فشار و تعاریف

فشار در لغت به معنای له شدن و متراکم شدن است و در علم فیزیک به نیرویی گفته می شود که به طور عمودی بر یک سطح وارد شود.

عوامل موثر بر فشار

فشار با نیرو رابطه مستقیم دارد.                        P ∝ F

مثلا زمانی که به دیواری فشار وارد می کنیم، مولکول های دیوار در اثر نیروی دست ما فشرده می شوند. اگر چه این فشرده شدن محسوس و قابل دیدن نیست اما اگر نیروی دستمان را افزایش دهیم، فشردگی دیواربه صورت فرورفتگی در محل ضربه مشخص می شود.

فشار با سطح تماس رابطه عکس دارد.                        P ∝ 1/A

یعنی اگر سطح تماس دو جسم را کم کنیم، نیروی بیشتری به هر ذره از جسم وارد می شود و فشار افزایش می یابد.

فرمول فشار

با توجه به عوامل موثر بر فشار می توان فرمول فشار را به صورت زیر تعریف کرد.                                                    P=F/A

واحد فشار 

در رابطه P=F/A ، نیرو را بر حسب نیوتن و سطح را بر حسب متر مربع تعریف می کنند. از این رو واحد فشار نیوتن بر متر مربع است.

انواع فشار:

فشار جامدها، فشار مایعات، فشار گازها

فشار مایعات چیست؟

به فشاری که بین مولکول های یک مایع وجود دارد فشار مایعات می گویند. فشار مایعات به چگالی، ارتفاع از سطح و شتاب گرانش زمین بستگی دارد.

یعنی هر چقدر مایعی غلیظ تر باشد، چگالی مولکول های مایع بیشتر بوده و فشار به لایه های زیرین نیز بیشتر می شود.

از طرف دیگر، هر چه عمیق تر رویم با کاهش ارتفاع، فشار مایعات نیز بیشتر می شود. هر چقدر شتاب گرانش بشتر باشد، وزن مایعات نیز بیشتر می شود که تاثیر مستقیم بر افزایش فشار دارد.

جالب است بدانید نقاطی از یک مایع که در یک عمق قرار دارند، هم فشار هستند.

در سطح یک مایع تنها فشار هوا بر مولکول ها وجود دارد. از این رو سطح مایعات در حالت افقی و به صورت خط دیده می شود.

فرمول فشار در مایعات

با توجه به عوامل تاثیر گذار بر فشار مایعات، می توان آن را از طریق فرمول زیر محاسبه کرد.

ارتفاع * شتاب گرانش *  چگالی = فشار    ⇒    P=ρ.g.h

اصل پاسکال

به انتقال یکسان فشار در مایعات، اصل پاسکال می گویند. اصل پاسکال بیان می کند که اگر در ظرفی در بسته مایع بریزیم و فشاری به آن وارد کنیم، این فشار به تمام ذرات مایع به طور یکسان منتقل می شود.

از اصل پاسکال در ترمز خودروها و دستگاه پرس آبی استفاده می شود.

فشار گازها

فشاری که بین مولکولهای یک گاز وجود دارد، مفهوم فشار در گازها را می سازد.

• فرمول فشار مایعات در مورد فشار گازها نیز صحت دارد.

• ارتفاع در حجم زیاد گاز، روی فشار اثر دارد.

• اصل پاسکال روی فشار گازها نیز صدق می کند.

• یعنی اگر یک بادکنک باد شده داشته باشیم و به نقطه ای از آن فشار وارد کنیم، این فشار به سرتاسر گاز درون بادکنک منتقل می شود.

فشار هوا

هوای اطراف ما نیز به عنوان یک گاز به ما فشاری وارد می کند که به آن فشار هوا می گوییم. بدن ما به طور طبیعی به این فشار عادت کرده است یعنی فشار دورن بدن ما با فشار هوای بیرون برابر است.

فشار هوا به چگالی هوا و ارتفاع بستگی دارد. هر چه چگالی هوا بیشتر باشد، فشار آن بیشتر است و هر چه از سطح زمین بالاتر رویم، فشار هوا کاهش می یابد.

فشار هوا چند پاسکال است؟

به فشار هوا در سطح زمین، یک اتمسفر می گویند که برابر با ۱۰۰ هزار پاسکال یا ۷۶۰ میلی متر جیوه یا ۷۶ سانتی متر جیوه است.

فشار هوا در سطح دریا نیز همین یک اتمسفر تعریف می شود.

تاثیر فشار هوا بر نقطه جوش چیست؟

هر چه ارتفاع بیشتر باشد، فشار هوا بر سطح مایع کمتراست، مایع راحت تر تبخیر می شود و نقطه جوش پایین تری دارد. به همین علت نقطه جوش آب در بالای کوه کمتر از ۱۰۰ در جه است.

بر عکس هر چه ارتفاع کمتر باشد، فشار هوا بیشتر شده و نقطه جوش بالاتر می رود.