Das Drücken Sierelativ auf ist derjenige, der in Bezug auf einen bestimmten Wert gemessen wird oder Datum, Dies ist normalerweise der atmosphärische Druck auf Meereshöhe (normaler atmosphärischer Druck). Dies ist angemessen, da ein Großteil der Druckmessungen unter den Gasschichten durchgeführt wird, aus denen die Atmosphäre besteht und die ihren eigenen Druck ausüben..
Stattdessen wird der absolute Druck in Bezug auf ein Gesamtvakuum gemessen, in dem keine wechselwirkenden Moleküle vorhanden sind. In einem Behälter, in dem ein Vakuum erzeugt wurde, wirken keine Partikel von innen auf die Wände oder auf darin befindliche Gegenstände..
Die gemessenen Drücke können über oder unter dem atmosphärischen Druck liegen. Im ersten Fall sprechen wir über die Manometerdruck und in der zweiten der Vakuumdruck.
Normalerweise sind die Drücke, die täglich in Reifen und Blutdruck gemessen werden, relative Drücke, während der atmosphärische Druck, der mit einem Barometer gemessen wird, ein absoluter Druck ist.
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Als relativer Druck ist die Differenz zwischen dem absoluten Druck P.Abs und atmosphärischer Druck P.Geldautomat, es ist ein Differenzdruck oder eine Druckdifferenz. Bei dem relativen Druck P.rel Es ist auf Englisch bekannt als Manometerdruck P.G und ist gegeben durch die Beziehung:
P.Abs = P.Geldautomat + P.G
P.rel = P.Abs - P.Geldautomat
Für den Druck wird der Pascal als Maßeinheit des Internationalen Einheitensystems verwendet, unabhängig davon, ob es sich um einen absoluten Druck oder einen relativen Druck handelt..
Der Pascal entspricht der Kraft, die 1 Newton auf eine Fläche von 1 m ausübtzwei, aber andere Einheiten werden häufig verwendet, wie Millimeter Quecksilber, Wasser, angelsächsische Einheiten wie psi und andere.
Wenn der absolute Druck an einem Punkt und der normale atmosphärische Druck bekannt sind, ist der relative Druck die Subtraktion zwischen den beiden.
Angenommen, der absolute Druck in einem bestimmten System beträgt 305 kPa. In dem Wissen, dass der atmosphärische Standarddruck 101,3 kPa beträgt, beträgt der relative Druck:
P.G = P.Abs - P.Geldautomat = 305 - 101,3 kPa = 203,7 kPa
Der kPa oder Kilopascal ist tausendmal größer als ein Pascal. Es wird häufiger verwendet, da die Druckwerte in der Größenordnung von Tausenden von Pascal liegen. Das Gewicht eines Apfels beträgt ungefähr 1 Newton und ein Pascal entspricht dieser Kraft, die über ein Quadrat mit einer Seite von 1 Meter verteilt ist. Andere Vielfache werden ebenfalls verwendet, wie z Megapascal (1 MPa = 1 × 106 Pa) oder die Gigapascal (1 GPa = 1 × 109 Pa).
Der Druck im Beispiel ist ein Manometer, da er über dem atmosphärischen Druck liegt, aber absolute Drücke darunter liegen. Wenn beispielsweise ein Gas in einem Behälter einen absoluten Druck von 50 kPa hat, ist sein relativer Druck ein Vakuumdruck, der eine Absaugung erzeugt:
P.G = P.Abs - P.Geldautomat = 50 - 101,3 kPa = -51,3 kPa
In diesen Beispielen wurde ein atmosphärischer Standarddruck verwendet, der der Druck auf Meereshöhe ist. Wenn jedoch eine größere Genauigkeit bei der Berechnung erforderlich ist, kann der lokale atmosphärische Druck verwendet werden, der von 101,3 kPa abweichen kann, da er von der Höhe und anderen geografischen Bedingungen abhängt..
In den Texten sind die angegebenen Drücke normalerweise relativ, und wenn es erforderlich ist, mit absoluten Drücken zu arbeiten, werden diese durch die Verwendung von Indizes unterschieden, um Verwirrung zu vermeiden..
An jedem Punkt in einer Flüssigkeit wie Wasser herrscht Druck. Unter der Annahme, dass Wasser inkompressibel ist, bleibt seine Dichte konstant und der Druck variiert vertikal.
Sie kann überprüft werden, indem eine kleine Portion Flüssigkeit in Form einer dicken Scheibe entnommen wird dy welches in der Mitte der flüssigen Masse ruht.
Die Kräfte an den kreisförmigen Kanten der Scheibe heben sich paarweise auf, nicht jedoch die Kräfte, die von der Flüssigkeitsmasse über und unter der Scheibe ausgeübt werden: F.1 Y. F.zwei. Zusätzlich ist es notwendig, das Gewicht der Flüssigkeitsscheibe d zu berücksichtigenW. in Newtons zweitem Gesetz:
∑FY. = F.zwei - F.1 - W = 0
Diese Kräfte können als Druck ausgedrückt werden, der die senkrechte Kraft pro Flächeneinheit ist. Auf diese Weise haben wir den Druck P, der durch die Kraft F erzeugt wird1::
F.1 = P. A.
Wobei A die kreisförmige Fläche der Platte ist. Ähnlich:
F.zwei = (P + dP). ZU
Mit P + dP der Druck in der Tiefe y + dy. Das Gewicht beträgt dW = dm. G:
(P + dP). A - P. A - dm. g = 0
Die Dichte des Fluids ist ρ = dm / dV, wobei dV das Volumen der Fluidscheibe ist, gegeben durch A.dy. Auf diese Weise:
(P + dP). A - P. A - ρA.dy .g = 0
Die erhaltene Gleichung wird vereinfacht zu:
dP - ρgdy = 0 → dP = ρgdy
Integration beider Seiten von und1 bis undzwei::
= P.zwei - P.1 = ρg (undzwei - Y.1)
Der Begriff P.zwei - P.1 es ist eine Druckdifferenz oder ein Differenzdruck. Wenn wir den Druck am vertikalen Koordinatenpunkt y wissen wollen, tun wir das Y.1 = 0, Y.zwei = und Y. P.oder = P.Geldautomat. Damit haben wir den Druck relativ zu dieser Tiefe, der nur von der Tiefe abhängt und:
P.zwei - P.Geldautomat = ρgy ⇒ P.rel = ρgy
Wir alle haben den Druck erlebt, in einen Pool oder ins Meer zu tauchen. Wie hoch ist der relative Druck beim Eintauchen in ein Süßwasserbecken in einer Tiefe von 5 Metern? Unter Verwendung des vorherigen Ausdrucks und in dem Wissen, dass die Dichte von Süßwasser 1000 kg / m beträgt3, mit g = 9,81 m / szwei Der relative Druck beträgt:
P.rel = ρgy = 1000 × 9,81 × 5 Pa = 49050 Pa.
Fahrzeugreifen haben typischerweise einen Druck von 32 psi. Dies ist ein Manometer oder relativer Druck in Pfund pro Quadratzoll, die Einheit, die im englischsprachigen Raum verwendet wird. In diesen Geräten sind viele Messgeräte kalibriert. 32 psi entsprechen 220632 Pa oder 220 kPa.
Ein Tank enthält Benzin und Glycerin, zwei nicht mischbare Flüssigkeiten (sie vermischen sich nicht) in den angegebenen Höhen. Wie hoch ist der Manometerdruck am Boden des Tanks? Die spezifischen Gewichte jeder Flüssigkeit, die mit dem griechischen Buchstaben γ bezeichnet sind, sind beigefügt:
γGas = 45,3 lb / ft3
γgly = 78,7 lb / ft3
Das spezifische Gewicht γ eines Fluids ist das Produkt seiner Dichte und der Erdbeschleunigung, daher kann die Gleichung des relativen Drucks wie folgt ausgedrückt werden:
P.rel = γ.y.
Der relative Druck am Boden des Tanks ist sowohl auf das Gewicht der Glycerinsäule als auch auf das des Benzins zurückzuführen und unabhängig von der Form des Tanks:
P.rel = γGas . Y.AB + γgly . Y.BC = (45,3 × 2 + 78,7 × 3) lb / ftzwei = 326,7 lb / ftzwei
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