भौतिकी में द्रव का दबाव कैसे मापा जाता है? दबाव: दबाव इकाइयाँ

स्की पर आदमी, और उनके बिना।

ढीली बर्फ पर व्यक्ति बड़ी कठिनाई से चलता है, हर कदम पर गहराई में डूबता है। लेकिन, स्की पहनने के बाद, वह चल सकता है, लगभग उसमें गिरे बिना। क्यों? स्की पर या स्की के बिना, एक व्यक्ति अपने वजन के बराबर बल के साथ बर्फ पर कार्य करता है। हालाँकि, दोनों मामलों में इस बल का प्रभाव अलग-अलग होता है, क्योंकि जिस सतह पर व्यक्ति दबाव डालता है वह स्की के साथ और उसके बिना अलग-अलग होता है। स्की का सतह क्षेत्रफल तलवे के क्षेत्रफल का लगभग 20 गुना है। इसलिए, स्की पर खड़े होकर, एक व्यक्ति प्रत्येक पर कार्य करता है वर्ग सेंटीमीटरबर्फ की सतह का क्षेत्रफल बिना स्की के बर्फ पर खड़े होने की तुलना में 20 गुना कम बल वाला होता है।

छात्र, समाचार पत्र को बटनों के साथ बोर्ड पर पिन करके, प्रत्येक बटन पर समान बल से कार्य करता है। हालाँकि, नुकीले सिरे वाला बटन पेड़ में प्रवेश करना आसान होता है।

इसका मतलब यह है कि किसी बल की कार्रवाई का परिणाम न केवल उसके मापांक, दिशा और अनुप्रयोग बिंदु पर निर्भर करता है, बल्कि सतह के उस क्षेत्र पर भी निर्भर करता है जिस पर इसे लागू किया जाता है (लंबवत जिस पर यह कार्य करता है)।

इस निष्कर्ष की पुष्टि भौतिक प्रयोगों से होती है।

अनुभव। इस बल का परिणाम इस बात पर निर्भर करता है कि सतह के प्रति इकाई क्षेत्र पर कौन सा बल कार्य करता है।

एक छोटे बोर्ड के कोनों में कील ठोकनी चाहिए। सबसे पहले, हम बोर्ड में ठोके गए कीलों को उनके बिंदुओं को ऊपर की ओर रखते हुए रेत पर स्थापित करते हैं और बोर्ड पर एक भार डालते हैं। इस मामले में, नाखून के सिरों को केवल रेत में थोड़ा सा दबाया जाता है। फिर बोर्ड को पलट दें और कीलों को सिरे पर लगा दें। इस मामले में, समर्थन का क्षेत्र छोटा होता है, और उसी बल की कार्रवाई के तहत, नाखून रेत में गहराई तक चले जाते हैं।

अनुभव। दूसरा दृष्टांत.

इस बल की क्रिया का परिणाम इस बात पर निर्भर करता है कि सतह क्षेत्र की प्रत्येक इकाई पर कौन सा बल कार्य करता है।

विचारित उदाहरणों में, बल शरीर की सतह पर लंबवत कार्य करते हैं। व्यक्ति का वजन बर्फ की सतह के लंबवत था; बटन पर लगने वाला बल बोर्ड की सतह के लंबवत होता है।

कीमत, अनुपात के बराबरइस सतह के क्षेत्रफल पर, सतह के लंबवत् कार्य करने वाले बल को दबाव कहा जाता है.

दबाव निर्धारित करने के लिए, सतह पर लंबवत कार्य करने वाले बल को सतह क्षेत्र से विभाजित करना आवश्यक है:

दबाव = बल/क्षेत्र.

आइए हम इस अभिव्यक्ति में शामिल मात्राओं को निरूपित करें: दबाव - पी, सतह पर कार्य करने वाला बल, - एफऔर सतह क्षेत्र एस.

तब हमें सूत्र मिलता है:

पी = एफ/एस

यह स्पष्ट है कि उसी क्षेत्र पर कार्य करने वाला एक बड़ा बल उत्पन्न होगा अधिक दबाव.

दबाव इकाई को उस दबाव के रूप में लिया जाता है जो इस सतह के लंबवत 1 मीटर 2 की सतह पर 1 एन का बल उत्पन्न करता है.

दबाव की इकाई - न्यूटन प्रति वर्ग मीटर(1 एन/एम 2)। फ्रांसीसी वैज्ञानिक के सम्मान में ब्लेस पास्कल इसे पास्कल कहा जाता है देहात). इस प्रकार,

1 पा = 1 एन/एम 2.

अन्य दबाव इकाइयों का भी उपयोग किया जाता है: हेक्टोपास्कल (एचपीए) और किलोपास्कल (किलो पास्कल).

1 केपीए = 1000 पीए;

1 एचपीए = 100 पीए;

1 पा = 0.001 केपीए;

1 पा = 0.01 एचपीए.

आइये समस्या का हाल लिखें और उसका समाधान करें।

दिया गया : एम = 45 किग्रा, एस = 300 सेमी 2; पी = ?

एसआई इकाइयों में: एस = 0.03 मीटर 2

समाधान:

पी = एफ/एस,

एफ = पी,

पी = जी एम,

पी= 9.8 एन 45 किग्रा ≈ 450 एन,

पी= 450 / 0.03 एन/एम 2 = 15000 पा = 15 केपीए

"उत्तर": पी = 15000 पा = 15 केपीए

दबाव कम करने और बढ़ाने के उपाय.

एक भारी कैटरपिलर ट्रैक्टर मिट्टी पर 40-50 kPa के बराबर दबाव पैदा करता है, यानी 45 किलोग्राम वजन वाले लड़के के दबाव से केवल 2-3 गुना अधिक। ऐसा इसलिए है क्योंकि कैटरपिलर ड्राइव के कारण ट्रैक्टर का वजन बड़े क्षेत्र में वितरित होता है। और हमने इसे स्थापित किया है कैसे अधिक क्षेत्रफलसमर्थन, इस समर्थन पर समान बल द्वारा उत्पन्न कम दबाव .

इस पर निर्भर करते हुए कि आपको छोटा या बड़ा दबाव प्राप्त करने की आवश्यकता है, समर्थन का क्षेत्र बढ़ता या घटता है। उदाहरण के लिए, किसी इमारत के निर्माण का दबाव झेलने के लिए मिट्टी नींव के निचले हिस्से का क्षेत्रफल बढ़ा देती है।

टायर ट्रकऔर विमान का लैंडिंग गियर यात्री कारों की तुलना में अधिक चौड़ा बनाया जाता है। रेगिस्तान में यात्रा करने के लिए डिज़ाइन की गई कारों के लिए विशेष रूप से चौड़े टायर बनाए जाते हैं।

ट्रैक्टर, टैंक या दलदल जैसी भारी मशीनें, पटरियों के बड़े असर वाले क्षेत्र वाली, दलदली इलाके से गुजरती हैं जहां से कोई व्यक्ति नहीं गुजर सकता है।

दूसरी ओर, एक छोटे सतह क्षेत्र के साथ, एक छोटे बल के साथ बड़ा दबाव उत्पन्न किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, किसी बोर्ड में एक बटन दबाने पर, हम उस पर लगभग 50 N का बल लगाते हैं। चूँकि बटन की नोक का क्षेत्रफल लगभग 1 मिमी 2 है, इसलिए इसके द्वारा उत्पन्न दबाव बराबर होता है:

पी = 50 एन / 0.000001 एम 2 = 50,000,000 पा = 50,000 केपीए।

तुलना के लिए, यह दबाव कैटरपिलर ट्रैक्टर द्वारा मिट्टी पर डाले गए दबाव से 1000 गुना अधिक है। ऐसे और भी कई उदाहरण मिल सकते हैं.

काटने और छेदने के औजारों (चाकू, कैंची, कटर, आरी, सुई आदि) के ब्लेड को विशेष रूप से तेज़ किया जाता है। एक तेज़ ब्लेड की नुकीली धार का क्षेत्रफल छोटा होता है, इसलिए थोड़ा सा बल भी बहुत अधिक दबाव बनाता है और ऐसे उपकरण के साथ काम करना आसान होता है।

वन्यजीवों में काटने और छेदने के उपकरण भी पाए जाते हैं: ये दांत, पंजे, चोंच, स्पाइक्स आदि हैं - ये सभी कठोर सामग्री से बने होते हैं, चिकने और बहुत तेज होते हैं।

दबाव

यह ज्ञात है कि गैस के अणु अनियमित रूप से चलते हैं।

हम पहले से ही जानते हैं कि गैसें, ठोस और तरल पदार्थों के विपरीत, उस पूरे बर्तन को भर देती हैं जिसमें वे स्थित होती हैं। उदाहरण के लिए, गैस भंडारण के लिए एक स्टील सिलेंडर, एक कार टायर ट्यूब या वॉलीबॉल। इस मामले में, गैस सिलेंडर, कक्ष या किसी अन्य निकाय की दीवारों, तली और ढक्कन पर दबाव डालती है जिसमें वह स्थित है। गैस का दबाव किसी सहारे पर ठोस वस्तु के दबाव के अलावा अन्य कारणों से होता है।

यह ज्ञात है कि गैस के अणु अनियमित रूप से चलते हैं। अपनी गति के दौरान, वे एक-दूसरे से टकराते हैं, साथ ही उस बर्तन की दीवारों से भी टकराते हैं जिसमें गैस स्थित होती है। गैस में कई अणु होते हैं और इसलिए उनके प्रभावों की संख्या बहुत बड़ी होती है। उदाहरण के लिए, 1 सेकंड में 1 सेमी 2 की सतह पर एक कमरे में हवा के अणुओं के प्रभावों की संख्या को तेईस अंकों की संख्या के रूप में व्यक्त किया जाता है। यद्यपि एक व्यक्तिगत अणु का प्रभाव बल छोटा होता है, बर्तन की दीवारों पर सभी अणुओं की क्रिया महत्वपूर्ण होती है - यह गैस का दबाव बनाता है।

इसलिए, बर्तन की दीवारों पर (और गैस में रखे शरीर पर) गैस का दबाव गैस अणुओं के प्रभाव के कारण होता है .

निम्नलिखित अनुभव पर विचार करें. एयर पंप बेल के नीचे एक रबर की गेंद रखें। इसमें थोड़ी मात्रा में हवा होती है और होती है अनियमित आकार. फिर हम एक पंप से घंटी के नीचे से हवा बाहर निकालते हैं। गेंद का खोल, जिसके चारों ओर हवा अधिक से अधिक विरल हो जाती है, धीरे-धीरे फूल जाती है और एक नियमित गेंद का रूप ले लेती है।

इस अनुभव को कैसे समझाया जाए?

संपीड़ित गैस के भंडारण और परिवहन के लिए विशेष टिकाऊ स्टील सिलेंडर का उपयोग किया जाता है।

हमारे प्रयोग में, गतिमान गैस अणु लगातार गेंद की दीवारों से अंदर और बाहर टकराते रहते हैं। जब हवा को बाहर पंप किया जाता है, तो गेंद के खोल के चारों ओर घंटी में अणुओं की संख्या कम हो जाती है। लेकिन गेंद के अंदर उनकी संख्या नहीं बदलती. इसलिए, खोल की बाहरी दीवारों पर अणुओं के प्रभावों की संख्या आंतरिक दीवारों पर प्रभावों की संख्या से कम हो जाती है। गुब्बारे को तब तक फुलाया जाता है जब तक कि उसके रबर खोल की लोच का बल गैस के दबाव बल के बराबर न हो जाए। गेंद का खोल एक गेंद का आकार ले लेता है। इससे पता चलता है कि गैस इसकी दीवारों पर सभी दिशाओं में समान रूप से दबाव डालती है. दूसरे शब्दों में, सतह क्षेत्र के प्रति वर्ग सेंटीमीटर आणविक प्रभावों की संख्या सभी दिशाओं में समान है। सभी दिशाओं में समान दबाव गैस की विशेषता है और यह बड़ी संख्या में अणुओं की यादृच्छिक गति का परिणाम है।

आइए गैस का आयतन कम करने का प्रयास करें, लेकिन ताकि उसका द्रव्यमान अपरिवर्तित रहे। इसका मतलब यह है कि प्रत्येक घन सेंटीमीटर गैस में अधिक अणु होंगे, गैस का घनत्व बढ़ जाएगा। तब दीवारों पर अणुओं के प्रभावों की संख्या बढ़ जाएगी, यानी गैस का दबाव बढ़ जाएगा। इसकी पुष्टि अनुभव से की जा सकती है।

छवि पर एक कांच की ट्यूब दिखाई गई है, जिसका एक सिरा पतली रबर फिल्म से ढका हुआ है। ट्यूब में एक पिस्टन डाला जाता है। जब पिस्टन को अंदर धकेला जाता है, तो ट्यूब में हवा की मात्रा कम हो जाती है, यानी गैस संपीड़ित हो जाती है। रबर फिल्म बाहर की ओर उभरी हुई है, जो दर्शाती है कि ट्यूब में हवा का दबाव बढ़ गया है।

इसके विपरीत, गैस के समान द्रव्यमान के आयतन में वृद्धि के साथ, प्रत्येक घन सेंटीमीटर में अणुओं की संख्या घट जाती है। इससे बर्तन की दीवारों पर प्रभावों की संख्या कम हो जाएगी - गैस का दबाव कम हो जाएगा। दरअसल, जब पिस्टन को ट्यूब से बाहर निकाला जाता है, तो हवा की मात्रा बढ़ जाती है, फिल्म बर्तन के अंदर झुक जाती है। यह ट्यूब में हवा के दबाव में कमी का संकेत देता है। यदि ट्यूब में हवा के स्थान पर कोई अन्य गैस होगी तो भी यही घटना देखी जाएगी।

इसलिए, जब गैस का आयतन घटता है, तो उसका दबाव बढ़ता है, और जब आयतन बढ़ता है, तो दबाव कम होता है, बशर्ते कि गैस का द्रव्यमान और तापमान अपरिवर्तित रहे.

स्थिर आयतन पर गर्म करने पर गैस का दबाव कैसे बदलता है? यह ज्ञात है कि गर्म करने पर गैस के अणुओं की गति की गति बढ़ जाती है। तेजी से आगे बढ़ने पर, अणु बर्तन की दीवारों से अधिक बार टकराएंगे। इसके अलावा, दीवार पर अणु का प्रत्येक प्रभाव अधिक मजबूत होगा। परिणामस्वरूप, जहाज की दीवारों पर अधिक दबाव महसूस होगा।

इस तरह, किसी बंद बर्तन में गैस का दबाव जितना अधिक होता है, गैस का तापमान उतना ही अधिक होता है, बशर्ते कि गैस का द्रव्यमान और आयतन न बदले।

इन अनुभवों से, कोई भी कर सकता है सामान्य निष्कर्ष, क्या गैस का दबाव जितना अधिक होता है, अणु उतनी ही अधिक बार और अधिक तीव्रता से बर्तन की दीवारों से टकराते हैं .

गैसों के भंडारण और परिवहन के लिए इन्हें अत्यधिक संपीड़ित किया जाता है। साथ ही, उनका दबाव बढ़ता है, गैसों को विशेष, बहुत टिकाऊ सिलेंडरों में बंद किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, ऐसे सिलेंडरों में पनडुब्बियों में संपीड़ित हवा, धातु वेल्डिंग में उपयोग की जाने वाली ऑक्सीजन होती है। बेशक, हमें हमेशा याद रखना चाहिए कि गैस सिलेंडर को गर्म नहीं किया जा सकता है, खासकर जब वे गैस से भरे हों। क्योंकि, जैसा कि हम पहले से ही समझते हैं, एक विस्फोट बहुत अप्रिय परिणामों के साथ हो सकता है।

पास्कल का नियम.

दबाव तरल या गैस के प्रत्येक बिंदु पर संचारित होता है।

पिस्टन का दबाव गेंद को भरने वाले तरल के प्रत्येक बिंदु पर प्रसारित होता है।

अब गैस.

ठोस पदार्थों के विपरीत, व्यक्तिगत परतें और छोटे कणतरल पदार्थ और गैसें सभी दिशाओं में एक दूसरे के सापेक्ष स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक गिलास में पानी की सतह पर हल्के से फूंक मारना पर्याप्त है, जिससे पानी हिल जाए। किसी नदी या झील पर हल्की सी हवा चलने पर लहरें दिखाई देने लगती हैं।

गैस और तरल कणों की गतिशीलता यह बताती है उन पर उत्पन्न दबाव न केवल बल की दिशा में, बल्कि हर बिंदु पर प्रसारित होता है. आइए इस घटना पर अधिक विस्तार से विचार करें।

छवि पर, एक गैस (या तरल) युक्त बर्तन को दर्शाया गया है। कण पूरे बर्तन में समान रूप से वितरित होते हैं। बर्तन एक पिस्टन द्वारा बंद होता है जो ऊपर और नीचे जा सकता है।

आइए थोड़ा बल लगाकर पिस्टन को थोड़ा अंदर की ओर घुमाएं और गैस (तरल) को सीधे उसके नीचे संपीड़ित करें। तब कण (अणु) इस स्थान पर पहले की तुलना में अधिक सघनता से स्थित होंगे (चित्र, बी)। गतिशीलता के कारण गैस के कण सभी दिशाओं में गति करेंगे। परिणामस्वरूप, उनकी व्यवस्था फिर से एक समान हो जाएगी, लेकिन पहले की तुलना में अधिक घनी हो जाएगी (चित्र सी)। इसलिए हर जगह गैस का दबाव बढ़ जाएगा. इसका मतलब यह है कि गैस या तरल के सभी कणों पर अतिरिक्त दबाव स्थानांतरित हो जाता है। इसलिए, यदि पिस्टन के पास गैस (तरल) पर दबाव 1 Pa बढ़ जाता है, तो सभी बिंदुओं पर अंदरगैस या तरल का दबाव पहले की तुलना में उसी मात्रा में अधिक होगा। बर्तन की दीवारों, तली और पिस्टन पर दबाव 1 Pa बढ़ जाएगा।

किसी तरल या गैस पर डाला गया दबाव किसी भी बिंदु पर सभी दिशाओं में समान रूप से प्रसारित होता है .

इस कथन को कहा जाता है पास्कल का नियम.

पास्कल के नियम के आधार पर निम्नलिखित प्रयोगों को समझाना आसान है।

चित्र में विभिन्न स्थानों पर छोटे छेद वाला एक खोखला गोला दिखाया गया है। गेंद से एक ट्यूब जुड़ी होती है, जिसमें एक पिस्टन डाला जाता है। यदि आप गेंद में पानी खींचते हैं और पिस्टन को ट्यूब में धकेलते हैं, तो गेंद के सभी छिद्रों से पानी बहेगा। इस प्रयोग में, पिस्टन ट्यूब में पानी की सतह पर दबाव डालता है। पिस्टन के नीचे पानी के कण, संघनित होकर, इसके दबाव को गहरी स्थित अन्य परतों में स्थानांतरित करते हैं। इस प्रकार, पिस्टन का दबाव गेंद को भरने वाले तरल के प्रत्येक बिंदु पर प्रसारित होता है। परिणामस्वरूप, पानी का कुछ हिस्सा सभी छिद्रों से बहने वाली समान धाराओं के रूप में गेंद से बाहर धकेल दिया जाता है।

यदि गेंद धुएँ से भरी है, तो जब पिस्टन को ट्यूब में धकेला जाएगा, तो गेंद के सभी छिद्रों से धुएँ की समान धाराएँ निकलने लगेंगी। इससे इसकी पुष्टि होती है और गैसें अपने ऊपर उत्पन्न दबाव को सभी दिशाओं में समान रूप से संचारित करती हैं.

तरल और गैस में दबाव.

तरल के भार के नीचे, ट्यूब में रबर का तल ढीला हो जाएगा।

पृथ्वी पर सभी पिंडों की तरह तरल पदार्थ भी गुरुत्वाकर्षण बल से प्रभावित होते हैं। इसलिए, बर्तन में डाली गई तरल की प्रत्येक परत अपने वजन के साथ दबाव बनाती है, जो पास्कल के नियम के अनुसार, सभी दिशाओं में प्रसारित होती है। इसलिए, तरल के अंदर दबाव होता है। इसे अनुभव से सत्यापित किया जा सकता है।

एक कांच की नली में पानी डालें, जिसका निचला छेद एक पतली रबर फिल्म से बंद हो। तरल के भार के नीचे, ट्यूब का निचला भाग झुक जाएगा।

अनुभव से पता चलता है कि रबर फिल्म के ऊपर पानी का स्तंभ जितना ऊंचा होता है, वह उतना ही अधिक शिथिल हो जाता है। लेकिन हर बार रबर का तल ढीला होने के बाद, ट्यूब में पानी संतुलन में आ जाता है (रुक जाता है), क्योंकि गुरुत्वाकर्षण के अलावा, खिंची हुई रबर फिल्म का लोचदार बल पानी पर कार्य करता है।

रबर फिल्म पर कार्य करने वाली शक्तियाँ

दोनों तरफ समान हैं.

चित्रण।

गुरुत्वाकर्षण के कारण सिलेंडर पर दबाव के कारण तली सिलेंडर से दूर चली जाती है।

आइए रबर के तले वाली एक ट्यूब, जिसमें पानी डाला जाता है, को पानी से भरे दूसरे, चौड़े बर्तन में डालें। हम देखेंगे कि जैसे ही ट्यूब को नीचे किया जाता है, रबर फिल्म धीरे-धीरे सीधी हो जाती है। फिल्म को पूरी तरह सीधा करने से पता चलता है कि इस पर ऊपर और नीचे से लगने वाली शक्तियां बराबर हैं। फिल्म का पूर्ण रूप से सीधा होना तब होता है जब ट्यूब और बर्तन में पानी का स्तर मेल खाता है।

वही प्रयोग एक ट्यूब के साथ किया जा सकता है जिसमें एक रबर फिल्म साइड ओपनिंग को बंद कर देती है, जैसा कि चित्र ए में दिखाया गया है। पानी की इस ट्यूब को पानी के दूसरे बर्तन में डुबोएं, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, बी. हम देखेंगे कि जैसे ही ट्यूब और बर्तन में पानी का स्तर बराबर हो जाता है, फिल्म फिर से सीधी हो जाती है। इसका मतलब यह है कि रबर फिल्म पर कार्य करने वाली शक्तियां सभी तरफ से समान हैं।

ऐसा बर्तन लें जिसका पेंदा गिर सकता हो. आइए इसे पानी के एक जार में डाल दें। इस मामले में, तली को बर्तन के किनारे पर कसकर दबाया जाएगा और गिरेगा नहीं। इसे नीचे से ऊपर की ओर निर्देशित पानी के दबाव के बल से दबाया जाता है।

हम सावधानी से बर्तन में पानी डालेंगे और उसकी तली की निगरानी करेंगे। जैसे ही बर्तन में पानी का स्तर जार में पानी के स्तर के साथ मेल खाता है, यह बर्तन से दूर गिर जाएगा।

पृथक्करण के क्षण में, बर्तन में तरल का एक स्तंभ नीचे की ओर दबता है, और समान ऊंचाई के तरल के एक स्तंभ के नीचे से ऊपर तक दबाव संचारित होता है, लेकिन जार में स्थित होता है। ये दोनों दबाव समान हैं, लेकिन तली सिलेंडर पर अपने गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के कारण सिलेंडर से दूर चली जाती है।

पानी के साथ प्रयोगों का वर्णन ऊपर किया गया है, लेकिन यदि पानी के स्थान पर कोई अन्य तरल पदार्थ लिया जाए तो प्रयोग के परिणाम वही होंगे।

तो, प्रयोग यह दिखाते हैं तरल के अंदर दबाव होता है, और एक ही स्तर पर यह सभी दिशाओं में समान होता है। गहराई के साथ दबाव बढ़ता है.

इस संबंध में गैसें तरल पदार्थों से भिन्न नहीं होती हैं, क्योंकि उनका भी वजन होता है। लेकिन हमें याद रखना चाहिए कि गैस का घनत्व तरल के घनत्व से सैकड़ों गुना कम होता है। बर्तन में गैस का वजन छोटा है, और कई मामलों में इसके "वजन" दबाव को नजरअंदाज किया जा सकता है।

बर्तन के तल और दीवारों पर तरल दबाव की गणना।

बर्तन के तल और दीवारों पर तरल दबाव की गणना।

विचार करें कि आप किसी बर्तन के तल और दीवारों पर तरल के दबाव की गणना कैसे कर सकते हैं। आइए सबसे पहले एक आयताकार समान्तर चतुर्भुज के आकार वाले बर्तन की समस्या को हल करें।

बल एफ, जिससे इस बर्तन में डाला गया तरल इसके तली पर दबता है, वजन के बराबर होता है पीबर्तन में तरल. किसी तरल पदार्थ का वजन उसके द्रव्यमान को जानकर निर्धारित किया जा सकता है। एम. जैसा कि आप जानते हैं, द्रव्यमान की गणना सूत्र द्वारा की जा सकती है: एम = ρ वी. हमारे द्वारा चुने गए बर्तन में डाले गए तरल की मात्रा की गणना करना आसान है। यदि बर्तन में तरल स्तंभ की ऊंचाई को अक्षर द्वारा दर्शाया गया है एच, और बर्तन के नीचे का क्षेत्र एस, वह वी = एस एच.

तरल द्रव्यमान एम = ρ वी, या एम = ρ एस एच .

इस तरल का वजन पी = जी एम, या पी = जी ρ एस एच.

चूंकि तरल स्तंभ का वजन उस बल के बराबर होता है जिसके साथ तरल बर्तन के तल पर दबाता है, तो, वजन को विभाजित करना पीचौक तक एस, हमें द्रव दबाव मिलता है पी:

पी = पी/एस, या पी = जी ρ एस एच/एस,

हमने एक बर्तन के तल पर तरल के दबाव की गणना के लिए एक सूत्र प्राप्त किया है। इस सूत्र से यह ज्ञात होता है कि किसी बर्तन के तल पर तरल का दबाव केवल तरल स्तंभ के घनत्व और ऊंचाई पर निर्भर करता है.

इसलिए, व्युत्पन्न सूत्र के अनुसार, बर्तन में डाले गए तरल के दबाव की गणना करना संभव है किसी भी रूप(सख्ती से कहें तो, हमारी गणना केवल उन जहाजों के लिए उपयुक्त है जिनका आकार सीधा प्रिज्म और सिलेंडर जैसा है। संस्थान के भौतिकी पाठ्यक्रमों में, यह साबित हुआ कि सूत्र मनमाना आकार के बर्तन के लिए भी सही है)। इसके अलावा, इसका उपयोग जहाज की दीवारों पर दबाव की गणना करने के लिए किया जा सकता है। तरल पदार्थ के अंदर का दबाव, जिसमें नीचे से ऊपर तक का दबाव भी शामिल है, की गणना भी इस सूत्र का उपयोग करके की जाती है, क्योंकि समान गहराई पर दबाव सभी दिशाओं में समान होता है।

सूत्र का उपयोग करके दबाव की गणना करते समय पी = जी.पी.एचघनत्व की आवश्यकता है ρ किलोग्राम प्रति घन मीटर (किलो / मी 3), और तरल स्तंभ की ऊंचाई में व्यक्त किया गया एच- मीटर में (एम), जी= 9.8 एन/किग्रा, तो दबाव पास्कल (पा) में व्यक्त किया जाएगा।

उदाहरण. यदि तेल स्तंभ की ऊंचाई 10 मीटर है और इसका घनत्व 800 किग्रा/मीटर 3 है तो टैंक के तल पर तेल का दबाव निर्धारित करें।

चलो समस्या का हाल लिखो और लिखो.

दिया गया :

ρ = 800 किग्रा/मी 3

समाधान :

पी = 9.8 एन/किग्रा 800 किग्रा/मीटर 3 10 मीटर ≈ 80,000 पीए ≈ 80 केपीए।

उत्तर : पी ≈ 80 केपीए।

संचार वाहिकाएँ।

संचार वाहिकाएँ।

यह चित्र रबर ट्यूब द्वारा एक दूसरे से जुड़े दो जहाजों को दर्शाता है। ऐसे जहाजों को कहा जाता है संचार. एक पानी का डिब्बा, एक चायदानी, एक कॉफी पॉट संचार वाहिकाओं के उदाहरण हैं। हम अनुभव से जानते हैं कि पानी, उदाहरण के लिए, पानी के डिब्बे में डाला जाता है, हमेशा टोंटी और अंदर एक ही स्तर पर रहता है।

संचार वाहिकाएँ हमारे लिए सामान्य हैं। उदाहरण के लिए, यह एक चायदानी, एक पानी का डिब्बा या एक कॉफी पॉट हो सकता है।

किसी भी आकार के संचार वाहिकाओं में एक सजातीय तरल की सतहें समान स्तर पर स्थापित होती हैं।

विभिन्न घनत्व के तरल पदार्थ.

संचार वाहिकाओं के साथ, निम्नलिखित सरल प्रयोग किया जा सकता है। प्रयोग की शुरुआत में, हम रबर ट्यूब को बीच में दबाते हैं, और एक ट्यूब में पानी डालते हैं। फिर हम क्लैंप खोलते हैं, और पानी तुरंत दूसरी ट्यूब में प्रवाहित होता है जब तक कि दोनों ट्यूबों में पानी की सतह समान स्तर पर न हो जाए। आप एक ट्यूब को तिपाई में लगा सकते हैं, और दूसरे को अलग-अलग दिशाओं में ऊपर, नीचे या झुका सकते हैं। और इस मामले में, जैसे ही तरल शांत हो जाएगा, दोनों ट्यूबों में इसका स्तर बराबर हो जाएगा।

किसी भी आकार और खंड के संचार वाहिकाओं में, एक सजातीय तरल की सतहों को एक ही स्तर पर सेट किया जाता है(बशर्ते कि तरल के ऊपर हवा का दबाव समान हो) (चित्र 109)।

इसे इस प्रकार उचित ठहराया जा सकता है। तरल एक बर्तन से दूसरे बर्तन में गए बिना आराम की स्थिति में होता है। इसका मतलब यह है कि दोनों जहाजों में दबाव किसी भी स्तर पर समान है। दोनों बर्तनों में तरल समान है, यानी इसका घनत्व समान है। अतः इसकी ऊँचाई भी समान होनी चाहिए। जब हम एक बर्तन उठाते हैं या उसमें तरल पदार्थ डालते हैं, तो उसमें दबाव बढ़ जाता है और दबाव संतुलित होने तक तरल दूसरे बर्तन में चला जाता है।

यदि संचार वाहिकाओं में से एक में एक घनत्व का तरल डाला जाता है, और दूसरे में एक और घनत्व डाला जाता है, तो संतुलन पर इन तरल पदार्थों का स्तर समान नहीं होगा। और ये बात समझ में आती है. हम जानते हैं कि किसी बर्तन के तल पर तरल का दबाव स्तंभ की ऊंचाई और तरल के घनत्व के सीधे आनुपातिक होता है। और इस मामले में, तरल पदार्थों का घनत्व भिन्न होगा।

समान दबाव के साथ, अधिक घनत्व वाले तरल स्तंभ की ऊंचाई कम घनत्व वाले तरल स्तंभ की ऊंचाई से कम होगी (चित्र)।

अनुभव। वायु का द्रव्यमान कैसे ज्ञात करें?

वायुभार. वातावरणीय दबाव.

अस्तित्व वायु - दाब.

वायुमंडलीय दबाव किसी बर्तन में विरल वायु के दबाव से अधिक होता है।

गुरुत्वाकर्षण बल हवा के साथ-साथ पृथ्वी पर स्थित किसी भी पिंड पर कार्य करता है, और इसलिए, हवा में भार होता है। वायु का द्रव्यमान जानकर उसके भार की गणना करना आसान है।

हम अनुभव से दिखाएंगे कि हवा के द्रव्यमान की गणना कैसे करें। ऐसा करने के लिए, कॉर्क के साथ एक मजबूत कांच की गेंद और क्लैंप के साथ एक रबर ट्यूब लें। हम एक पंप के साथ इसमें से हवा निकालते हैं, ट्यूब को क्लैंप से दबाते हैं और इसे तराजू पर संतुलित करते हैं। फिर, रबर ट्यूब पर लगे क्लैंप को खोलकर उसमें हवा डालें। ऐसे में तराजू का संतुलन बिगड़ जाएगा. इसे पुनर्स्थापित करने के लिए, आपको तराजू के दूसरे पलड़े पर वजन डालना होगा, जिसका द्रव्यमान गेंद के आयतन में हवा के द्रव्यमान के बराबर होगा।

प्रयोगों ने स्थापित किया है कि 0 डिग्री सेल्सियस के तापमान और सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर, 1 मीटर 3 की मात्रा वाली हवा का द्रव्यमान 1.29 किलोग्राम है। इस हवा के वजन की गणना करना आसान है:

पी = जी एम, पी = 9.8 एन/किग्रा 1.29 किग्रा ≈ 13 एन।

वायु कवच, पृथ्वी के चारों ओर, कहा जाता है वायुमंडल (ग्रीक से. वायुमंडलभाप, वायु, और गोला- गेंद)।

उड़ान अवलोकनों द्वारा दर्शाया गया वातावरण कृत्रिम उपग्रहपृथ्वी, कई हजार किलोमीटर की ऊंचाई तक फैली हुई है।

गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के कारण, वायुमंडल की ऊपरी परतें, समुद्र के पानी की तरह, निचली परतों को दबा देती हैं। पृथ्वी से सीधे सटी वायु परत सबसे अधिक संकुचित होती है और पास्कल के नियम के अनुसार उस पर उत्पन्न दबाव को सभी दिशाओं में स्थानांतरित करती है।

इसके परिणामस्वरूप, पृथ्वी की सतह और उस पर स्थित पिंड हवा की पूरी मोटाई के दबाव का अनुभव करते हैं, या, जैसा कि आमतौर पर ऐसे मामलों में कहा जाता है, अनुभव करते हैं वातावरणीय दबाव .

वायुमंडलीय दबाव के अस्तित्व को जीवन में हमारे सामने आने वाली कई घटनाओं से समझाया जा सकता है। आइए उनमें से कुछ पर विचार करें।

चित्र में एक कांच की ट्यूब दिखाई गई है, जिसके अंदर एक पिस्टन है जो ट्यूब की दीवारों पर अच्छी तरह फिट बैठता है। ट्यूब के सिरे को पानी में डुबोया जाता है। यदि आप पिस्टन को ऊपर उठाएंगे तो पानी उसके पीछे ऊपर उठेगा।

इस घटना का उपयोग जल पंपों और कुछ अन्य उपकरणों में किया जाता है।

चित्र में एक बेलनाकार बर्तन दिखाया गया है। इसे एक कॉर्क से बंद किया जाता है जिसमें एक नल के साथ एक ट्यूब डाली जाती है। एक पंप द्वारा वायु को बर्तन से बाहर निकाला जाता है। फिर ट्यूब के सिरे को पानी में रखा जाता है। यदि आप अब नल खोलेंगे, तो पानी फव्वारे के रूप में बर्तन के अंदर उछलेगा। पानी बर्तन में प्रवेश करता है क्योंकि वायुमंडलीय दबाव बर्तन में विरल हवा के दबाव से अधिक होता है।

पृथ्वी का वायु कवच क्यों मौजूद है?

सभी पिंडों की तरह, गैस के अणु जो पृथ्वी के वायु आवरण को बनाते हैं, पृथ्वी की ओर आकर्षित होते हैं।

लेकिन फिर, वे सभी पृथ्वी की सतह पर क्यों नहीं गिरते? पृथ्वी का वायु आवरण, उसका वायुमंडल, कैसे संरक्षित है? इसे समझने के लिए, हमें यह ध्यान रखना होगा कि गैसों के अणु निरंतर और यादृच्छिक गति में हैं। लेकिन फिर एक और सवाल उठता है: ये अणु उड़कर क्यों नहीं चले जाते? विश्व अंतरिक्षयानी अंतरिक्ष में.

पृथ्वी को पूरी तरह से छोड़ने के लिए, अणु, जैसे अंतरिक्ष यानया एक रॉकेट, एक बहुत होना चाहिए तीव्र गति(11.2 किमी/सेकेंड से कम नहीं)। यह तथाकथित दूसरा पलायन वेग. पृथ्वी के वायु आवरण में अधिकांश अणुओं की गति इससे बहुत कम है अंतरिक्ष वेग. इसलिए, उनमें से अधिकांश गुरुत्वाकर्षण द्वारा पृथ्वी से बंधे हैं, केवल नगण्य संख्या में अणु पृथ्वी से परे अंतरिक्ष में उड़ते हैं।

अणुओं की यादृच्छिक गति और उन पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव का परिणाम यह होता है कि गैस के अणु पृथ्वी के निकट अंतरिक्ष में "तैरते" हैं, जिससे एक वायु आवरण या हमारे ज्ञात वातावरण का निर्माण होता है।

मापन से पता चलता है कि ऊंचाई के साथ हवा का घनत्व तेजी से घटता है। तो, पृथ्वी से 5.5 किमी की ऊंचाई पर, हवा का घनत्व पृथ्वी की सतह पर इसके घनत्व से 2 गुना कम है, 11 किमी की ऊंचाई पर - 4 गुना कम, आदि। हवा जितनी अधिक होगी, हवा उतनी ही दुर्लभ होगी। और अंत में, सबसे ऊपरी परतों (पृथ्वी से सैकड़ों और हजारों किलोमीटर ऊपर) में, वायुमंडल धीरे-धीरे बदल जाता है वायुहीन स्थान. पृथ्वी के वायु आवरण की कोई स्पष्ट सीमा नहीं है।

कड़ाई से कहें तो, गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के कारण, किसी भी बंद बर्तन में गैस का घनत्व बर्तन के पूरे आयतन में समान नहीं होता है। बर्तन के तल पर, गैस का घनत्व उसके ऊपरी हिस्सों की तुलना में अधिक होता है, और इसलिए बर्तन में दबाव समान नहीं होता है। यह बर्तन के निचले हिस्से में ऊपर की तुलना में बड़ा होता है। हालाँकि, बर्तन में मौजूद गैस के लिए, घनत्व और दबाव में यह अंतर इतना छोटा है कि कई मामलों में इसे पूरी तरह से नजरअंदाज किया जा सकता है, बस इसके प्रति सचेत रहें। लेकिन कई हज़ार किलोमीटर तक फैले वातावरण के लिए, अंतर महत्वपूर्ण है।

वायुमंडलीय दबाव का मापन. टोरिसेली अनुभव.

तरल स्तंभ (§ 38) के दबाव की गणना के लिए सूत्र का उपयोग करके वायुमंडलीय दबाव की गणना करना असंभव है। ऐसी गणना के लिए, आपको वायुमंडल की ऊंचाई और हवा का घनत्व जानना होगा। लेकिन वायुमंडल की कोई निश्चित सीमा नहीं होती और अलग-अलग ऊंचाई पर हवा का घनत्व अलग-अलग होता है। हालाँकि, 17वीं शताब्दी में एक इतालवी वैज्ञानिक द्वारा प्रस्तावित एक प्रयोग का उपयोग करके वायुमंडलीय दबाव को मापा जा सकता है। इवांजेलिस्टा टोरिसेली गैलीलियो का एक छात्र.

टोरिसेली का प्रयोग इस प्रकार है: लगभग 1 मीटर लंबी एक कांच की नली, जो एक सिरे से बंद होती है, पारे से भरी होती है। फिर, ट्यूब के दूसरे सिरे को कसकर बंद करके, इसे पलट दिया जाता है और पारे के साथ एक कप में डाल दिया जाता है, जहां ट्यूब का यह सिरा पारे के स्तर के नीचे खुल जाता है। जैसा कि किसी भी तरल प्रयोग में होता है, पारे का कुछ भाग कप में डाला जाता है, और कुछ भाग नली में रहता है। ट्यूब में बचे पारा स्तंभ की ऊंचाई लगभग 760 मिमी है। ट्यूब के अंदर पारे के ऊपर हवा नहीं होती है, वायुहीन स्थान होता है, इसलिए इस ट्यूब के अंदर पारे के स्तंभ पर ऊपर से कोई भी गैस दबाव नहीं डालती है और माप को प्रभावित नहीं करती है।

टोरिसेली, जिन्होंने ऊपर वर्णित अनुभव का प्रस्ताव रखा, ने भी अपना स्पष्टीकरण दिया। वातावरण कप में पारे की सतह पर दबाव डालता है। बुध संतुलन में है. इसका मतलब है कि ट्यूब में दबाव है 1 (चित्र देखें) वायुमंडलीय दबाव के बराबर है। जब वायुमंडलीय दबाव बदलता है, तो ट्यूब में पारा स्तंभ की ऊंचाई भी बदल जाती है। जैसे-जैसे दबाव बढ़ता है, स्तंभ लंबा होता जाता है। जैसे ही दबाव कम होता है, पारा स्तंभ की ऊंचाई कम हो जाती है।

एए1 स्तर पर ट्यूब में दबाव ट्यूब में पारा स्तंभ के वजन से बनता है, क्योंकि ट्यूब के ऊपरी हिस्से में पारा के ऊपर कोई हवा नहीं होती है। अत: यह उसका अनुसरण करता है वायुमंडलीय दबाव ट्यूब में पारा स्तंभ के दबाव के बराबर है , अर्थात।

पीएटीएम = पीबुध।

टोरिसेली के प्रयोग में वायुमंडलीय दबाव जितना अधिक होगा, पारा स्तंभ उतना ही अधिक होगा। इसलिए, व्यवहार में, वायुमंडलीय दबाव को पारा स्तंभ की ऊंचाई (मिलीमीटर या सेंटीमीटर में) से मापा जा सकता है। यदि, उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय दबाव 780 मिमी एचजी है। कला। (वे कहते हैं "मिलीमीटर ऑफ पारे"), इसका मतलब यह है कि हवा उतना ही दबाव पैदा करती है जितना 780 मिमी ऊंचे पारे का एक ऊर्ध्वाधर स्तंभ पैदा करता है।

इसलिए, इस मामले में, 1 मिलीमीटर पारा (1 मिमी एचजी) को वायुमंडलीय दबाव की इकाई के रूप में लिया जाता है। आइए इस इकाई और हमें ज्ञात इकाई के बीच संबंध खोजें - पास्कल(पा).

1 मिमी की ऊंचाई वाले पारा के पारा स्तंभ ρ का दबाव है:

पी = जी ρ एच, पी= 9.8 एन / किग्रा 13,600 किग्रा / मी 3 0.001 मी ≈ 133.3 पा।

तो, 1 मिमी एचजी। कला। = 133.3 पा.

वर्तमान में, वायुमंडलीय दबाव आमतौर पर हेक्टोपास्कल (1 hPa = 100 Pa) में मापा जाता है। उदाहरण के लिए, मौसम रिपोर्ट घोषणा कर सकती है कि दबाव 1013 hPa है, जो 760 mmHg के समान है। कला।

ट्यूब में पारा स्तंभ की ऊंचाई का प्रतिदिन निरीक्षण करते हुए टोरिसेली ने पाया कि यह ऊंचाई बदलती रहती है, यानी वायुमंडलीय दबाव स्थिर नहीं है, यह बढ़ और घट सकता है। टोरिसेली ने यह भी देखा कि वायुमंडलीय दबाव मौसम में बदलाव से संबंधित है।

यदि टोरिसेली के प्रयोग में प्रयुक्त पारा ट्यूब से एक ऊर्ध्वाधर पैमाना जुड़ा हुआ है, तो हमें मिलता है सबसे सरल उपकरण - पारा बैरोमीटर (ग्रीक से. बारोस- भारीपन, मेट्रियो- उपाय)। इसका उपयोग वायुमंडलीय दबाव को मापने के लिए किया जाता है।

बैरोमीटर - निर्द्रव।

व्यवहार में, वायुमंडलीय दबाव को मापने के लिए एक धातु बैरोमीटर का उपयोग किया जाता है, जिसे कहा जाता है निर्द्रव (ग्रीक से अनुवादित - निर्द्रव). बैरोमीटर को ऐसा इसलिए कहा जाता है क्योंकि इसमें पारा नहीं होता है।

एनेरॉइड की उपस्थिति चित्र में दिखाई गई है। मुख्य हिस्सायह - एक लहरदार (नालीदार) सतह वाला एक धातु बॉक्स 1 (अन्य चित्र देखें)। इस बॉक्स से हवा को पंप किया जाता है, और ताकि वायुमंडलीय दबाव बॉक्स को कुचल न दे, इसके कवर 2 को एक स्प्रिंग द्वारा ऊपर खींच लिया जाता है। जैसे ही वायुमंडलीय दबाव बढ़ता है, ढक्कन नीचे की ओर झुक जाता है और स्प्रिंग पर दबाव पड़ता है। जब दबाव कम हो जाता है, तो स्प्रिंग आवरण को सीधा कर देता है। ट्रांसमिशन मैकेनिज्म 3 के माध्यम से एक एरो-पॉइंटर 4 स्प्रिंग से जुड़ा होता है, जो दबाव बदलने पर दाएं या बाएं चला जाता है। तीर के नीचे एक पैमाना लगा होता है, जिसके विभाजनों को पारा बैरोमीटर के संकेत के अनुसार अंकित किया जाता है। इस प्रकार, संख्या 750, जिसके सामने एनेरॉइड तीर खड़ा है (चित्र देखें), उसे दर्शाता है इस पलएक पारा बैरोमीटर में पारा स्तंभ की ऊंचाई 750 मिमी है।

इसलिए, वायुमंडलीय दबाव 750 मिमी एचजी है। कला। या ≈ 1000 hPa.

आने वाले दिनों के मौसम की भविष्यवाणी के लिए वायुमंडलीय दबाव का मान बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि वायुमंडलीय दबाव में परिवर्तन मौसम में बदलाव के साथ जुड़ा हुआ है। मौसम संबंधी प्रेक्षणों के लिए बैरोमीटर एक आवश्यक उपकरण है।

विभिन्न ऊंचाई पर वायुमंडलीय दबाव।

किसी तरल में, दबाव, जैसा कि हम जानते हैं, तरल के घनत्व और उसके स्तंभ की ऊंचाई पर निर्भर करता है। कम संपीड्यता के कारण, विभिन्न गहराई पर तरल का घनत्व लगभग समान होता है। इसलिए, दबाव की गणना करते समय, हम इसके घनत्व को स्थिर मानते हैं और केवल ऊंचाई में परिवर्तन को ध्यान में रखते हैं।

गैसों के मामले में स्थिति अधिक जटिल है। गैसें अत्यधिक संपीड़ित होती हैं। और गैस को जितना अधिक संपीड़ित किया जाता है, उसका घनत्व उतना ही अधिक होता है, और दबाव भी उतना ही अधिक होता है। आख़िरकार, गैस का दबाव शरीर की सतह पर उसके अणुओं के प्रभाव से बनता है।

पृथ्वी की सतह के निकट वायु की परतें उनके ऊपर की वायु की सभी परतों द्वारा संकुचित होती हैं। लेकिन सतह से हवा की परत जितनी ऊंची होती है, वह उतनी ही कमजोर रूप से संकुचित होती है, उसका घनत्व उतना ही कम होता है। अत: यह उतना ही कम दबाव उत्पन्न करता है। यदि, उदाहरण के लिए, गुब्बारापृथ्वी की सतह से ऊपर उठता है तो गेंद पर हवा का दबाव कम हो जाता है। ऐसा न केवल इसलिए होता है क्योंकि इसके ऊपर वायु स्तंभ की ऊंचाई कम हो जाती है, बल्कि इसलिए भी होता है क्योंकि वायु का घनत्व कम हो जाता है। यह नीचे की तुलना में ऊपर छोटा है। इसलिए, ऊंचाई पर वायुदाब की निर्भरता तरल पदार्थों की तुलना में अधिक जटिल है।

अवलोकनों से पता चलता है कि समुद्र तल पर स्थित क्षेत्रों में वायुमंडलीय दबाव औसतन 760 मिमी एचजी है। कला।

0 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 760 मिमी ऊंचे पारा स्तंभ के दबाव के बराबर वायुमंडलीय दबाव को सामान्य वायुमंडलीय दबाव कहा जाता है।.

सामान्य वायुमंडलीय दबाव 101 300 Pa = 1013 hPa के बराबर।

कैसे अधिक ऊंचाईसमुद्र तल से ऊपर, दबाव उतना ही कम होगा।

छोटी वृद्धि के साथ, औसतन, प्रत्येक 12 मीटर की वृद्धि के लिए, दबाव 1 मिमी एचजी कम हो जाता है। कला। (या 1.33 hPa).

ऊंचाई पर दबाव की निर्भरता को जानकर, बैरोमीटर की रीडिंग को बदलकर समुद्र तल से ऊंचाई निर्धारित करना संभव है। एनेरोइड्स ऐसे पैमाने होते हैं जिन पर आप सीधे समुद्र तल से ऊंचाई माप सकते हैं, कहलाते हैं अल्टीमीटर . इनका उपयोग विमानन में और पहाड़ों पर चढ़ते समय किया जाता है।

दबावमापक यन्त्र।

हम पहले से ही जानते हैं कि बैरोमीटर का उपयोग वायुमंडलीय दबाव को मापने के लिए किया जाता है। वायुमंडलीय दबाव से अधिक या कम दबाव मापने के लिए, दबावमापक यन्त्र (ग्रीक से. मानोस- दुर्लभ, अगोचर मेट्रियो- उपाय)। दबाव नापने का यंत्र हैं तरलऔर धातु.

पहले उपकरण और क्रिया पर विचार करें तरल मैनोमीटर खोलें. इसमें दो पैरों वाली कांच की ट्यूब होती है जिसमें कुछ तरल डाला जाता है। द्रव को दोनों घुटनों में समान स्तर पर स्थापित किया जाता है, क्योंकि बर्तन के घुटनों में इसकी सतह पर केवल वायुमंडलीय दबाव ही कार्य करता है।

यह समझने के लिए कि ऐसा दबाव नापने का यंत्र कैसे काम करता है, इसे एक रबर ट्यूब के साथ एक गोल फ्लैट बॉक्स से जोड़ा जा सकता है, जिसका एक किनारा रबर फिल्म से ढका होता है। यदि आप फिल्म पर अपनी उंगली दबाते हैं, तो बॉक्स में जुड़े मैनोमीटर घुटने में तरल स्तर कम हो जाएगा, और दूसरे घुटने में यह बढ़ जाएगा। यह क्या समझाता है?

फिल्म पर दबाव डालने से बॉक्स में हवा का दबाव बढ़ जाता है। पास्कल के नियम के अनुसार, दबाव में यह वृद्धि दबाव गेज के उस घुटने में तरल में स्थानांतरित हो जाती है, जो बॉक्स से जुड़ा होता है। इसलिए, इस घुटने में तरल पर दबाव दूसरे की तुलना में अधिक होगा, जहां केवल वायुमंडलीय दबाव तरल पर कार्य करता है। इस अतिरिक्त दबाव के प्रभाव में, तरल हिलना शुरू कर देगा। संपीड़ित हवा से घुटने में तरल गिरेगा, दूसरे में ऊपर उठेगा। जब संपीड़ित हवा का अतिरिक्त दबाव मैनोमीटर के दूसरे चरण में अतिरिक्त तरल स्तंभ द्वारा उत्पन्न दबाव से संतुलित हो जाता है तो तरल संतुलन (रोक) में आ जाएगा।

फिल्म पर दबाव जितना मजबूत होगा, अतिरिक्त तरल स्तंभ जितना अधिक होगा, उसका दबाव उतना ही अधिक होगा। इस तरह, दबाव में परिवर्तन का अंदाजा इस अतिरिक्त स्तंभ की ऊंचाई से लगाया जा सकता है.

यह आंकड़ा दिखाता है कि ऐसा दबाव नापने का यंत्र किसी तरल के अंदर के दबाव को कैसे माप सकता है। ट्यूब को तरल में जितना गहरा डुबोया जाता है, मैनोमीटर घुटनों में तरल स्तंभों की ऊंचाई में अंतर उतना ही अधिक हो जाता है।, इसलिए, इसलिए, और द्रव अधिक दबाव उत्पन्न करता है.

यदि आप डिवाइस बॉक्स को तरल के अंदर कुछ गहराई पर स्थापित करते हैं और इसे एक फिल्म के साथ ऊपर, किनारे और नीचे घुमाते हैं, तो दबाव गेज रीडिंग नहीं बदलेगी। ऐसा ही होना चाहिए, क्योंकि किसी तरल पदार्थ के अंदर समान स्तर पर, सभी दिशाओं में दबाव समान होता है.

तस्वीर दिखाती है धातु मैनोमीटर . ऐसे दबाव नापने का यंत्र का मुख्य भाग एक पाइप में मुड़ी हुई धातु की ट्यूब होती है 1 जिसका एक सिरा बंद है। नल के साथ ट्यूब का दूसरा सिरा 4 उस बर्तन के साथ संचार करता है जिसमें दबाव मापा जाता है। जैसे ही दबाव बढ़ता है, ट्यूब मुड़ जाती है। लीवर की सहायता से इसके बंद सिरे को हिलाना 5 और गियर 3 शूटर के पास गया 2 उपकरण के पैमाने के चारों ओर घूमना। जब दबाव कम हो जाता है, तो ट्यूब, अपनी लोच के कारण, अपनी पिछली स्थिति में लौट आती है, और तीर पैमाने के शून्य विभाजन पर वापस आ जाता है।

पिस्टन तरल पंप.

जिस प्रयोग पर हमने पहले (§ 40) विचार किया था, उसमें यह पाया गया कि वायुमंडलीय दबाव के प्रभाव में कांच की ट्यूब में पानी पिस्टन के पीछे ऊपर उठता है। यह क्रिया आधारित है पिस्टनपंप.

पंप को चित्र में योजनाबद्ध रूप से दिखाया गया है। इसमें एक सिलेंडर होता है, जिसके अंदर पिस्टन बर्तन की दीवारों से मजबूती से चिपककर ऊपर और नीचे जाता है 1 . वाल्व सिलेंडर के निचले हिस्से और पिस्टन में ही लगाए जाते हैं। 2 केवल ऊपर की ओर खुलना. जब पिस्टन ऊपर की ओर बढ़ता है, तो वायुमंडलीय दबाव की कार्रवाई के तहत पानी पाइप में प्रवेश करता है, नीचे के वाल्व को ऊपर उठाता है और पिस्टन के पीछे चला जाता है।

जब पिस्टन नीचे की ओर जाता है, तो पिस्टन के नीचे का पानी नीचे के वाल्व पर दबाव डालता है और वह बंद हो जाता है। उसी समय, पानी के दबाव में, पिस्टन के अंदर एक वाल्व खुल जाता है, और पानी पिस्टन के ऊपर की जगह में चला जाता है। पिस्टन के ऊपर की ओर अगली गति के साथ, इसके ऊपर का पानी भी इसके साथ ऊपर उठता है, जो आउटलेट पाइप में डाला जाता है। उसी समय, पानी का एक नया हिस्सा पिस्टन के पीछे उगता है, जो बाद में पिस्टन को नीचे करने पर उसके ऊपर होगा, और पंप चलने के दौरान यह पूरी प्रक्रिया बार-बार दोहराई जाती है।

हाइड्रॉलिक प्रेस।

पास्कल का नियम आपको क्रिया की व्याख्या करने की अनुमति देता है हाइड्रोलिक मशीन (ग्रीक से. हाइड्रोलिकोस- पानी)। ये ऐसी मशीनें हैं जिनकी क्रिया तरल पदार्थों की गति और संतुलन के नियमों पर आधारित है।

हाइड्रोलिक मशीन का मुख्य भाग विभिन्न व्यास के दो सिलेंडर हैं, जो पिस्टन और एक कनेक्टिंग ट्यूब से सुसज्जित हैं। पिस्टन और ट्यूब के नीचे का स्थान तरल (आमतौर पर खनिज तेल) से भरा होता है। दोनों सिलेंडरों में तरल स्तंभों की ऊंचाई तब तक समान है जब तक पिस्टन पर कोई बल कार्य नहीं कर रहा है।

आइए अब मान लें कि बल एफ 1 और एफ 2 - पिस्टन पर कार्य करने वाले बल, एस 1 और एस 2 - पिस्टन के क्षेत्र। पहले (छोटे) पिस्टन के नीचे दबाव है पी 1 = एफ 1 / एस 1 , और दूसरे के नीचे (बड़ा) पी 2 = एफ 2 / एस 2. पास्कल के नियम के अनुसार, आराम की स्थिति में किसी तरल पदार्थ का दबाव सभी दिशाओं में समान रूप से प्रसारित होता है, अर्थात। पी 1 = पी 2 या एफ 1 / एस 1 = एफ 2 / एस 2 , कहाँ से:

एफ 2 / एफ 1 = एस 2 / एस 1 .

इसलिए, ताकत एफ 2 इतनी अधिक शक्ति एफ 1 , बड़े पिस्टन का क्षेत्रफल छोटे पिस्टन के क्षेत्रफल से कितना गुना अधिक है?. उदाहरण के लिए, यदि बड़े पिस्टन का क्षेत्रफल 500 सेमी 2 है, और छोटे पिस्टन का क्षेत्रफल 5 सेमी 2 है, और 100 एन का बल छोटे पिस्टन पर कार्य करता है, तो 100 गुना अधिक बल कार्य करेगा। बड़ा पिस्टन, यानी 10,000 N.

इस प्रकार हाइड्रोलिक मशीन की सहायता से बड़े बल को छोटे बल के साथ संतुलित करना संभव है।

नज़रिया एफ 1 / एफ 2 शक्ति में वृद्धि को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, उपरोक्त उदाहरण में, बल में लाभ 10,000 N / 100 N = 100 है।

दबाने (निचोड़ने) के लिए प्रयुक्त हाइड्रोलिक मशीन कहलाती है हाइड्रॉलिक प्रेस .

हाइड्रोलिक प्रेस का उपयोग वहां किया जाता है जहां बहुत अधिक बिजली की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, तेल मिलों में बीजों से तेल निचोड़ने के लिए, प्लाईवुड, कार्डबोर्ड, घास दबाने के लिए। स्टील मिलें स्टील मशीन शाफ्ट, रेलवे पहिए और कई अन्य उत्पाद बनाने के लिए हाइड्रोलिक प्रेस का उपयोग करती हैं। आधुनिक हाइड्रोलिक प्रेस दसियों और करोड़ों न्यूटन का बल विकसित कर सकते हैं।

हाइड्रोलिक प्रेस का उपकरण चित्र में योजनाबद्ध रूप से दिखाया गया है। दबाई जाने वाली बॉडी 1 (ए) को एक बड़े पिस्टन 2 (बी) से जुड़े प्लेटफॉर्म पर रखा गया है। छोटा पिस्टन 3 (डी) तरल पर बड़ा दबाव बनाता है। यह दबाव सिलेंडरों में भरने वाले द्रव के प्रत्येक बिंदु तक संचारित होता है। इसलिए, वही दबाव दूसरे, बड़े पिस्टन पर कार्य करता है। लेकिन चूंकि दूसरे (बड़े) पिस्टन का क्षेत्रफल छोटे पिस्टन के क्षेत्रफल से अधिक है, तो उस पर लगने वाला बल पिस्टन 3 (डी) पर लगने वाले बल से अधिक होगा। इस बल के तहत, पिस्टन 2 (बी) ऊपर उठेगा। जब पिस्टन 2 (बी) ऊपर उठता है, तो बॉडी (ए) निश्चित ऊपरी प्लेटफॉर्म पर टिकी होती है और संपीड़ित होती है। दबाव नापने का यंत्र 4 (एम) द्रव दबाव को मापता है। जब द्रव का दबाव स्वीकार्य मूल्य से अधिक हो जाता है तो सुरक्षा वाल्व 5 (पी) स्वचालित रूप से खुल जाता है।

एक छोटे सिलेंडर से बड़े तरल को छोटे पिस्टन 3 (डी) के बार-बार हिलाने से पंप किया जाता है। यह निम्नलिखित तरीके से किया जाता है. जब छोटे पिस्टन (डी) को उठाया जाता है, तो वाल्व 6 (के) खुल जाता है और पिस्टन के नीचे की जगह में तरल पदार्थ सोख लिया जाता है। जब छोटे पिस्टन को तरल दबाव की क्रिया के तहत नीचे उतारा जाता है, तो वाल्व 6 (K) बंद हो जाता है, और वाल्व 7 (K") खुल जाता है, और तरल एक बड़े बर्तन में चला जाता है।

उनमें डूबे किसी पिंड पर पानी और गैस की क्रिया।

पानी के अंदर हम उस पत्थर को आसानी से उठा सकते हैं जिसे हवा में उठाना मुश्किल है। यदि आप कॉर्क को पानी में डुबाकर अपने हाथ से छुड़ा दें तो वह तैरने लगेगा। इन घटनाओं को कैसे समझाया जा सकता है?

हम जानते हैं (§ 38) कि तरल बर्तन के तल और दीवारों पर दबाव डालता है। और यदि तरल पदार्थ के अंदर कोई ठोस वस्तु रखी जाए तो उस पर भी बर्तन की दीवारों की तरह दबाव पड़ेगा।

उन बलों पर विचार करें जो तरल पदार्थ की ओर से उसमें डूबे शरीर पर कार्य करते हैं। तर्क करना आसान बनाने के लिए, हम एक ऐसा पिंड चुनते हैं जिसका आकार एक समान्तर चतुर्भुज जैसा होता है जिसका आधार तरल की सतह के समानांतर होता है (चित्र)। पिंड के पार्श्व फलकों पर कार्य करने वाली शक्तियाँ जोड़े में समान होती हैं और एक दूसरे को संतुलित करती हैं। इन बलों के प्रभाव में शरीर संकुचित हो जाता है। लेकिन शरीर के ऊपरी और निचले चेहरों पर कार्य करने वाली शक्तियां समान नहीं होती हैं। पर शीर्ष चेहराबलपूर्वक नीचे धकेलता है एफतरल पदार्थ का 1 स्तंभ लंबा एच 1 . निचले सतह के स्तर पर, दबाव एक ऊँचाई वाला तरल स्तंभ बनाता है एच 2. यह दबाव, जैसा कि हम जानते हैं (§ 37), तरल के अंदर सभी दिशाओं में प्रसारित होता है। इसलिए, शरीर के निचले चेहरे पर नीचे से ऊपर तक एक बल लगाएं एफ 2 एक तरल स्तंभ को ऊंचा दबाता है एच 2. लेकिन एच 2 और एच 1, इसलिए, बल का मापांक एफ 2 अधिक मॉड्यूलताकत एफ 1 . इसलिए, शरीर को बल के साथ तरल से बाहर धकेल दिया जाता है एफवाइट, बलों के अंतर के बराबर एफ 2 - एफ 1 , यानी

लेकिन S·h = V, जहां V समांतर चतुर्भुज का आयतन है, और ρ W·V = m W समांतर चतुर्भुज के आयतन में द्रव का द्रव्यमान है। इस तरह,

एफ वाइट = जी एम वेल = पी वेल,

अर्थात। उत्प्लावन बल उसमें डूबे हुए पिंड के आयतन में तरल के भार के बराबर होता है(उत्प्लावन बल उसमें डूबे हुए पिंड के आयतन के समान आयतन के तरल के वजन के बराबर होता है)।

किसी पिंड को तरल से बाहर धकेलने वाले बल के अस्तित्व को प्रयोगात्मक रूप से खोजना आसान है।

छवि पर अंत में एक तीर सूचक के साथ एक स्प्रिंग से लटका हुआ एक शरीर दिखाता है। तीर तिपाई पर स्प्रिंग के तनाव को चिह्नित करता है। जब शरीर को पानी में छोड़ा जाता है, तो झरना सिकुड़ जाता है (चित्र)। बी). स्प्रिंग का वही संकुचन प्राप्त होगा यदि आप शरीर पर नीचे से ऊपर की ओर कुछ बल लगाते हैं, उदाहरण के लिए, इसे अपने हाथ से दबाएं (इसे उठाएं)।

इसलिए, अनुभव इसकी पुष्टि करता है किसी तरल पदार्थ में किसी वस्तु पर लगने वाला बल उस वस्तु को तरल से बाहर धकेलता है.

गैसों के लिए, जैसा कि हम जानते हैं, पास्कल का नियम भी लागू होता है। इसीलिए गैस में मौजूद पिंडों पर एक बल लगाया जाता है जो उन्हें गैस से बाहर धकेलता है. इस बल के प्रभाव से गुब्बारे ऊपर उठते हैं। किसी पिंड को गैस से बाहर धकेलने वाले बल के अस्तित्व को प्रयोगात्मक रूप से भी देखा जा सकता है।

हम एक छोटे स्केल पैन पर एक कांच की गेंद या कॉर्क से बंद एक बड़ा फ्लास्क लटकाते हैं। तराजू संतुलित हैं. फिर फ्लास्क (या गेंद) के नीचे एक चौड़ा बर्तन रखा जाता है ताकि यह पूरे फ्लास्क को घेर ले। बर्तन कार्बन डाइऑक्साइड से भरा है, जिसका घनत्व है अधिक घनत्ववायु (तो कार्बन डाईऑक्साइडनीचे उतरता है और बर्तन को भरता है, उसमें से हवा को विस्थापित करता है)। ऐसे में तराजू का संतुलन बिगड़ जाता है. निलंबित फ्लास्क वाला एक कप ऊपर उठता है (चित्र)। कार्बन डाइऑक्साइड में डूबा हुआ एक फ्लास्क हवा में उस पर कार्य करने वाले बल की तुलना में अधिक उत्प्लावन बल का अनुभव करता है।

किसी पिंड को तरल या गैस से बाहर धकेलने वाला बल इस पिंड पर लागू गुरुत्वाकर्षण बल के विपरीत निर्देशित होता है.

इसलिए, प्रोलकोस्मोस)। यह बताता है कि क्यों पानी में हम कभी-कभी आसानी से उन पिंडों को उठा लेते हैं जिन्हें हम मुश्किल से हवा में रख पाते हैं।

एक छोटी बाल्टी और एक बेलनाकार पिंड स्प्रिंग से लटका हुआ है (चित्र, ए)। तिपाई पर तीर स्प्रिंग के विस्तार को दर्शाता है। यह हवा में शरीर का वजन दर्शाता है। शरीर को उठाकर, उसके नीचे एक नाली का बर्तन रखा जाता है, जिसमें नाली नली के स्तर तक तरल भरा होता है। उसके बाद, शरीर पूरी तरह से तरल में डूब जाता है (चित्र, बी)। जिसमें तरल का वह भाग, जिसका आयतन शरीर के आयतन के बराबर होता है, बाहर डाला जाता हैएक उड़ेलने वाले बर्तन से एक गिलास में। स्प्रिंग सिकुड़ता है और स्प्रिंग का सूचक तरल में शरीर के वजन में कमी को इंगित करने के लिए ऊपर उठता है। में इस मामले मेंशरीर पर गुरुत्वाकर्षण के अलावा एक और बल होता है जो इसे तरल से बाहर धकेलता है। यदि गिलास से तरल ऊपरी बाल्टी में डाला जाता है (यानी, जो शरीर द्वारा विस्थापित किया गया था), तो स्प्रिंग पॉइंटर अपनी प्रारंभिक स्थिति में वापस आ जाएगा (चित्र, सी)।

इस अनुभव के आधार पर यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि किसी तरल पदार्थ में पूरी तरह डूबे किसी पिंड को धकेलने वाला बल इस पिंड के आयतन में तरल के भार के बराबर होता है . हम §48 में इसी निष्कर्ष पर पहुंचे।

यदि इसी तरह का प्रयोग किसी गैस में डूबे हुए पिंड के साथ किया जाए, तो यह पता चलेगा पिंड को गैस से बाहर धकेलने वाला बल भी पिंड के आयतन में ली गई गैस के भार के बराबर होता है .

वह बल जो किसी पिंड को तरल या गैस से बाहर धकेलता है, कहलाता है आर्किमिडीज़ बल, वैज्ञानिक के सम्मान में आर्किमिडीज जिन्होंने सबसे पहले इसके अस्तित्व की ओर इशारा किया और इसके महत्व की गणना की।

तो, अनुभव ने पुष्टि की है कि आर्किमिडीज़ (या उत्प्लावन) बल शरीर के आयतन में तरल पदार्थ के वजन के बराबर है, अर्थात। एफए = पीच = जी एमऔर। शरीर द्वारा विस्थापित तरल एम एफ का द्रव्यमान, इसके घनत्व ρ डब्ल्यू और तरल में डूबे शरीर वी टी की मात्रा के संदर्भ में व्यक्त किया जा सकता है (वी एल के बाद से - शरीर द्वारा विस्थापित तरल की मात्रा के बराबर है) वी टी - तरल में डूबे शरीर का आयतन), यानी एम डब्ल्यू = ρ डब्ल्यू वी टी। तब हमें मिलता है:

एफए= जी ρऔर · वीटी

इसलिए, आर्किमिडीज़ बल उस तरल के घनत्व पर निर्भर करता है जिसमें शरीर डूबा हुआ है, और इस शरीर की मात्रा पर। लेकिन यह, उदाहरण के लिए, किसी तरल पदार्थ में डूबे हुए पिंड के पदार्थ के घनत्व पर निर्भर नहीं करता है, क्योंकि यह मात्रा परिणामी सूत्र में शामिल नहीं है।

आइए अब हम किसी तरल (या गैस) में डूबे हुए पिंड का वजन निर्धारित करें। चूँकि इस मामले में शरीर पर कार्य करने वाली दो शक्तियां निर्देशित होती हैं विपरीत दिशाएं(गुरुत्वाकर्षण नीचे है, और आर्किमिडीयन बल ऊपर है), तो द्रव पी 1 में शरीर का वजन होगा कम वजननिर्वात में शव पी = जी एमआर्किमिडीज़ बल को एफए = जी एमडब्ल्यू (कहाँ एम w शरीर द्वारा विस्थापित तरल या गैस का द्रव्यमान है)।

इस प्रकार, यदि किसी पिंड को किसी तरल या गैस में डुबोया जाए तो उसका वजन उतना ही कम हो जाता है जितना उसके द्वारा हटाए गए तरल या गैस का वजन कम हो जाता है.

उदाहरण. समुद्री जल में 1.6 मीटर 3 आयतन वाले पत्थर पर लगने वाले उत्प्लावन बल का निर्धारण करें।

आइये समस्या का हाल लिखें और उसका समाधान करें।

जब तैरता हुआ पिंड तरल की सतह पर पहुँचता है, तो इसके आगे ऊपर की ओर बढ़ने के साथ, आर्किमिडीज़ बल कम हो जाएगा। क्यों? लेकिन क्योंकि तरल में डूबे शरीर के हिस्से का आयतन कम हो जाएगा, और आर्किमिडीज़ बल उसमें डूबे हुए शरीर के हिस्से के आयतन में तरल के वजन के बराबर है।

जब आर्किमिडीज़ बल गुरुत्वाकर्षण बल के बराबर हो जाता है, तो पिंड रुक जाएगा और तरल की सतह पर तैरने लगेगा, आंशिक रूप से उसमें डूब जाएगा।

परिणामी निष्कर्ष को प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित करना आसान है।

नाली के बर्तन में नाली के पाइप के स्तर तक पानी डालें। उसके बाद, आइए तैरते हुए शरीर को हवा में तौलने के बाद बर्तन में डुबो दें। पानी में उतरने पर, शरीर उसमें डूबे हुए शरीर के हिस्से के आयतन के बराबर पानी की मात्रा विस्थापित कर देता है। इस पानी को तौलने पर हमें पता चलता है कि इसका भार (आर्किमिडीयन बल) किसी तैरते हुए पिंड पर लगने वाले गुरुत्वाकर्षण बल या हवा में इस पिंड के भार के बराबर है।

तैरते हुए अन्य पिंडों के साथ भी यही प्रयोग किया विभिन्न तरल पदार्थ- पानी, अल्कोहल, नमक के घोल में आप यह सुनिश्चित कर सकते हैं यदि कोई पिंड किसी तरल पदार्थ में तैरता है, तो उसके द्वारा विस्थापित तरल का भार वजन के बराबरयह शरीर हवा में.

इसे साबित करना आसान है यदि किसी ठोस पदार्थ का घनत्व किसी तरल पदार्थ के घनत्व से अधिक हो तो पिंड ऐसे तरल में डूब जाता है। इस तरल में कम घनत्व वाला पिंड तैरता है. उदाहरण के लिए, लोहे का एक टुकड़ा पानी में डूब जाता है लेकिन पारे में तैरता है। दूसरी ओर, शरीर, जिसका घनत्व तरल के घनत्व के बराबर है, तरल के अंदर संतुलन में रहता है।

बर्फ पानी की सतह पर तैरती है क्योंकि इसका घनत्व पानी के घनत्व से कम होता है।

द्रव के घनत्व की तुलना में शरीर का घनत्व जितना कम होगा अल्पसंख्यकशरीर तरल पदार्थ में डूबा हुआ है .

शरीर और तरल के समान घनत्व के साथ, शरीर किसी भी गहराई पर तरल के अंदर तैरता है।

दो अमिश्रणीय तरल पदार्थ, उदाहरण के लिए, पानी और मिट्टी का तेल, उनके घनत्व के अनुसार एक बर्तन में स्थित होते हैं: बर्तन के निचले हिस्से में - सघन पानी (ρ = 1000 किग्रा / मी 3), शीर्ष पर - हल्का मिट्टी का तेल (ρ =) 800 किग्रा/मीटर 3) .

जलीय पर्यावरण में रहने वाले जीवों का औसत घनत्व पानी के घनत्व से थोड़ा भिन्न होता है, इसलिए उनका वजन आर्किमिडीज बल द्वारा लगभग पूरी तरह से संतुलित होता है। इसके कारण, जलीय जंतुओं को स्थलीय जंतुओं जैसे मजबूत और विशाल कंकालों की आवश्यकता नहीं होती है। इसी कारण से जलीय पौधों के तने लचीले होते हैं।

मछली का तैरने वाला मूत्राशय आसानी से अपना आयतन बदलता है। जब मछली मांसपेशियों की मदद से काफी गहराई तक उतरती है और उस पर पानी का दबाव बढ़ जाता है, तो बुलबुला सिकुड़ जाता है, मछली के शरीर का आयतन कम हो जाता है और वह ऊपर की ओर नहीं धकेलती, बल्कि गहराई में तैरती है। इस प्रकार, मछली, कुछ सीमाओं के भीतर, अपने गोता की गहराई को नियंत्रित कर सकती है। व्हेल अपनी फेफड़ों की क्षमता को सिकोड़कर और विस्तारित करके अपनी गोताखोरी की गहराई को नियंत्रित करती हैं।

सेलिंग शिप।

नदियों, झीलों, समुद्रों और महासागरों में यात्रा करने वाले जहाजों का निर्माण किया जाता है विभिन्न सामग्रियांविभिन्न घनत्वों के साथ। जहाज़ों का पतवार आमतौर पर स्टील की चादरों से बना होता है। जहाजों को मजबूती प्रदान करने वाले सभी आंतरिक फास्टनर भी धातुओं से बने होते हैं। जहाजों के निर्माण के लिए विभिन्न सामग्रियों का उपयोग किया जाता है, जिनमें पानी की तुलना में उच्च और निम्न दोनों घनत्व होते हैं।

जहाज़ कैसे तैरते हैं, जहाज़ पर कैसे चढ़ते हैं और बड़े भार कैसे ढोते हैं?

तैरते हुए पिंड (§ 50) के साथ एक प्रयोग से पता चला कि शरीर अपने पानी के नीचे के हिस्से से इतना पानी विस्थापित करता है कि यह पानी हवा में शरीर के वजन के बराबर होता है। यह किसी भी जहाज के लिए भी सत्य है।

जहाज के पानी के नीचे के हिस्से द्वारा विस्थापित पानी का वजन हवा में कार्गो के साथ जहाज के वजन या कार्गो के साथ जहाज पर कार्य करने वाले गुरुत्वाकर्षण बल के बराबर होता है।.

जहाज पानी में जिस गहराई तक डूबा होता है उसे कहा जाता है मसौदा . सबसे गहरे स्वीकार्य ड्राफ्ट को जहाज के पतवार पर लाल रेखा से चिह्नित किया जाता है जिसे कहा जाता है जलरेखा (डच से. पानी- पानी)।

जलरेखा में डूबे होने पर जहाज द्वारा विस्थापित पानी का भार, माल के साथ जहाज पर लगने वाले गुरुत्वाकर्षण बल के बराबर, जहाज का विस्थापन कहलाता है.

वर्तमान में, तेल के परिवहन के लिए 5,000,000 kN (5 10 6 kN) और अधिक के विस्थापन वाले जहाज बनाए जा रहे हैं, यानी, कार्गो के साथ 500,000 टन (5 10 5 t) और अधिक का द्रव्यमान।

यदि हम विस्थापन से जहाज का वजन घटा दें तो हमें इस जहाज की वहन क्षमता प्राप्त होती है। वहन क्षमता जहाज द्वारा ले जाए गए माल के वजन को दर्शाती है।

जहाज निर्माण तभी से अस्तित्व में है प्राचीन मिस्र, फेनिशिया में (ऐसा माना जाता है कि फोनीशियन सर्वश्रेष्ठ जहाज निर्माताओं में से एक थे), प्राचीन चीन।

रूस में, जहाज निर्माण की शुरुआत 17वीं और 18वीं शताब्दी के अंत में हुई। मुख्य रूप से युद्धपोत बनाए गए, लेकिन यह रूस में था कि पहला आइसब्रेकर, इंजन वाले जहाज बने आंतरिक जलन, परमाणु आइसब्रेकर"आर्कटिक"।

वैमानिकी।

1783 में मॉन्टगॉल्फियर बंधुओं की गेंद का वर्णन करने वाला चित्र: “देखें और सटीक आयाम"ग्लोब बैलून", जो पहला था"। 1786

प्राचीन काल से ही लोगों ने बादलों के ऊपर उड़ने, तैरने में सक्षम होने का सपना देखा है वायु सागरजैसे वे समुद्र में नौकायन कर रहे थे। वैमानिकी के लिए

सबसे पहले, गुब्बारों का उपयोग किया जाता था, जो या तो गर्म हवा से, या हाइड्रोजन या हीलियम से भरे होते थे।

किसी गुब्बारे को हवा में ऊपर उठने के लिए यह आवश्यक है कि आर्किमिडीयन बल (उछाल) एफए, गेंद पर अभिनय, गुरुत्वाकर्षण से अधिक था एफभारी, यानी एफए > एफभारी

जैसे-जैसे गेंद ऊपर उठती है, उस पर कार्य करने वाला आर्किमिडीज़ बल कम हो जाता है ( एफए = gρV), चूँकि ऊपरी वायुमंडल का घनत्व पृथ्वी की सतह से कम है। ऊंचा उठाने के लिए गेंद से एक विशेष गिट्टी (वजन) गिराई जाती है और इससे गेंद हल्की हो जाती है। अंततः गेंद अपनी अधिकतम उठाने की ऊँचाई तक पहुँच जाती है। गेंद को नीचे करने के लिए, गैस का कुछ हिस्सा एक विशेष वाल्व का उपयोग करके उसके खोल से छोड़ा जाता है।

क्षैतिज दिशा में गुब्बारा हवा के प्रभाव से ही गति करता है, इसलिए इसे कहते हैं गुब्बारा (ग्रीक से वायु- वायु, स्टेटो- खड़ा है)। अभी कुछ समय पहले, वायुमंडल की ऊपरी परतों, समताप मंडल का अध्ययन करने के लिए विशाल गुब्बारों का उपयोग किया जाता था - स्ट्रैटोस्टेट्स .

इससे पहले कि वे हवाई मार्ग से यात्रियों और माल के परिवहन के लिए बड़े विमान बनाना सीखते, नियंत्रित गुब्बारों का उपयोग किया जाता था - हवाई पोतों. उनके पास एक लम्बी आकृति है, इंजन के साथ एक गोंडोला शरीर के नीचे निलंबित है, जो प्रोपेलर को चलाता है।

गुब्बारा न केवल अपने आप ऊपर उठता है, बल्कि कुछ सामान भी उठा सकता है: एक केबिन, लोग, उपकरण। इसलिए, यह पता लगाने के लिए कि एक गुब्बारा किस प्रकार का भार उठा सकता है, यह निर्धारित करना आवश्यक है। उठाने का बल.

उदाहरण के लिए, हीलियम से भरा 40 मीटर 3 आयतन वाला एक गुब्बारा हवा में छोड़ा जाता है। गेंद के खोल में भरने वाले हीलियम का द्रव्यमान बराबर होगा:
एम जीई = ρ जीई वी = 0.1890 किग्रा/एम 3 40 एम 3 = 7.2 किग्रा,
और इसका वजन है:
पी जीई = जी एम जीई; पी जीई \u003d 9.8 एन / किग्रा 7.2 किग्रा \u003d 71 एन।
हवा में इस गेंद पर कार्य करने वाला उत्प्लावन बल (आर्किमिडीयन) 40 मीटर 3 के आयतन वाली हवा के भार के बराबर है, अर्थात।
एफ ए = जी ρ वायु वी; एफ ए \u003d 9.8 एन / किग्रा 1.3 किग्रा / मी 3 40 एम 3 \u003d 520 एन।

इसका मतलब है कि यह गेंद 520 N - 71 N = 449 N वजन का भार उठा सकती है। यह इसकी उठाने की शक्ति है।

समान आयतन का एक गुब्बारा, लेकिन हाइड्रोजन से भरा हुआ, 479 N का भार उठा सकता है। इसका मतलब है कि इसकी उठाने की शक्ति हीलियम से भरे गुब्बारे की तुलना में अधिक है। लेकिन फिर भी, हीलियम का उपयोग अधिक बार किया जाता है, क्योंकि यह जलता नहीं है और इसलिए अधिक सुरक्षित है। हाइड्रोजन एक ज्वलनशील गैस है।

गर्म हवा से भरे गुब्बारे को ऊपर उठाना और नीचे करना बहुत आसान है। इसके लिए गेंद के निचले हिस्से में स्थित छेद के नीचे एक बर्नर लगा होता है। गैस बर्नर का उपयोग करके, आप गेंद के अंदर हवा के तापमान को नियंत्रित कर सकते हैं, जिसका अर्थ है इसका घनत्व और उछाल। गेंद को ऊंचा उठाने के लिए, बर्नर की लौ को बढ़ाते हुए, उसमें हवा को अधिक मजबूती से गर्म करना पर्याप्त है। जब बर्नर की लौ कम हो जाती है, तो गेंद में हवा का तापमान कम हो जाता है, और गेंद नीचे चली जाती है।

गेंद का ऐसा तापमान चुनना संभव है जिस पर गेंद और केबिन का वजन उछाल बल के बराबर होगा। फिर गेंद हवा में लटक जाएगी और उससे अवलोकन करना आसान हो जाएगा।

जैसे-जैसे विज्ञान विकसित हुआ, वहाँ थे महत्वपूर्ण परिवर्तनवैमानिकी इंजीनियरिंग में. गुब्बारों के लिए नए गोले का उपयोग करना संभव हो गया, जो टिकाऊ, ठंढ-प्रतिरोधी और हल्के हो गए।

रेडियो इंजीनियरिंग, इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमेशन के क्षेत्र में उपलब्धियों ने मानव रहित गुब्बारे डिजाइन करना संभव बना दिया। इन गुब्बारों का उपयोग वायु धाराओं का अध्ययन करने, वायुमंडल की निचली परतों में भौगोलिक और जैव चिकित्सा अनुसंधान के लिए किया जाता है।

एक हवा से भरे सीलबंद सिलेंडर की कल्पना करें जिसके ऊपर एक पिस्टन लगा हो। यदि आप पिस्टन पर दबाव डालना शुरू करते हैं, तो सिलेंडर में हवा की मात्रा कम होने लगेगी, हवा के अणु एक दूसरे के साथ और पिस्टन के साथ अधिक से अधिक तीव्रता से टकराएंगे, और पिस्टन पर संपीड़ित हवा का दबाव बढ़ जाएगा। बढ़ोतरी।

यदि पिस्टन को अब अचानक छोड़ दिया जाता है, तो संपीड़ित हवा उसे अचानक ऊपर धकेल देगी। ऐसा इसलिए होगा क्योंकि निरंतर पिस्टन क्षेत्र के साथ, संपीड़ित हवा से पिस्टन पर लगने वाला बल बढ़ जाएगा। पिस्टन का क्षेत्र अपरिवर्तित रहा, और गैस अणुओं की ओर से बल बढ़ गया, और दबाव तदनुसार बढ़ गया।

या कोई अन्य उदाहरण. एक आदमी जमीन पर खड़ा है, दोनों पैरों के बल खड़ा है। इस स्थिति में व्यक्ति आरामदायक होता है, उसे असुविधा का अनुभव नहीं होता है। लेकिन अगर यह व्यक्ति एक पैर पर खड़ा होने का फैसला कर ले तो क्या होगा? वह अपने एक पैर को घुटने से मोड़ लेगा, और अब वह केवल एक पैर के साथ जमीन पर झुक जाएगा। इस स्थिति में, एक व्यक्ति को कुछ असुविधा महसूस होगी, क्योंकि पैर पर दबाव बढ़ गया है, और लगभग 2 गुना। क्यों? क्योंकि वह क्षेत्र जिसके माध्यम से गुरुत्वाकर्षण अब किसी व्यक्ति को जमीन पर दबाता है, 2 गुना कम हो गया है। यहां एक उदाहरण दिया गया है कि दबाव क्या है और रोजमर्रा की जिंदगी में इसका पता लगाना कितना आसान है।

भौतिकी की दृष्टि से संख्यात्मक दृष्टि से दबाव को एक भौतिक राशि कहा जाता है ताकत के बराबरइस सतह के प्रति इकाई क्षेत्रफल की सतह पर लंबवत कार्य करना। इसलिए, सतह पर एक निश्चित बिंदु पर दबाव निर्धारित करने के लिए, सतह पर लागू बल के सामान्य घटक को सतह के छोटे तत्व के क्षेत्र से विभाजित किया जाता है, जिसके द्वारा बल दियायह सही है। और पूरे क्षेत्र पर औसत दबाव निर्धारित करने के लिए, सतह पर कार्य करने वाले बल के सामान्य घटक को विभाजित किया जाना चाहिए कुल क्षेत्रफलयह सतह.

दबाव पास्कल (Pa) में मापा जाता है। दबाव की इस इकाई का नाम किसके नाम पर रखा गया है? फ़्रांसीसी गणितज्ञ, भौतिक विज्ञानी और लेखक ब्लेज़ पास्कल, हाइड्रोस्टैटिक्स के मूल नियम के लेखक - पास्कल का नियम, जो बताता है कि किसी तरल या गैस पर डाला गया दबाव सभी दिशाओं में परिवर्तन के बिना किसी भी बिंदु तक प्रसारित होता है। वैज्ञानिक की मृत्यु के तीन शताब्दियों के बाद, इकाइयों पर डिक्री के अनुसार, दबाव की इकाई "पास्कल" को पहली बार 1961 में फ्रांस में प्रचलन में लाया गया था।

एक पास्कल एक न्यूटन के बल द्वारा लगाए गए दबाव के बराबर होता है, समान रूप से वितरित होता है, और एक वर्ग मीटर की सतह पर लंबवत निर्देशित होता है।

पास्कल में, न केवल यांत्रिक दबाव (यांत्रिक तनाव) मापा जाता है, बल्कि लोच का मापांक, यंग का मापांक, लोच का थोक मापांक, उपज शक्ति, आनुपातिकता सीमा, तन्य शक्ति, कतरनी शक्ति, ध्वनि दबाव और भी मापा जाता है। परासरणी दवाब. परंपरागत रूप से, यह पास्कल में है जो सबसे महत्वपूर्ण है यांत्रिक विशेषताएंताकत में सामग्री.

वातावरण तकनीकी (at), भौतिक (atm), किलोग्राम-बल प्रति वर्ग सेंटीमीटर (kgf/cm2)

पास्कल के अलावा, दबाव मापने के लिए अन्य (ऑफ-सिस्टम) इकाइयों का भी उपयोग किया जाता है। ऐसी ही एक इकाई "वायुमंडल" (पर) है। एक वायुमंडल का दबाव पृथ्वी की सतह पर समुद्र तल पर वायुमंडलीय दबाव के लगभग बराबर होता है। आज, "वातावरण" को तकनीकी वातावरण (पर) के रूप में समझा जाता है।

तकनीकी वातावरण (एटी) एक वर्ग सेंटीमीटर के क्षेत्र में समान रूप से वितरित एक किलोग्राम-बल (केजीएफ) द्वारा उत्पन्न दबाव है। और एक किलोग्राम-बल, त्वरण की स्थिति के तहत एक किलोग्राम द्रव्यमान वाले शरीर पर कार्य करने वाले गुरुत्वाकर्षण बल के बराबर होता है निर्बाध गिरावट, 9.80665 मी/से2 के बराबर। इस प्रकार एक किलोग्राम-बल 9.80665 न्यूटन के बराबर होता है, और 1 वायुमंडल ठीक 98066.5 Pa के बराबर होता है। 1 पर = 98066.5 पा.

उदाहरण के लिए, वायुमंडल में दबाव कार के टायरउदाहरण के लिए, GAZ-2217 यात्री बस के टायरों में अनुशंसित दबाव 3 वायुमंडल है।

"भौतिक वातावरण" (एटीएम) भी है, जिसे इसके आधार पर 760 मिमी ऊंचे पारे के एक स्तंभ के दबाव के रूप में परिभाषित किया गया है, यह देखते हुए कि 0 डिग्री सेल्सियस और उससे कम तापमान पर पारे का घनत्व 13595.04 किग्रा / मी 3 है। 9,80665 मी/से2 के गुरुत्वाकर्षण त्वरण की स्थितियाँ। तो यह पता चला कि 1 एटीएम = 1.033233 एटीएम = 101 325 पीए।

प्रति वर्ग सेंटीमीटर किलोग्राम-बल (किलोग्राम/सेमी2) के लिए, दबाव की यह गैर-प्रणालीगत इकाई अच्छी सटीकता के साथ सामान्य वायुमंडलीय दबाव के बराबर है, जो कभी-कभी विभिन्न प्रभावों का आकलन करने के लिए सुविधाजनक होती है।

गैर-प्रणालीगत इकाई "बार" लगभग एक वायुमंडल के बराबर है, लेकिन अधिक सटीक है - बिल्कुल 100,000 Pa। सीजीएस प्रणाली में, 1 बार 1,000,000 डायन/सेमी2 के बराबर है। पहले, इकाई का नाम "बार" था, जिसे अब "बेरियम" कहा जाता है, और 0.1 Pa या CGS प्रणाली में 1 बेरियम = 1 dyn/cm2 के बराबर होता है। शब्द "बार", "बेरियम" और "बैरोमीटर" एक ही शब्द से आए हैं ग्रीक शब्द"गुरुत्वाकर्षण"।

अक्सर, मौसम विज्ञान में वायुमंडलीय दबाव को मापने के लिए 0.001 बार के बराबर इकाई एमबार (मिलीबार) का उपयोग किया जाता है। और उन ग्रहों पर दबाव मापने के लिए जहां वातावरण बहुत दुर्लभ है - माइक्रोबार (माइक्रोबार), 0.000001 बार के बराबर। तकनीकी दबाव गेजों पर, अक्सर स्केल में बार्स में ग्रेजुएशन होता है।

पारा स्तंभ का मिलीमीटर (मिमी एचजी), जल स्तंभ का मिलीमीटर (जल स्तंभ का मिमी)

माप की गैर-प्रणालीगत इकाई "पारे का मिलीमीटर" 101325/760 = 133.3223684 Pa है। इसे "एमएम एचजी" नामित किया गया है, लेकिन कभी-कभी इसे "टोर" नामित किया जाता है - इतालवी भौतिक विज्ञानी, गैलीलियो के छात्र, इवेंजेलिस्टा टोरिसेली, वायुमंडलीय दबाव की अवधारणा के लेखक के सम्मान में।

इकाई का गठन बैरोमीटर के साथ वायुमंडलीय दबाव को मापने के सुविधाजनक तरीके के संबंध में किया गया था, जिसमें पारा स्तंभ वायुमंडलीय दबाव के प्रभाव में संतुलन में होता है। बुध के पास है उच्च घनत्वलगभग 13,600 किग्रा/घन मीटर और कमरे के तापमान पर कम संतृप्त वाष्प दबाव होता है, यही कारण है कि एक समय में बैरोमीटर के लिए पारा को चुना गया था।

समुद्र तल पर, वायुमंडलीय दबाव लगभग 760 मिमी एचजी है, यह वह मान है जिसे अब सामान्य वायुमंडलीय दबाव माना जाता है, 101325 Pa या एक भौतिक वातावरण, 1 एटीएम के बराबर। अर्थात 1 मिलीमीटर पारा 101325/760 पास्कल के बराबर होता है।

पारा के मिलीमीटर में, दवा, मौसम विज्ञान और विमानन नेविगेशन में दबाव मापा जाता है। चिकित्सा में, रक्तचाप को mmHg में मापा जाता है; वैक्यूम तकनीक में, इसे बार के साथ mmHg में स्नातक किया जाता है। कभी-कभी वे केवल 25 माइक्रोन भी लिखते हैं, जिसका अर्थ है पारा के माइक्रोन, यदि हम बात कर रहे हैंनिकासी के बारे में, और दबाव माप वैक्यूम गेज के साथ किया जाता है।

कुछ मामलों में, मिलीमीटर जल स्तंभ का उपयोग किया जाता है, और फिर 13.59 मिमी जल स्तंभ = 1 मिमी एचजी। कभी-कभी यह अधिक समीचीन और सुविधाजनक होता है। पानी के स्तंभ का एक मिलीमीटर, पारा स्तंभ के मिलीमीटर की तरह, एक ऑफ-सिस्टम इकाई है, जो पानी के स्तंभ के 1 मिमी के हाइड्रोस्टैटिक दबाव के बराबर होता है, जो यह स्तंभ एक स्तंभ के पानी के तापमान पर एक सपाट आधार पर लगाता है 4°C का.

यदि पिस्टन को अब अचानक छोड़ दिया जाता है, तो संपीड़ित हवा उसे अचानक ऊपर धकेल देगी। ऐसा इसलिए होगा क्योंकि निरंतर पिस्टन क्षेत्र के साथ, संपीड़ित हवा से पिस्टन पर लगने वाला बल बढ़ जाएगा। पिस्टन का क्षेत्र अपरिवर्तित रहा, और गैस अणुओं की ओर से बल बढ़ गया, और दबाव तदनुसार बढ़ गया।

या कोई अन्य उदाहरण. एक आदमी जमीन पर खड़ा है, दोनों पैरों के बल खड़ा है। इस स्थिति में व्यक्ति आरामदायक होता है, उसे असुविधा का अनुभव नहीं होता है। लेकिन अगर यह व्यक्ति एक पैर पर खड़ा होने का फैसला कर ले तो क्या होगा? वह अपने एक पैर को घुटने से मोड़ लेगा, और अब वह केवल एक पैर के साथ जमीन पर झुक जाएगा। इस स्थिति में, एक व्यक्ति को कुछ असुविधा महसूस होगी, क्योंकि पैर पर दबाव बढ़ गया है, और लगभग 2 गुना। क्यों? क्योंकि वह क्षेत्र जिसके माध्यम से गुरुत्वाकर्षण अब किसी व्यक्ति को जमीन पर दबाता है, 2 गुना कम हो गया है। यहां एक उदाहरण दिया गया है कि दबाव क्या है और रोजमर्रा की जिंदगी में इसका पता लगाना कितना आसान है।

भौतिकी में दबाव

भौतिकी के दृष्टिकोण से, दबाव एक भौतिक मात्रा है जो संख्यात्मक रूप से इस सतह के प्रति इकाई क्षेत्र की सतह पर लंबवत कार्य करने वाले बल के बराबर होती है। इसलिए, सतह पर एक निश्चित बिंदु पर दबाव निर्धारित करने के लिए, सतह पर लगाए गए बल के सामान्य घटक को छोटे सतह तत्व के क्षेत्र से विभाजित किया जाता है जिस पर यह बल कार्य करता है। और पूरे क्षेत्र पर औसत दबाव निर्धारित करने के लिए, सतह पर कार्य करने वाले बल के सामान्य घटक को इस सतह के कुल क्षेत्रफल से विभाजित किया जाना चाहिए।

SI प्रणाली में दबाव पास्कल (Pa) में मापा जाता है। इस दबाव इकाई को इसका नाम फ्रांसीसी गणितज्ञ, भौतिक विज्ञानी और लेखक ब्लेज़ पास्कल के सम्मान में मिला, जो हाइड्रोस्टैटिक्स के मूल कानून के लेखक हैं - पास्कल का नियम, जिसमें कहा गया है कि किसी तरल या गैस पर डाला गया दबाव किसी भी बिंदु पर अपरिवर्तित होता है। दिशानिर्देश. वैज्ञानिक की मृत्यु के तीन शताब्दियों के बाद, इकाइयों पर डिक्री के अनुसार, दबाव की इकाई "पास्कल" को पहली बार 1961 में फ्रांस में प्रचलन में लाया गया था।

एक पास्कल एक न्यूटन के बल द्वारा लगाए गए दबाव के बराबर होता है, समान रूप से वितरित होता है, और एक वर्ग मीटर की सतह पर लंबवत निर्देशित होता है।

पास्कल में, न केवल यांत्रिक दबाव (यांत्रिक तनाव) मापा जाता है, बल्कि लोच का मापांक, यंग का मापांक, लोच का थोक मापांक, उपज शक्ति, आनुपातिकता की सीमा, आंसू प्रतिरोध, कतरनी शक्ति, ध्वनि दबाव और आसमाटिक दबाव भी मापा जाता है। परंपरागत रूप से, यह पास्कल में है कि सामग्रियों की ताकत में सबसे महत्वपूर्ण यांत्रिक विशेषताओं को व्यक्त किया जाता है।

वातावरण तकनीकी (at), भौतिक (atm), किलोग्राम-बल प्रति वर्ग सेंटीमीटर (kgf/cm2)

पास्कल के अलावा, दबाव मापने के लिए अन्य (ऑफ-सिस्टम) इकाइयों का भी उपयोग किया जाता है। ऐसी ही एक इकाई "वायुमंडल" (पर) है। एक वायुमंडल का दबाव पृथ्वी की सतह पर समुद्र तल पर वायुमंडलीय दबाव के लगभग बराबर होता है। आज, "वातावरण" को तकनीकी वातावरण (पर) के रूप में समझा जाता है।

तकनीकी वातावरण (एटी) एक वर्ग सेंटीमीटर के क्षेत्र में समान रूप से वितरित एक किलोग्राम-बल (केजीएफ) द्वारा उत्पन्न दबाव है। और एक किलोग्राम-बल, बदले में, 9.80665 m/s2 के बराबर मुक्त गिरावट त्वरण की स्थितियों के तहत एक किलोग्राम द्रव्यमान वाले शरीर पर कार्य करने वाले गुरुत्वाकर्षण बल के बराबर है। इस प्रकार एक किलोग्राम-बल 9.80665 न्यूटन के बराबर होता है, और 1 वायुमंडल ठीक 98066.5 Pa के बराबर होता है। 1 पर = 98066.5 पा.

वायुमंडल में, उदाहरण के लिए, ऑटोमोबाइल टायरों में दबाव मापा जाता है, उदाहरण के लिए, GAZ-2217 यात्री बस के टायरों में अनुशंसित दबाव 3 वायुमंडल है।

"भौतिक वातावरण" (एटीएम) भी है, जिसे इसके आधार पर 760 मिमी ऊंचे पारे के एक स्तंभ के दबाव के रूप में परिभाषित किया गया है, यह देखते हुए कि 0 डिग्री सेल्सियस और उससे कम तापमान पर पारे का घनत्व 13595.04 किग्रा / मी 3 है। 9,80665 मी/से2 के गुरुत्वाकर्षण त्वरण की स्थितियाँ। तो यह पता चला कि 1 एटीएम \u003d 1, पर \u003d पा।

प्रति वर्ग सेंटीमीटर किलोग्राम-बल (किलोग्राम/सेमी2) के लिए, दबाव की यह गैर-प्रणालीगत इकाई अच्छी सटीकता के साथ सामान्य वायुमंडलीय दबाव के बराबर है, जो कभी-कभी विभिन्न प्रभावों का आकलन करने के लिए सुविधाजनक होती है।

गैर-प्रणालीगत इकाई "बार" लगभग एक वायुमंडल के बराबर है, लेकिन अधिक सटीक है - बिल्कुल पा। सीजीएस प्रणाली में, 1 बार बराबर/सेमी2। पहले, इकाई का नाम "बार" था, जिसे अब "बेरियम" कहा जाता है, और 0.1 Pa या CGS प्रणाली में 1 बेरियम = 1 dyn/cm2 के बराबर होता है। शब्द "बार", "बेरियम" और "बैरोमीटर" "गुरुत्वाकर्षण" के लिए एक ही ग्रीक शब्द से आए हैं।

अक्सर, मौसम विज्ञान में वायुमंडलीय दबाव को मापने के लिए 0.001 बार के बराबर इकाई एमबार (मिलीबार) का उपयोग किया जाता है। और उन ग्रहों पर दबाव मापने के लिए जहां वातावरण बहुत दुर्लभ है - माइक्रोबार (माइक्रोबार), 0 बार के बराबर। तकनीकी दबाव गेजों पर, अक्सर स्केल में बार्स में ग्रेजुएशन होता है।

पारा स्तंभ का मिलीमीटर (मिमी एचजी), जल स्तंभ का मिलीमीटर (जल स्तंभ का मिमी)

माप की गैर-प्रणालीगत इकाई "पारे का मिलीमीटर" / 760 = 133,Pa है। इसे "एमएम एचजी" नामित किया गया है, लेकिन कभी-कभी इसे "टोर" नामित किया जाता है - इतालवी भौतिक विज्ञानी, गैलीलियो के छात्र, इवेंजेलिस्टा टोरिसेली, वायुमंडलीय दबाव की अवधारणा के लेखक के सम्मान में।

इकाई का गठन बैरोमीटर के साथ वायुमंडलीय दबाव को मापने के सुविधाजनक तरीके के संबंध में किया गया था, जिसमें पारा स्तंभ वायुमंडलीय दबाव की क्रिया के तहत संतुलन में होता है। पारे का घनत्व लगभग किलो/घन मीटर है और कमरे के तापमान पर कम संतृप्त वाष्प दबाव की विशेषता है, यही कारण है कि एक समय में पारा को बैरोमीटर के लिए चुना गया था।

समुद्र तल पर, वायुमंडलीय दबाव लगभग 760 मिमी एचजी है, यह वह मान है जिसे अब सामान्य वायुमंडलीय दबाव माना जाता है, जो पीए या एक भौतिक वातावरण, 1 एटीएम के बराबर है। अर्थात 1 मिलीमीटर पारा/760 पास्कल के बराबर होता है।

पारा के मिलीमीटर में, दवा, मौसम विज्ञान और विमानन नेविगेशन में दबाव मापा जाता है। चिकित्सा में, रक्तचाप को मिमी एचजी में मापा जाता है; वैक्यूम तकनीक में, दबाव मापने वाले उपकरणों को बार के साथ मिमी एचजी में कैलिब्रेट किया जाता है। जब निकासी की बात आती है, तो कभी-कभी वे केवल 25 माइक्रोन भी लिखते हैं, जिसका अर्थ है पारा के माइक्रोन, और दबाव माप वैक्यूम गेज के साथ किया जाता है।

कुछ मामलों में, मिलीमीटर जल स्तंभ का उपयोग किया जाता है, और फिर 13.59 मिमी जल स्तंभ = 1 मिमी एचजी। कभी-कभी यह अधिक समीचीन और सुविधाजनक होता है। पानी के स्तंभ का एक मिलीमीटर, पारा स्तंभ के मिलीमीटर की तरह, एक ऑफ-सिस्टम इकाई है, जो पानी के स्तंभ के 1 मिमी के हाइड्रोस्टैटिक दबाव के बराबर होता है, जो यह स्तंभ एक स्तंभ के पानी के तापमान पर एक सपाट आधार पर लगाता है 4°C का.

दबाव

शरीर की सतह पर लंबवत लगाया गया बल, जिसकी क्रिया के तहत शरीर विकृत होता है, दबाव बल कहलाता है। कोई भी बल दबाव बल के रूप में कार्य कर सकता है। यह एक बल हो सकता है जो एक पिंड को दूसरे की सतह पर दबाता है, या किसी सहारे पर कार्य करने वाले पिंड का भार हो सकता है (चित्र 1)।

चावल। 1. दबाव का निर्धारण

दबाव इकाइयाँ

एसआई प्रणाली में, दबाव को पास्कल (Pa) में मापा जाता है: 1 Pa = 1 N/m 2

दबाव सतह के उन्मुखीकरण पर निर्भर नहीं करता है.

ऑफ-सिस्टम इकाइयाँ अक्सर उपयोग की जाती हैं: सामान्य वातावरण (एटीएम) और पारा का मिलीमीटर (मिमी एचजी): 1 एटीएम = 760 मिमी एचजी = पा

जाहिर है, सतह क्षेत्र के आधार पर, समान दबाव बल लग सकता है अलग दबावइस सतह पर. इस रिश्ते का उपयोग अक्सर प्रौद्योगिकी में दबाव बढ़ाने या इसके विपरीत, कम करने के लिए किया जाता है। टैंकों और ट्रैक्टरों के डिज़ाइन में कैटरपिलर ड्राइव की मदद से क्षेत्र को बढ़ाकर जमीन पर दबाव को कम करने का प्रावधान है। वही सिद्धांत स्की के डिजाइन को रेखांकित करता है: स्की पर, एक व्यक्ति आसानी से बर्फ पर फिसल जाता है, हालांकि, स्की को हटाने के बाद, वह तुरंत बर्फ में गिर जाता है। काटने और छेदने वाले औजारों (चाकू, कैंची, कटर, आरी, सुई आदि) के ब्लेड को विशेष रूप से तेज किया जाता है: एक तेज ब्लेड का क्षेत्र छोटा होता है, इसलिए थोड़ा सा बल भी बहुत अधिक दबाव बनाता है, और काम करना आसान होता है ऐसे उपकरण के साथ.

समस्या समाधान के उदाहरण

फावड़े का सतह क्षेत्र जो जमीन के संपर्क में है:

जहां ब्लेड की चौड़ाई है, वहीं कटिंग एज की मोटाई है।

इसलिए, जमीन पर फावड़े का दबाव:

आइए इकाइयों को एसआई प्रणाली में परिवर्तित करें:

ब्लेड की चौड़ाई: सेमी मी;

कृन्तक मोटाई मिमी मी.

गणना करें: पा एमपीए

इस मामले में दबाव बल घन का वजन है, इसलिए हम लिख सकते हैं:

और बदले में घन का आयतन:

घन का किनारा कहाँ से:

तालिकाओं के अनुसार, हम एल्यूमीनियम का घनत्व निर्धारित करते हैं: किग्रा / मी.

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दबाव इकाइयाँ

इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (एसआई)

दबाव P कहलाता है भौतिक मात्राबल F प्रति इकाई सतह क्षेत्र S पर कार्य करता है, जो इस सतह पर लंबवत निर्देशित होता है।

अंतर्राष्ट्रीय इकाई प्रणाली (SI) में दबाव को पास्कल में मापा जाता है:

पा - रूसी पदनाम।

1 पा = 1 न्यूटन/1 वर्ग. मीटर (1 N/m²)

इंस्ट्रूमेंटेशन और ए में व्यावहारिक माप के लिए, 1 पा अक्सर बहुत छोटा दबाव मान बन जाता है, और वास्तविक डेटा के साथ संचालन के लिए, गुणा उपसर्गों का उपयोग किया जाता है - (किलो, मेगा), मूल्यों को 1 हजार से गुणा करना। और 1 मिलियन क्रमशः समय.

1 एमपीए = 1000 केपीए = पीए

इसके अलावा, दबाव मापने के लिए उपकरणों के पैमानों को सीधे न्यूटन/मीटर, या उनके डेरिवेटिव के संदर्भ में वर्गीकृत किया जा सकता है:

किलोन्यूटन, मेगनवेटन/एम², सेमी², मिमी²।

तब हमें निम्नलिखित मिलान मिलता है:

1 एमपीए = 1 एमएन/एम² = 1 एन/एमएम² = 100 एन/सेमी² = 1000 केएन/एम² = 1000 केपीए = एन/एम² = पा

रूस और यूरोप में भी व्यापक अनुप्रयोगदबाव मापने के लिए, इकाइयाँ बार (बार) और किग्रा / मी² (किलोग्राम / मी²), साथ ही उनके डेरिवेटिव (एमबार, किग्रा / सेमी²) पाए जाते हैं।

1 बार, Pa के बराबर एक गैर-प्रणालीगत इकाई है।

1 kgf/cm² MKGSS प्रणाली में दबाव की एक इकाई है, और इसका व्यापक रूप से औद्योगिक दबाव माप में उपयोग किया जाता है।

1 kgf/cm² = kgf/m² = 0. बार = 98066.5 Pa

वायुमंडल

वायुमंडल दबाव माप की एक गैर-प्रणालीगत इकाई है जो विश्व महासागर के स्तर पर पृथ्वी के वायुमंडलीय दबाव के लगभग बराबर है।

दबाव मापने के लिए वायुमंडल की दो अवधारणाएँ हैं:

  • भौतिक (एटीएम) - 0 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर 760 मिमी ऊंचे पारा स्तंभ के दबाव के बराबर। 1 एटीएम = पा
  • तकनीकी (पर) - 1 सेमी² के क्षेत्र पर 1 किग्रा के बल द्वारा उत्पन्न दबाव के बराबर। 1 पर = 98066.5 Pa = 1 kgf/cm²

रूस में, माप में उपयोग के लिए केवल तकनीकी वातावरण की अनुमति है, और कुछ आंकड़ों के अनुसार, इसकी वैधता अवधि 2016 तक सीमित है।

पानी स्तंभ

जल स्तंभ का मीटर दबाव माप की एक ऑफ-सिस्टम इकाई है जिसका उपयोग कई उद्योगों में किया जाता है।

भौतिक रूप से, यह लगभग 4°C के तापमान पर 1 मीटर ऊंचे पानी के एक स्तंभ के दबाव के बराबर है और अंशांकन के लिए मानक गुरुत्वाकर्षण त्वरण 9.80665 m/s² है।

पानी का मी. कला। - रूसी पदनाम।

एम एच2ओ - अंतर्राष्ट्रीय।

व्युत्पन्न इकाइयाँ सेमी aq हैं। कला। और मिमी डब्ल्यू.सी. कला।

1 मीटर पानी कला। = 100 सेमी एक्यू. कला। = 1000 मिमी डब्ल्यू.सी. कला।

उपयुक्त अन्य दबाव इकाइयों से संबंधित है:

1 मीटर पानी कला। = 1000 किग्रा/वर्ग मीटर = 0.बार = 9.80665 Pa = 73.mmHg कला।

पारा स्तंभ

पारा का एक मिलीमीटर 133.Pa के बराबर दबाव की एक ऑफ-सिस्टम इकाई है। पर्यायवाची - टोर्र (Torr)।

एमएमएचजी कला। - रूसी पदनाम।

मिमी एचजी. - अंतरराष्ट्रीय।

रूस में उपयोग - सीमित नहीं, लेकिन अनुशंसित नहीं। इसका उपयोग प्रौद्योगिकी के कई क्षेत्रों में किया जाता है।

जल स्तंभ का अनुपात: 1 मिमी एचजी। कला। = 13.मिमी डब्ल्यू.सी. कला।

यूएस और यूके इकाइयां

संयुक्त राज्य अमेरिका और ब्रिटेन में, अन्य दबाव इकाइयों का भी उपयोग किया जाता है।

यह इस तथ्य के कारण है कि लंबाई फीट और इंच में व्यक्त की जाती है, और वजन पाउंड, ब्रिटिश और यूएस टन में व्यक्त किया जाता है।

उनमें से कुछ के उदाहरण:

  • इंच पानी का स्तंभ

पदनाम: H2O में. H2O में 1 = 249.08891 Pa.

  • फुट पानी

    पदनाम: फीट H2O. 1 फीट H2O = 2989.Pa.

  • पारा का इंच

    पदनाम: एचजी में। 1 इंच एचजी = 3386.पा.

  • पाउंड प्रति वर्ग इंच

    पदनाम: साई. 1 साई = 6894.पा.

  • 1000 पीएसआई

    पदनाम: केएसआई. 1 केएसआई =.पा.

  • पाउंड प्रति वर्ग फुट

    पदनाम: पीएसएफ. 1 पीएसएफ = 47.पा.

  • यूएस (लघु) टन प्रति वर्ग इंच

    पदनाम: टीएसआई. 1 टीएसआई =.4 पा.

  • यूएस (लघु) टन प्रति वर्ग फुट

    पदनाम: टीएसएफ. 1 टीएसएफ = 95760.3226 पा.

  • ब्रिटिश (लंबा) टन प्रति वर्ग इंच

    पदनाम: ब्र.त्सि. 1 त्सी =.पा.

  • ब्रिटिश (लंबा) टन प्रति वर्ग फुट

    पदनाम: br.tsf. 1 टीएसएफ =.पा.

  • दबाव मापने के उपकरण

    दबाव मापने के लिए मैनोमीटर, डिफरेंशियल प्रेशर गेज (दबाव अंतर), वैक्यूम गेज (वैक्यूम माप) का उपयोग किया जाता है।

    दबाव: दबाव इकाइयाँ

    यह समझने के लिए कि भौतिकी में दबाव क्या है, एक सरल और परिचित उदाहरण पर विचार करें। कौन सा?

    ऐसी स्थिति में जहां हमें सॉसेज काटने की जरूरत है, हम सबसे तेज वस्तु का उपयोग करेंगे - एक चाकू, न कि चम्मच, कंघी या उंगली का। उत्तर स्पष्ट है - चाकू तेज है, और हमारे द्वारा लगाया गया सारा बल चाकू के बहुत पतले किनारे पर वितरित होता है, जिससे वस्तु के एक हिस्से के अलग होने के रूप में अधिकतम प्रभाव आता है, अर्थात। सॉस। दूसरा उदाहरण - हम ढीली बर्फ पर खड़े हैं। पैर ख़राब हो जाते हैं, चलना बेहद असुविधाजनक होता है। तो फिर, हमें आराम से और आगे क्यों छोड़ें उच्च गतिस्कीयर बिना डूबे या उसी ढीली बर्फ में उलझे बिना दौड़ते हैं? जाहिर है, बर्फ सभी के लिए समान है, स्कीयर और वॉकर दोनों के लिए, लेकिन इसका प्रभाव अलग-अलग होता है।

    लगभग समान दबाव, यानी वजन के साथ, बर्फ पर दबाव डालने वाला सतह क्षेत्र बहुत भिन्न होता है। स्की का क्षेत्रफल जूते के तलवे के क्षेत्रफल से बहुत बड़ा होता है, और तदनुसार, वजन एक बड़ी सतह पर वितरित होता है। क्या मदद करता है या, इसके विपरीत, हमें सतह को प्रभावी ढंग से प्रभावित करने से रोकता है? एक तेज़ चाकू रोटी को बेहतर तरीके से क्यों काटता है, और सपाट चौड़ी स्की सतह पर बेहतर टिकती है, जिससे बर्फ में प्रवेश कम हो जाता है? सातवीं कक्षा के भौतिकी पाठ्यक्रम में इसके लिए दबाव की अवधारणा का अध्ययन किया जाता है।

    भौतिकी में दबाव

    किसी सतह पर लगाए गए बल को दबाव बल कहा जाता है। और दबाव एक भौतिक मात्रा है जो किसी विशिष्ट सतह पर लागू दबाव बल और इस सतह के क्षेत्र के अनुपात के बराबर होती है। भौतिकी में दबाव की गणना का सूत्र इस प्रकार है:

    जहाँ p दबाव है,

    एफ - दबाव बल,

    s सतह क्षेत्र है.

    हम देखते हैं कि भौतिकी में दबाव को कैसे दर्शाया जाता है, और हम यह भी देखते हैं कि उसी बल के साथ, दबाव तब अधिक होता है जब समर्थन क्षेत्र, या, दूसरे शब्दों में, परस्पर क्रिया करने वाले पिंडों का संपर्क क्षेत्र छोटा होता है। इसके विपरीत, जैसे-जैसे समर्थन का क्षेत्र बढ़ता है, दबाव कम होता जाता है। यही कारण है कि एक तेज़ चाकू किसी भी शरीर को बेहतर तरीके से काटता है, और दीवार में ठोंके गए कीलों को तेज़ नोकों से बनाया जाता है। और यही कारण है कि स्की उनकी अनुपस्थिति की तुलना में बर्फ पर बहुत बेहतर पकड़ रखती है।

    दबाव इकाइयाँ

    दबाव की इकाई 1 न्यूटन प्रति वर्ग मीटर है - ये वे मात्राएँ हैं जो हमें सातवीं कक्षा के पाठ्यक्रम से पहले से ही ज्ञात हैं। हम दबाव इकाइयों एन/एम2 को पास्कल में भी परिवर्तित कर सकते हैं, माप की इकाइयों का नाम फ्रांसीसी वैज्ञानिक ब्लेज़ पास्कल के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने तथाकथित पास्कल का नियम विकसित किया था। 1 एन/एम = 1 पा. व्यवहार में, दबाव की अन्य इकाइयों का भी उपयोग किया जाता है - पारा के मिलीमीटर, बार, और इसी तरह।

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    भौतिकी में दबाव का प्रतीक क्या है?

    भौतिकी एक जटिल विषय है. इसे हर कोई नहीं समझ सकता

    भौतिकी में कई अलग-अलग चीजें हैं। दिलचस्प शर्तेंऔर सूत्र

    उपयोगी जानकारी - दबाव पास्कल में मापा जाता है

    जहां तक ​​उस अक्षर की बात है जो भौतिकी में दबाव को दर्शाता है - लैटिन अक्षर पी

    पी,पीए और कुछ नहीं जोड़ना है, लेकिन संदेश की लंबाई 40 होनी चाहिए)

    दबाव एक भौतिक मात्रा है. इसे किसी भी सतह पर, इस सतह के क्षेत्रफल पर दबाव के बल के रूप में परिभाषित किया जाता है।

    लक्षित शारीरिक दबावअंग्रेजी का छोटा अक्षर आर.

    अक्षर F दबाव बल के लिए है, और अक्षर S सतह क्षेत्र के लिए है।

    दबाव N/m2 (न्यूटन प्रति वर्ग मीटर) मापा जाता है। यह मानपास्कल (Pa) में परिवर्तित किया जा सकता है। एक Pa एक N/m के बराबर होगा।

    भौतिकी के क्षेत्र से इस आसान प्रश्न का उत्तर, प्रारंभिक पाठ्यक्रम, जो घटित होता है हाई स्कूल. उस समय से मुझे स्पष्ट रूप से याद है कि दबाव के लिए पत्र, पी. और सूत्र है p=f/s. यह सूत्र किसी भी भौतिकी पाठ्यपुस्तक में पाया जा सकता है।

    जैसा कि मुझे याद है स्कूली पाठभौतिकी में दाब को निरूपित किया जाता है लैटिन अक्षरपी। मुझे नहीं लगता कि कुछ सालों में कुछ भी बदला है. दबाव को पास्कल में मापा जाता है (लैटिन अक्षरों में Pa, या Pa द्वारा दर्शाया गया है)।

    मुझे भौतिकी के पाठों से यह भी याद है कि दबाव को पास्कल में मापा जाता है, और इस इकाई को एसआई प्रणाली में पा के रूप में नामित किया गया है। मेरा मानना ​​है कि माप की ऐसी इकाइयाँ समय के साथ नहीं बदलतीं, क्योंकि इनका आविष्कार बहुत समय पहले हुआ था और हर कोई इनका उपयोग करता है।

    दबाव एक भौतिक मात्रा है जो उस क्षेत्र पर बल के वितरण को दर्शाती है जहां इसे लागू किया जाता है। इस बल F और सतह क्षेत्र S का अनुपात दबाव को दर्शाता है, जिसे एक सूत्र के रूप में लिखा जाता है।

    इस सूत्र में, लैटिन अक्षर P एक भौतिक मात्रा - दबाव को दर्शाता है।

    सूत्र का उपयोग करके, आप दबाव में परिवर्तन का अनुसरण कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, दबाव बढ़ाने के लिए, आपको बल (अंश में मान) बढ़ाने या अनुप्रयोग क्षेत्र (हर) को कम करने की आवश्यकता है।

    जैसा कि ऊपर सही कहा गया है, भौतिकी में दबाव को अक्षर P से दर्शाया जाता है। और इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स (SI) में दबाव मापने की इकाई वास्तव में पास्कल (Pa) है।

    इस भौतिक मात्रा का नाम 17वीं सदी के सबसे प्रतिभाशाली फ्रांसीसी वैज्ञानिक और लेखक ब्लेज़ पास्कल के नाम पर पड़ा है, जिन्होंने अपने छोटे से जीवन (39 वर्ष) में न केवल वायुमंडलीय दबाव के अस्तित्व को साबित किया, बल्कि इसका एहसास भी कराया। विशाल राशिअनुसंधान और प्रयोग. पास्कल में गणित की विशेष कमजोरी थी, जिसके क्षेत्र में वह कभी-कभी एक ही रात में खोज कर लेता था। कल्पना कीजिए कि वह रचनाकारों में से एक है गणितीय विश्लेषण, प्रक्षेप्य ज्यामिति, संभाव्यता सिद्धांत, और अन्य बातों के अलावा - पहली गणना मशीनों के आविष्कारक - आधुनिक कंप्यूटर के प्रोटोटाइप!

    हालाँकि, सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि प्रसिद्धि और दौलत ने किसी महान व्यक्ति का दिल कठोर नहीं किया। ब्लेज़ पास्कल ने अपने दिनों के अंत तक, वितरण करते हुए, आम लोगों की देखभाल की अधिकांशदान के लिए आय.

    पास्कल की गिनती मशीन

    जहां तक ​​मुझे याद है, दबाव को अक्षर P से दर्शाया जाता है। इसके अलावा, आप बड़े और छोटे अक्षर P दोनों का उपयोग कर सकते हैं।

    उदाहरण के लिए, यहां अतिरिक्त गैस दबाव का सूत्र दिया गया है:

    सूत्र 3 पी दिखाता है - ये सभी विभिन्न प्रकार के दबाव हैं। पी के आगे के अक्षर दबाव के प्रकार को दर्शाते हैं। इस मामले में:

    पाई अतिरिक्त दबाव है.

    इकाइयों की प्रणाली में इस भौतिक मात्रा (दबाव) की माप की इकाई Pa (पास्कल) है। इस इकाई का नाम प्रसिद्ध फ्रांसीसी के नाम पर रखा गया है। वैज्ञानिक और दार्शनिक ब्लेज़ पास्कल (जीवन के वर्ष62)। वैसे, प्रोग्रामिंग भाषाओं में से एक पास्कल का नाम भी उन्हीं के नाम पर रखा गया है।

    भौतिकी में, अक्षर p (लोअर केस) का उपयोग दबाव को दर्शाने के लिए किया जाता है।

    दबाव को दर्शाने वाला पत्र इस प्रकार दिखता है: पी. C प्रणाली में, दबाव को पास्कल (Pa) में मापा जाता है। आप दबाव के बारे में और क्या कह सकते हैं? क्या यह इसकी भौतिक परिभाषा है, अर्थात् यह क्या है। ए इसका प्रतिनिधित्व करता है: शरीर के अंदर स्थित एक इकाई सतह पर कार्य करने वाला बल दबाव है, और सूत्र में यह इस तरह दिखता है पी = एफ / एस।

    यह किसी सतह के लंबवत् उस सतह पर लगने वाले बल और उस सतह के क्षेत्रफल का अनुपात है।

    दबाव की इकाई SI = 1Pa (पास्कल) में मापी जाती है।

    ऊपर और नीचे का दबाव: इसका क्या मतलब है?

    हम सभी का रक्तचाप मापा गया। लगभग हर कोई जानता है कि सामान्य दबाव 120/80 mmHg है। लेकिन हर कोई इसका उत्तर नहीं दे सकता कि इन संख्याओं का वास्तव में क्या मतलब है।

    टोनोमीटर पर संख्याओं का क्या मतलब है?

    आइए यह पता लगाने की कोशिश करें कि ऊपरी/निचले दबाव का आम तौर पर क्या मतलब है, साथ ही ये मान एक दूसरे से कैसे भिन्न हैं। सबसे पहले, आइए अवधारणाओं को परिभाषित करें।

    ऊपर और नीचे दबाव: इसका क्या मतलब है?

    रक्तचाप (बीपी) सबसे अधिक में से एक है महत्वपूर्ण संकेतक, यह परिसंचरण तंत्र की कार्यप्रणाली को प्रदर्शित करता है। यह सूचक हृदय, रक्त वाहिकाओं और उनके माध्यम से चलने वाले रक्त की भागीदारी से बनता है।

    रक्तचाप धमनी की दीवार पर रक्त का दबाव है

    इसके अलावा, यह रक्त के प्रतिरोध, उसकी मात्रा, एक संकुचन के परिणामस्वरूप "बाहर" निकला (इसे सिस्टोल कहा जाता है), और हृदय के संकुचन की तीव्रता पर निर्भर करता है। अधिकांश ऊँची दरबीपी तब देखा जा सकता है जब हृदय सिकुड़ता है और बाएं वेंट्रिकल से रक्त को "फेंक" देता है, और सबसे कम - दाएं आलिंद में प्रवेश के दौरान, जब मुख्य मांसपेशी शिथिल हो जाती है (डायस्टोल)। यहां हम सबसे महत्वपूर्ण बात पर आते हैं।

    ऊपरी दबाव के तहत या, विज्ञान की भाषा में, सिस्टोलिक, संकुचन के दौरान रक्त के दबाव को संदर्भित करता है। यह सूचक दर्शाता है कि हृदय कैसे सिकुड़ता है। इस तरह के दबाव का निर्माण बड़ी धमनियों (उदाहरण के लिए, महाधमनी) की भागीदारी से होता है, और यह संकेतक कई प्रमुख कारकों पर निर्भर करता है।

    • बाएं वेंट्रिकल का स्ट्रोक वॉल्यूम;
    • महाधमनी की फैलावशीलता;
    • अधिकतम निष्कासन गति.

    मानव शरीर में दबाव का अनुपात

    जहां तक ​​कम दबाव (दूसरे शब्दों में, डायस्टोलिक) का सवाल है, यह दर्शाता है कि रक्त वाहिकाओं के माध्यम से चलते समय रक्त किस प्रतिरोध का अनुभव करता है। कम दबाव तब होता है जब महाधमनी वाल्व बंद हो जाता है और रक्त हृदय में वापस नहीं लौट पाता है। उसी समय, हृदय स्वयं अन्य रक्त से भर जाता है, ऑक्सीजन से संतृप्त होता है और इसके लिए तैयार होता है अगला संक्षिप्तीकरण. रक्त की गति मानो गुरुत्वाकर्षण द्वारा, निष्क्रिय रूप से होती है।

    डायस्टोलिक दबाव को प्रभावित करने वाले कारकों में शामिल हैं:

    टिप्पणी! में सामान्य स्थितिदोनों संकेतकों के बीच का अंतर 30 मिमी और 40 मिमी पारा के बीच होता है, हालांकि यहां बहुत कुछ व्यक्ति की भलाई पर निर्भर करता है। इस तथ्य के बावजूद कि विशिष्ट आंकड़े और तथ्य हैं, प्रत्येक जीव व्यक्तिगत है, साथ ही उसका रक्तचाप भी अलग-अलग है।

    हम निष्कर्ष निकालते हैं: लेख (120/80) की शुरुआत में दिए गए उदाहरण में, 120 ऊपरी रक्तचाप का संकेतक है, और 80 निम्न रक्तचाप का संकेतक है।

    रक्तचाप - मानक और विचलन

    बता दें, रक्तचाप का निर्माण मुख्य रूप से जीवनशैली, पौष्टिक आहार, आदतों (बुरी आदतों सहित) और तनाव की आवृत्ति पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, किसी विशेष भोजन को खाकर आप विशेष रूप से रक्तचाप को कम/बढ़ा सकते हैं। यह प्रामाणिक रूप से ज्ञात है कि ऐसे मामले थे जब लोग अपनी आदतों और जीवनशैली को बदलने के बाद उच्च रक्तचाप से पूरी तरह ठीक हो गए थे।

    आपको रक्तचाप का मूल्य जानने की आवश्यकता क्यों है?

    प्रत्येक 10 एमएमएचजी वृद्धि के लिए, हृदय रोग का खतरा लगभग 30 प्रतिशत बढ़ जाता है। वाले लोगों में उच्च रक्तचापस्ट्रोक विकसित होने की संभावना सात गुना अधिक है, कोरोनरी हृदय रोग होने की संभावना चार गुना अधिक है, और होने की संभावना दो गुना अधिक है रक्त वाहिकाएंनिचले अंग।

    अपने रक्तचाप को जानना महत्वपूर्ण है

    इसीलिए चक्कर आना, माइग्रेन या जैसे लक्षणों का कारण पता लगाना सामान्य कमज़ोरीरक्तचाप मापने से शुरुआत होनी चाहिए। कुछ मामलों में, दबाव की लगातार निगरानी की जानी चाहिए और हर कुछ घंटों में जाँच की जानी चाहिए।

    क्यों जरूरी है कीमत जानना रक्तचाप

    दबाव कैसे मापा जाता है

    रक्तचाप माप

    ज्यादातर मामलों में, रक्तचाप को निम्नलिखित तत्वों से युक्त एक विशेष उपकरण का उपयोग करके मापा जाता है:

    • बांह को दबाने के लिए न्यूमोकफ;
    • मैनोमीटर;
    • हवा को पंप करने के लिए डिज़ाइन किए गए नियंत्रण वाल्व के साथ नाशपाती।

    कफ को कंधे के ऊपर रखा जाता है। माप प्रक्रिया के दौरान, कुछ आवश्यकताओं का पालन करना आवश्यक है, अन्यथा परिणाम गलत (कम या अधिक अनुमानित) हो सकता है, जो बदले में, बाद की उपचार रणनीति को प्रभावित कर सकता है।

    रक्तचाप - माप

    1. कफ बांह के आकार में फिट होना चाहिए। अधिक वजन वाले लोगों और बच्चों के लिए विशेष कफ का उपयोग किया जाता है।
    2. वातावरण आरामदायक होना चाहिए, तापमान कमरे का तापमान होना चाहिए, और आपको कम से कम पांच मिनट के आराम के बाद शुरू करना चाहिए। यदि यह ठंडा है, तो संवहनी ऐंठन होगी और दबाव बढ़ जाएगा।
    3. आप यह प्रक्रिया खाने, कॉफी या धूम्रपान के आधे घंटे बाद ही कर सकते हैं।
    4. प्रक्रिया से पहले, रोगी बैठ जाता है, कुर्सी के पीछे झुक जाता है, आराम करता है, इस समय उसके पैर क्रॉस नहीं होने चाहिए। हाथ को भी आराम देना चाहिए और प्रक्रिया के अंत तक मेज पर स्थिर रहना चाहिए (लेकिन "वजन" पर नहीं)।
    5. टेबल की ऊंचाई भी कम महत्वपूर्ण नहीं है: यह आवश्यक है कि निश्चित कफ लगभग चौथे इंटरकोस्टल स्पेस के स्तर पर स्थित हो। हृदय के संबंध में कफ के प्रत्येक पांच-सेंटीमीटर विस्थापन के लिए, सूचक कम हो जाएगा (यदि अंग उठाया जाता है) या 4 मिमीएचजी तक बढ़ जाएगा (यदि कम हो)।
    6. प्रक्रिया के दौरान, दबाव नापने का पैमाना आंखों के स्तर पर होना चाहिए - इसलिए पढ़ते समय गलती होने की संभावना कम होगी।
    7. हवा को कफ में पंप किया जाता है ताकि इसमें आंतरिक दबाव अनुमानित सिस्टोलिक रक्तचाप से कम से कम 30 मिमीएचजी अधिक हो जाए। यदि कफ में दबाव बहुत अधिक है, तो दर्द हो सकता है और परिणामस्वरूप, रक्तचाप बदल सकता है। हवा को 3-4 mmHg प्रति सेकंड की गति से डिस्चार्ज किया जाना चाहिए, टोन को टोनोमीटर या स्टेथोस्कोप से सुना जाता है। यह महत्वपूर्ण है कि डिवाइस का सिर त्वचा पर बहुत अधिक दबाव न डाले - इससे रीडिंग भी विकृत हो सकती है।

    यांत्रिक टोनोमीटर का उपयोग करने के नियम

    अर्ध-स्वचालित टोनोमीटर का उपयोग कैसे करें

    रक्तचाप मापने में सामान्य गलतियाँ

    टिप्पणी! यदि किसी व्यक्ति को हृदय ताल विकार है, तो रक्तचाप मापना अधिक जटिल प्रक्रिया होगी। इसलिए बेहतर है कि यह काम कोई चिकित्सा अधिकारी ही करे.

    अपने रक्तचाप का मूल्यांकन कैसे करें

    किसी व्यक्ति का रक्तचाप जितना अधिक होगा, स्ट्रोक, इस्केमिया, गुर्दे की विफलता आदि जैसी बीमारियों की संभावना उतनी ही अधिक होगी। दबाव संकेतक के स्वतंत्र मूल्यांकन के लिए, आप 1999 में विकसित एक विशेष वर्गीकरण का उपयोग कर सकते हैं।

    तालिका संख्या 1. रक्तचाप के स्तर का आकलन. आदर्श

    * - संवहनी और हृदय रोगों के विकास के साथ-साथ मृत्यु दर के मामले में इष्टतम।

    टिप्पणी! यदि ऊपरी और निचला रक्तचाप अंदर है विभिन्न श्रेणियां, तो जो उच्चतर है उसे चुना जाता है।

    तालिका संख्या 2. रक्तचाप के स्तर का आकलन. उच्च रक्तचाप

    वयस्कों में रक्तचाप के मानदंड

    सामान्य दबाव सेटिंग्स

    छात्रों के लिए अधिकतम और न्यूनतम रक्तचाप का औसत मान

    शिशुओं में रक्तचाप

    निष्कर्ष निकालना

    रक्तचाप में परिवर्तन

    तो, रक्तचाप वह दबाव है जो रक्त वाहिकाओं की दीवारों पर पड़ता है। ऊपरी रक्तचाप के तहत हृदय की मांसपेशियों के अधिकतम संकुचन के दौरान संकेतक का मतलब है, और निचले हिस्से के तहत - विश्राम के दौरान। ऐसे कई कारक हैं जो दोनों संकेतकों को प्रभावित करते हैं, लेकिन आदतें, पोषण और जीवनशैली को मुख्य माना जाता है। रक्तचाप में वृद्धि/कमी कई गंभीर बीमारियों के विकास का संकेत दे सकती है, यही कारण है कि समय-समय पर माप करना और परिणामों का मूल्यांकन करने में सक्षम होना बहुत महत्वपूर्ण है।

    उच्च रक्तचाप और हाइपोटेंशन

    चलिए एक प्रयोग करते हैं. आइए हम एक छोटा सा बोर्ड लें जिसके कोनों में चार कीलें ठोंकी गई हैं और इसे रेत पर ऊपर की ओर रखें। हमने इसके ऊपर एक वजन रखा (चित्र 81)। हम देखेंगे कि कीलों के सिरों को रेत में केवल थोड़ा सा दबाया गया है। यदि हम बोर्ड को पलट दें और इसे फिर से (वजन के साथ) रेत पर रख दें, तो अब कीलें इसमें अधिक गहराई तक चली जाएंगी (चित्र 82)। दोनों मामलों में, बोर्ड का वजन समान था, लेकिन प्रभाव अलग था। क्यों? विचाराधीन मामलों में पूरा अंतर यह था कि जिस सतह पर कीलें टिकी थीं वह सतह क्षेत्र एक मामले में बड़ा था और दूसरे में छोटा था। आख़िरकार, सबसे पहले कीलों के सिरों ने रेत को छुआ, और फिर उनके बिंदुओं को।

    हम देखते हैं कि प्रभाव का परिणाम न केवल उस बल पर निर्भर करता है जिसके साथ शरीर सतह पर दबाता है, बल्कि इस सतह के क्षेत्र पर भी निर्भर करता है। यही कारण है कि एक व्यक्ति जो स्की पर ढीली बर्फ पर फिसलने में सक्षम है, जैसे ही वह उन्हें उतारता है, तुरंत उसमें गिर जाता है (चित्र 83)। लेकिन यह सिर्फ क्षेत्र नहीं है. महत्वपूर्ण भूमिकालागू बल का परिमाण भी मायने रखता है। यदि, उदाहरण के लिए, उसी पर। बोर्ड (चित्र 81 देखें) पर एक और वजन डालें, फिर कीलें (समर्थन के समान क्षेत्र के साथ) रेत में और भी गहराई तक डूब जाएंगी।

    सतह पर लंबवत लगाए गए बल को कहा जाता है दबाव का बलइस सतह पर.

    दबाव बल को दबाव के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए। दबाव- यह किसी दी गई सतह पर लगाए गए दबाव बल और इस सतह के क्षेत्रफल के अनुपात के बराबर एक भौतिक मात्रा है:

    पी - दबाव, एफ - दबाव बल, एस - क्षेत्र।

    इसलिए, दबाव निर्धारित करने के लिए, दबाव बल को उस सतह क्षेत्र से विभाजित करना आवश्यक है जिस पर दबाव लागू होता है।

    समान बल के साथ, समर्थन का क्षेत्र छोटा होने पर दबाव अधिक होता है, और, इसके विपरीत, समर्थन का क्षेत्र जितना बड़ा होगा, दबाव उतना ही कम होगा।

    ऐसे मामलों में जहां दबाव बल सतह पर शरीर का वजन है (एफ = पी = मिलीग्राम), शरीर द्वारा लगाया गया दबाव सूत्र द्वारा पाया जा सकता है

    यदि दबाव पी और क्षेत्र एस ज्ञात है, तो दबाव बल एफ निर्धारित किया जा सकता है; ऐसा करने के लिए, आपको दबाव को क्षेत्र से गुणा करना होगा:

    एफ = पीएस (32.2)

    दबाव बल (किसी भी अन्य बल की तरह) न्यूटन में मापा जाता है। दबाव पास्कल में मापा जाता है। पास्कल(1 पा) वह दबाव है जो 1 एन का दबाव बल 1 मीटर 2 की सतह पर लागू होने पर उत्पन्न होता है:

    1 पा = 1 एन/एम 2।

    दबाव की अन्य इकाइयों का भी उपयोग किया जाता है - हेक्टोपास्कल (hPa) और किलोपास्कल (kPa):

    1 hPa = 100 Pa, 1 kPa = 1000 Pa.

    1. उदाहरण दीजिए जो दर्शाता है कि किसी बल की क्रिया का परिणाम उस समर्थन क्षेत्र पर निर्भर करता है जिस पर यह बल कार्य करता है। 2. स्कीयर बर्फ में क्यों नहीं गिरता? 3. एक नुकीला बटन कुंद बटन की तुलना में अधिक आसानी से लकड़ी में क्यों घुस जाता है? 4. दबाव किसे कहते हैं? 5. आप दबाव की कौन सी इकाइयाँ जानते हैं? 6. दबाव और दबाव बल में क्या अंतर है? 7. आप दबाव और सतह क्षेत्र जिस पर बल लगाया गया है, को जानकर दबाव बल कैसे ज्ञात कर सकते हैं?

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