thành bình và các vật ở trong lòng nó.

Ví dụ:Người thợ lặn khi lặn dưới đáy biển sâu phải mặc bộ áo lặn có thể chịu được áp suất cao do phần nước biển phía trên ép xuống.

2. Công thức tính áp suất chất lỏng

- Công thức: p = d.h

Trong đó: h là chiều cao của cột chất lỏng [m]

d là trọng lượng riêng của chất lỏng [N/m3]

p là áp suất đáy cột chất lỏng [N/m2hay Pa]

[Trọng lượng riêng bằng khối lượng riêng nhân với 10].

- Trong một chất lỏng đứng yên, áp suất tại những điểm trên cùng một mặt phẳng nằm ngang [có cùng độ cao h] có độ lớn như nhau.

Lưu ý:

Nếu bình chứa hai chất lỏng không hòa tan thì áp suất tại một điểm ở đáy bình được tính bằng công thức: p = d1.h1+ d2.h2

Trong đó: h1và h2là độ cao của cột chất lỏng thứ nhất và thứ hai.

d1và d2là trọng lượng riêng của cột chất lỏng thứ nhất và thứ hai.

3. Bình thông nhau

Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mặt thoáng của chất lỏng, ở các nhánh khác nhau đều ở cũng một độ cao.

4. Máy thủy lực

Cấu tạo: gồm hai xi lanh [một to, một nhỏ] được nối thông với nhau, chứa đầy chất lỏng

Trong máy thủy lực, nhờ chất lỏng có thể truyền nguyên vẹn độ ătng áp suất nên ta luôn có:

Trong đó:

+ f là lực tác dụng lên pit-tông có tiết diện s

+ F là lực tác dụng lên pit-tông có tiết diện S

5. Bài tập ví dụ

Ví dụ 1:Câu nào sau đây chỉ nói về chất lỏng là đúng?

A. Chất lỏng chỉ gây áp suất theo phương thẳng đứng từ trên xuống.

B. Áp suất chất lỏng chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng

C. Áp suất chất lỏng chỉ phụ thuộc vào chiều cao của cột chất lỏng

D. Chất lỏng gây áp suất theo mọi phương

Lời giải:

đáp án D

Tại một điểm trong lòng chất lỏng, áp suất tác dụng theo mọi phương và có giá trị như nhau.

Ví dụ 2:Hãy so sánh áp suất tại các điểm M, N và Q trong bình chứa chất lỏng trong hình:

Lời giải:

đáp án A

- Áp suất tại một điểm trong lòng chất lỏng cách mặt thoáng của chất lỏng một độ cao h được tính theo công thức:

p = d.h

- Như vậy trong lòng một chất lỏng điểm nào càng sâu thì có áp suất càng lớn.

Ví dụ 3:Vì sao khi lặn xuống biển, người thợ lặn phải mặc một bộ “áo giáp” nặng nề?

Lời giải:

Vì khi lặn sâu dưới lòng biển, áp suất do nước biển gây ra lên đến hàng nghìn N/m2. Cơ thể người sẽ không chịu được áp suất đó vì vậy khi lặn xuống biển người thờ lặn phải mặc bộ áp lặn nặng nề để có thể chịu được áp suất do nước biển gây ra.

Ví dụ 4:Một thùng hình trụ cao 1,5m đựng đầy nước. Tính áp suất của nước tác dụng lên:

a. Đáy thùng

b. Một điểm A cách đáy thùng 40cm

Biết trọng lượng riêng của nước là 10000

Lời giải

a. Áp suất của nước tác dụng lên đáy thùng là:

b. Khoảng cách từ điểm A đến mặt thoáng của chất lỏng là:

Áp suất của nước tác dụng đến điểm A là:

Ví dụ 5:Một máy nén thủy lực dùng để nâng giữ một ô tô. Diện tích của pit tông nhỏ là1,5cm2, diện tích của pit tông lớn là140cm2. Khi tác dụng lên pit tông nhỏ một lực 240N thì lực do pit tông lớn tác dụng lên ô tô là bao nhiêu?

Lời giải

GọiS1,S2lần lượt là tiết diện của pit tông nhỏ và pit tông lớn

F1,F2là lực tác dụng lên pit tông nhỏ và pit tông lớn

Do chất lỏng truyền áp suất nguyên vẹn theo mọi hướng

Vậy lực tác dụng lên pit tông lớn là 24000 N

Cách tính toán áp suất hay áp lực nước trong đường ống theo chiều cao. Tính áp suất nước trong đường ống nước của hộ gia đình và trong công nghiệp, nơi sử dụng các thiết bị áp lực để tăng áp.

Trong môn vật lý thời Trung học, chúng ta đã được học về phương trình Bernoulli. Nó là phương trình về cách tính áp lực nước cũng như mối liên hệ giữa áp suất, lực, diện tích, vận tốc dòng chảy…Nay chúng tôi xin tổng hợp và tạm chia làm 2 loại như sau:

Trước tiên, ta phải hiểu được áp suất là gì?

Áp suất [tiếng anh là Pressure] là đại lượng vật lý, được định nghĩa bằng lực trên một đơn vị diện tích với tác dụng lực vuông góc với bề mặt. Tức áp suất= lực/ diện tích

1- Tính áp suất nước trong đường ống không bị ảnh hưởng của lực tác dụng ngoài

Ví dụ một cách dễ hiểu là bồn nước nhà bạn để trên tầng thượng và nước trong bồn không chịu lực tác dụng ép hoặc nén của thiết bị nào. Vậy làm sao để tính được áp suất nước tại tầng 1, tầng 2 hoặc điểm bất kỳ vị trí nào.

Ở những điểm có độ cao khác nhau thì áp suất cũng khác nhau và được tính theo công thức:

p=d.h

d: Khối lượng riêng của chất lỏng [với nước là 10000N/m3]

h: Chiều cao từ điểm tính áp suất đến mặt thoáng của nước [m]

Ví dụ: Bồn đựng đầy nước cao 1 m đặt trên tầng 3 có chiều cao là 12m so với nền tầng một. Tính áp suất tại vòi nước cách nền tầng 1 là 1m.

Ta có h tại điểm cần tính là  h= [12-1]+1= 12m

=> Áp suất p= d.h

=>  p= 10000 . 12= 120.000 Pa [~ 0,12 MPa ~ 1,2bar]

Xem thêm: tính lưu lượng nước qua đường ống

2- Tính áp suất nước trong đường ống chịu tác dụng của lực

Trong công nghiệp bất kỳ đường ống nào cũng đều được lắp thiết bị tăng áp. Thiết bị giúp tạo áp để làm tăng áp suất trong đường ống với mục đích vận chuyển môi chất đi xa hơn. Do vậy mà công thức tính áp suất bên trên sẽ không chính xác nữa.

Ta tính áp suất theo công thức sau: 

Vậy làm sao để biết được áp suất điểm bất kỳ trong đường ống?

Vậy làm sao để biết được áp suất tại một điểm bất kỳ trong đường ống nước, hơi, khí nén trong nhà máy?

Có 2 cách để biết được:

– Một: Đơn giản nhất là lắp đồng hồ đo áp suất. Quá nhanh, quá đơn giản, không phải suy nghĩ tính toán

– Hai: tính theo phương trình Bernoulli. Cách này phức tạp, khó biết hơn

Thực tế trong nhà máy, tốt nhất là lắp đồng hồ đo áp suất tại những vị trí cần kiểm soát áp suất. Điều này giúp ta dễ dàng thu thập thông tin và xử lý thông tin.

3- Tính áp suất tại 2 điểm khác nhau theo phương trình Bernoulli

Theo phương trình Bernooulli thì ta phải biết trước áp suất [P1] và vận tốc của một điểm. Và từ điểm đó ta áp dụng phương trình để tính ra được điểm cần tính là P2.

ρ: Khối lượng riêng của môi chất kg / m 3

P1 và P2: áp suất tại các vị trí 1 và 2

A1 và A2: Diện tích mặt cắt tại các vị trí 1 và 2

v1 và v2: vận tốc tại vị trí 1 và 2.

Tham khảo các loại đồng hồ đo lưu lượng nước trong đường ống

Bài viết được biên tập bởi kỹ sư Phạm Cương -V2P. Vui lòng tôn trọng bản quyền tác giả bằng cách dẫn link gốc khi bạn sao chép từ đây. Cảm ơn.