Áp suất là gì? Các loại áp suất hiện nay

Nói đến áp suất thì ai cũng từng nghe qua. Nhưng áp suất là gì? Khái niệm chuyên sâu về áp suất như thế nào? Các đơn vị đo áp suất hiện nay bao gồm những loại nào? Hôm nay chúng tôi xin trình bày bài viết về áp suất để các bạn có cái nhìn chi tiết hơn về khái niệm này. Nào chúng ta cùng bắt đầu nhé

Tổng quan về áp suất

Áp suất là gì?

Áp suất là một đại lượng vật lý thể hiện giá trị áp lực bị chèn trên một diện tích tính toán nhất định. Nó là lực nén vuông góc với bề mặt bị ép. Hiểu theo nghĩa đơn giản áp suất là lực sinh ra khi có một lực tác động vuông góc lên bề mặt của vật khác.

Theo Wikipedia:

Trong vật lý học, áp suất (tiếng Anh: Pressure) (thường được viết tắt là P) là một đại lượng vật lý, được định nghĩa là lực trên một đơn vị diện tích tác dụng theo chiều vuông góc với bề mặt của vật thể.

Ví dụ minh họa về áp suất:

– Trong công nghiệp sử dụng máy nén khí thì lượng khí nén do máy sinh ra được bơm vào bình chứa, vậy khí nén bơm vào bình chứa tạo áp lực lên bình chứa khí. Càng bơm khí nén vào bình thì áp lực càng tăng dần. Đây gọi là áp lực khí

– Khi ta bơm nước vào chậu thì xuất hiện áp suất lên đáy chậu và thành chậu. Càng bơm đầy thì áp suất càng tăng lên đáy chậu và thành chậu. Đây người ta gọi là áp suất lỏng

Để biết được chính xác áp lực tính toán hay đo đạc như thế nào chúng ta cùng nghiên cứu các phần ở phía dưới nhé

Đơn vị chính thức được công nhận của áp suất là Pascan(Pa). Hiện nay trên thế giới sử dụng rất nhiều đơn vị đo áp suất như bar, Mbar, Pa, Mpa, PSI, PN, Kgf/cm2…cùng với đó là các sản phẩm sử dụng có liên quan đến đơn vị đo áp suất cũng sử dụng các tiêu chuẩn đo áp suất khác nhau. Nhưng nhìn chung chúng ta có thể quy đổi các hệ áp suất lại theo đúng tiêu chuẩn mình muốn để có thể biết được giá trị của nó. Chúng ta cùng tìm hiểu tiếp nhé

Phương trình miêu tả áp suất

Để tính được áp suất người ta sử dụng phương trình như sau:

P = F/S

Trong đó:

P: Áp suất (N/m²)

F: Lực tác dụng lên bề mặt đo (N)

S: Diện tích bị ép cần đo (m²)

Các loại áp suất phổ biến hiện nay

Áp suất riêng phần(Áp suất một phần)

Là áp suất của chất khí khi nó nằm trong cả một thành phần hỗn hợp gồm nhiều loại khác nhau. Theo Wikipedia Trong một hỗn hợp các chất khí, mỗi khí có một áp suất riêng phần hay áp suất từng phần là áp suất của khí đó nếu giả thiết rằng một mình nó chiếm toàn bộ thể tích của hỗn hợp ban đầu ở cùng một nhiệt độ.Áp suất tổng của một hỗn hợp khí lý tưởng là tổng của các áp suất riêng phần của những khí trong hỗn hợp.

Áp suất riêng phần là một khái niệm xuất hiện trong định luật của Dalton. Định luật Dalton nêu rõ tổng áp suất của hỗn hợp khí không phản ứng bằng tổng các áp suất từng phần của các khí riêng lẻ trong hỗn hợp đó.

Ví dụ áp suất riêng phần:

Đưa các dạng khí Nito, Oxy vào trong bình chứa khí. Lúc này nhờ công thức của định luật Dalton chúng ta có thể tìm được áp suất của từng loại khí trong bình chứa khí ở cùng một môi trường và nhiệt độ giống nhau

Công thức tính áp suất riêng phần

Pi = Xi. p

Trong đó: Pi: Áp suất riêng phần

Xi: Phần Mol trong hỗn hợp khí

P: áp suất toàn phần

Áp suất dư (Áp suất tương đối)

Áp suất dư là áp suất tại một điểm mà chất lỏng hoặc chất khí khi lấy mốc là áp suất khí quyển lân cận xung quanh

Công thức tính áp suất dư

pd  = p – pa

Trong đó:

P: Áp suất tuyệt đối

Pa: Áp suất khí quyển

Lưu ý nếu chất lỏng đứng yên

Pdu= yh

Trong đó:

y: Trọng lượng riêng của chất lỏng

h: Chiều cao của điểm đang xét tính từ mặt thoáng của chất lỏng

Áp suất tuyệt đối

Áp suất tuyệt đối là tổng áp suất gây ra bởi cả khí quyển và cột chất lỏng tác dụng lên các điểm trong lòng chất lỏng, là áp suất tiêu chuẩn so với môi trường chân không 100%. Vì thế nó được tính bằng tổng áp suất tương đối và áp suất khí quyển

Công thức tính:

P = p_a+p_d

Trong đó:

p_{d: Áp suất tương đối}

_{pa: Áp suất khí quyển}

_{P: Áp suất Tuyệt đối}

Áp suất thẩm thấu

Là dạng áp suất gây nên bởi hiện tượng các phân tử dụng môi khuếch tán một chiều qua màng thẩm thấu từ dung môi sang dung dịch (Hoặc cũng có thể là từ dung dịch có nồng độ thấp sang dụng dịch có nồng độ cao hơn)

Áp suất thẩm thấu tỉ lệ thuận với nồng độ và nhiệt độ của dung dịch đó

Ta có công thức tính áp suất thẩm thấu:

P= RxTxC

Trong đó:

P: Áp suất thẩm thấu tính theo đơn vị là Atmotphe (amt)

R: Hằng số (R= 0,082)

T: Nhiệt độ tuyệt đối

C: Nồng độ dung dịch tính theo nồng độ phân tử (Gam/lit)

Tầm quan trọng của áp suất thẩm thấu

• Nhờ có hiện tượng áp suất thẩm thấu mà rễ cây mới vận chuyển nước lên cây nuôi sống cây
• Tránh hiện tượng vỡ hồng cầu hoặc teo hồng cầu khi sử dụng những dung dịch đẳng trương(Có áp suất thẩm thấu bằng với áp suất của máu) đưa vào cơ thể bằng cách truyền
• Nhờ áp suất thẩm thấu có thể xác định được phần tử gam của 1 chất

Áp suất tĩnh

Áp suất tĩnh là áp suất thống nhất trong tất cả các hướng. Nó tương ứng với áp suất gây ra trong môi trường chất lỏng không chuyển động

Công thức tính áp suất tĩnh

p = p0 + ρgh

Trong đó

p0: Áp suất khí quyển

 ρ: Khối lượng riêng của lưu chất

g: Gia tốc trọng trường

Hiểu rõ về áp suất tĩnh chúng ta có thể xác định được tải ròng trên bức tường ống, áp suất động. Ngoài ra áp suất tĩnh còn sử dụng để có thể đo tốc độ dòng chảy và tốc độ bay

Một số cách để làm tăng hoặc giảm áp suât

Cách làm tăng áp suất

Để có thể làm tăng áp suất người ta sử dụng các cách như sau:

• Tăng lực tác động lên nhưng vẫn giữ nguyên diện tích tiếp xúc
• Tăng lực tác động theo hướng vuông góc cùng với đó là giảm diện tích bề mặt bị ép
• Tăng diện tích tiếp xúc và giữ nguyên lực tác động

Ví dụ: Mài nhọn đầu của đinh giúp đóng vào các vật khác dễ dàng hơn. Hoặc các lưỡi dao, lưỡi kéo đều mài mỏng để giảm diện tích tiếp xúc giúp dễ dàng cắt hơn

Cách làm giảm áp suất

• Giảm lực tác động và giữ nguyên bề mặt tiếp xúc
• Giảm lực tác động và giảm cả diện tích tiếp xúc
• Giảm diện tích bề mặt bị ép và giữ nguyên tác động

Ví dụ: Muốn áp lực xả của vòi nước giảm đi thì ta cần đóng bớt vòi nước lại.

Ứng dụng của áp suất trong công nghiệp

Nhờ tìm ra áp suất và cách tính áp suất nên nó được ứng dụng rất nhiều từ cuộc sống đến công nghiệp

– Như sinh hoạt của chúng ta hàng này, nồi áp suất chính là ứng dụng dễ hiểu và thực tiễn nhất, các loại máy bơm, máy rửa xe

– Ứng dụng trong y học: Các loại máy đo huyết áp

– Ứng dụng trong thời tiết: Phong vũ biểu, nhiệt kế

– Ứng dụng trong công nghiệp: Đồng hồ đo áp lực, các thiết bị sử dụng có thể tính toán được áp suất để đưa vào sử dụng. Hiểu các thông số và đọc các thông số chính xác trên các loại đồng hồ áp lực

– Ứng dụng trong khai khoáng: Khai khác than, dầu mỏ…hiểu được áp lực để tính toán an toàn cho con người và thiết bị

– Ứng dụng trong xây dựng: Tính toán các áp suất các công trình, áp suất xung quanh để có thể đưa ra các thiết kế an toàn và chắc chắn nhất trong xây dựng

– Ứng dụng trong nông nghiệp: Các loại máy bơm, phun, tưới…

Kết luận

Các bạn thân mến, như vậy chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu về áp suất và các loại áp suất hiện nay. Hiểu về áp suất, các loại áp suất giúp cho chúng ta có thể tính toán được số liệu chính xác về áp suất của các chất lỏng, chất khí, chất rắn để biết được áp lực của nó như thế nào? Có ảnh hưởng đến thiết bị sử dụng hoặc nguy hiểm đến con người hay không

Cùng nhau hiểu về khái niệm, bản chất của áp suất, cách tăng giảm áp suất cũng rất hữu ích cho chúng ta trong công việc và cuộc sống hằng này

Cảm ơn các bạn đã quan tâm theo dõi bài viết

Xem thêm: Các đơn vị đo áp suất