Cząsteczki cieczy przechowują energię potencjalną grawitacji w stanie równowagi.
Ciśnienie hydrostatyczne jest spowodowane cieczą w stanie równowagi i ciśnienie to wzrasta wraz ze wzrostem głębokości cieczy. Oto lista przykładów ciśnienia hydrostatycznego, które omówimy:-
Tama
Zapory służą do przechowywania wody, aby uniknąć powodzi i katastrof spowodowanych przez nie. Wraz ze wzrostem wysokości wody zmagazynowanej w zaporze, grawitacyjna energia potencjalna wody wzrasta jednocześnie. Kiedy woda tamy jest uwalniana, ta zmagazynowana energia jest przekształcana w energię kinetyczną wody.
Ciśnienie hydrostatyczne spowodowane cząsteczkami wody na siebie nawzajem wzrasta wraz z głębokością, ponieważ nakładanie się masy zwiększa się wraz z głębokością, a zatem wzrasta również ciśnienie wywierane na jednostkę objętości wody.
Pipe
Przepływ wody przez rury wynika z różnicy ciśnień między dwoma końcami rury, która umożliwia przepływ wody. Ciśnienie wewnątrz rury wzrasta, im średnica rury jest mniejsza, a objętość wody większa.
Napełnianie pojemnika wodą z kranu
W miarę jak pojemnik pod kranem napełnia się wodą, ciśnienie hydrostatyczne wywierane na siebie przez cząsteczki wody i na powierzchnię pojemnika wzrasta z każdym wzrostem objętości wody w pojemniku.
Ciśnienie hydrostatyczne zależy od wysokości warstwy wody w zbiorniku. Nawet jeśli kształt i wielkość pojemnika oraz objętość przechowywanej w nim wody różnią się, ciśnienie hydrostatyczne będzie równe, jeśli poziom wody we wszystkich pojemnikach będzie znajdował się na tej samej wysokości.
Cukier zmieszany z wodą
Jeśli dodasz kostki cukru do szklanki wody, ciśnienie hydrostatyczne będzie wywierane na każdą kostkę wody ze wszystkich stron. To zajmie trochę czasu, zanim cukier dobrze wymiesza się w wodzie.
Erozja
Musiałeś zauważyć, że zapadanie się otaczającej masy ziemi w pobliżu zbiorników wodnych do wody.
Ciśnienie hydrostatyczne wywierające na otoczenie w bliskim sąsiedztwie objętości wody, która ma duże magazynowanie energii potencjalnej, cząsteczka gleby nie jest w stanie dłużej wytrzymać ciśnienia hydrostatycznego po nasyceniu masy lądu cząsteczkami wody na wchłanianie.
Zeznanie
W zależności od gęstość cząstek i obiektów upuszczone do wody morskiej lub rzecznej, przedmioty osadzają się na dnie morskim lub na równinie głębinowej. Obiekty te podlegają ciśnieniu hydrostatycznemu. To ciśnienie hydrostatyczne zmienia się w zależności od głębokości, na jakiej znajduje się obiekt. Lżejsze przedmioty są przenoszone dalej na równinę otchłani.
Boja
Służy do wykrywania drogi przez rzekę lub jest przymocowany do sieci rybackiej, aby zidentyfikować i utrzymać sieć na powierzchni wody.
Jest to możliwe dzięki ciśnieniu hydrostatycznemu wywieranemu na boję przez cząsteczki wody znajdujące się na powierzchni wody, a także dzięki sile wyporu działającej na boję.
Nurkowie pod wodą
Nurkowie pod wodą na głębokościach doświadczają ciśnienia trzy razy większego niż ciśnienie atmosferyczne. Dzieje się tak, ponieważ woda morska jest pełna soli i minerałów, a dodatkowo ciśnienie hydrostatyczne spowodowane różnymi cząsteczkami wywierane jest ze wszystkich stron ciała nurka.
To ciśnienie hydrostatyczne wzrasta, gdy nurek nurkuje coraz głębiej w morze. Wraz ze wzrostem ciśnienia hydrostatycznego na każdym poziomie wody zmniejsza się również przenikanie światła.
Hydrauliczna metoda separacji
Jest to metoda służąca do oddzielania minerałów i pierwiastków od rudy. Ruda jest mieszana z wodą, gęstsze cząstki osadzają się, podczas gdy skały płonne pozostają zawieszone nad powierzchnią wody. Te cząstki skały płonnej są wydalane z rudy.
Rzeki i oceany
Rzeki i oceany są magazynami grawitacyjna energia potencjalna, wraz ze wzrostem poziomu wody możemy powiedzieć, że grawitacyjna energia potencjalna również wzrasta. Ciśnienie hydrostatyczne wzrasta wraz z głębokością. Zmętnienie wody jest spowodowane siłą pływową wywieraną przez przyciąganie grawitacyjne księżyca.
Osad
Wytrącanie następuje, gdy obie substancje dobrze się mieszają i osiadają, tworząc twardą substancję. Jeśli związek zostanie zmieszany z wodą, cząstki substancji pozostaną zawieszone w wodzie ze względu na ciśnienie hydrostatyczne wywierane na cząstki.
Gęstsza materia najpierw osadza się, a następnie tworzy warstwy materii w zależności od wielkości ziarna materii i gęstości.
Osmoza
Osmoza występuje, gdy cząsteczki wody przenikają przez półprzepuszczalną membranę z roztworu o wysokim stężeniu do roztworu o niskim stężeniu.
Ciśnienie hydrostatyczne jest bardziej w roztworze, który jest silnie stężony, a zatem przemieszcza się w roztworze o niskim stężeniu zgodnie z prawem równowagi stanu.
Cysterny na wodę
Cysterny służą do przechowywania wody. Woda jest w stanie statycznym. Ciśnienie hydrostatyczne wody w zbiorniku zależy od wysokości objętości wody w zbiorniku.
Ciśnienie hydrostatyczne spada wraz ze zmniejszaniem się objętości wody w zbiorniku.
Łódź i rejsy
Siła wyporu jest bardzo ważna, aby obiekt unosił się nad wodą, co wynika z różnicy nacisków na korpus obiektu. Na powierzchnię łodzi lub rejsów pływających po wodzie wywierane jest ciśnienie hydrostatyczne. Jeśli łódź nie jest mocno przymocowana w pobliżu brzegu, będzie się kołysać pod wpływem wywieranego na nią ciśnienia hydrostatycznego.
Konewki
Ciśnienie hydrostatyczne wody w konewce znajdującej się na określonej wysokości nie zależy od wysokości, na której jest przechowywana konewka. Ciśnienie hydrostatyczne wewnątrz puszki dla określonego poziomu wody w puszce będzie takie samo, nawet jeśli trzymasz je na stole lub na ziemi, być może poziom wody się nie zmienia.
Często Zadawane Pytania
Jak mierzy się ciśnienie hydrostatyczne?
Jest mierzony za pomocą wzoru. P=pgh
Ciśnienie hydrostatyczne wzrasta wraz ze wzrostem objętości poziomu wody, a także zależy od gęstości wody i grawitacyjnej energii potencjalnej.
Jakie jest ciśnienie hydrostatyczne wody przetrzymywanej w cysternie o wysokości 1.5 metra i całkowicie pełnej?
Dany: h=1.5m
ρ = 1000 kg/m3
g=9.8 ms2
Mamy,
P=str
=1000*9.8*1.5
=14700 Pa
Stąd ciśnienie hydrostatyczne wody w cysternie wynosi 14,700 Pa.
Jakie jest ciśnienie hydrostatyczne w wodzie morskiej utrzymywanej w szklance na poziomie 10cm w temperaturze 50C?
Dany: h= 10cm= 0.1m
Gęstość wody morskiej w 50C to p=1028kg/m3
Mamy,
P=str
=1028*9.8*.1
=1007.4 Pa
Stąd ciśnienie hydrostatyczne na wodę morską wewnątrz szkła wynosi 1007.4 Pa.
Przeczytaj także:
- Przykład prężności pary
- Przykład ciśnienia oceanicznego
- Czy lepkość zmienia się pod wpływem ciśnienia?
- Przykład ciśnienia absolutnego
- Temperatura zamarzania i ciśnienie pary
- Ciśnienie w równowadze dynamicznej
- Prężność pary a temperatura wrzenia
- Przykład ciśnienia cząstkowego 2
- Temperatura topnienia i ciśnienie
- Przykład ciśnienia dynamicznego
Cześć, jestem Akshita Mapari. Zrobiłem mgr. w fizyce. Pracowałem przy projektach takich jak Modelowanie numeryczne wiatrów i fal podczas cyklonu, Fizyka zabawek i zmechanizowanych maszyn dreszczowych w parkach rozrywki w oparciu o mechanikę klasyczną. Ukończyłem kurs na Arduino i zrealizowałem kilka mini projektów na Arduino UNO. Zawsze lubię odkrywać nowe obszary w dziedzinie nauki. Osobiście uważam, że nauka jest bardziej entuzjastyczna, gdy uczy się ją kreatywnie. Poza tym lubię czytać, podróżować, brzdąkać na gitarze, identyfikować skały i warstwy, fotografować i grać w szachy.