A tudományban, nyomás a terület egységére eső erő mérése. Az SI egység nyomás a pascal (Pa), amely egyenértékű N / m-vel2 (newton per négyzet)
Alapvető példa
Ha 1 newton (1 N) erő van elosztva egy négyzetméteren (1 m2), akkor az eredmény 1 N / 1 m2 = 1 N / m2 = 1 Pa. Ez feltételezi, hogy az erő merőlegesen a felület felé irányul.
Ha megnöveli az erő mennyiségét, de ugyanazon a területen hajtja végre, akkor a nyomás arányosan növekszik. Az ugyanazon az 1 négyzetméteres területen elosztott 5 N erő 5 Pa lenne. Ha azonban kibővítené az erőt, akkor a nyomás egy fordított arány a terület növekedéséhez.
Ha 5 N erõ elosztódna 2 négyzetméteren, akkor 5 N / 2 m-et kapjon2 = 2,5 N / m2 = 2,5 Pa.
Nyomás mértékegységek
A sáv egy újabb metrikus nyomás mértékegység, bár nem az SI mértékegység. Ezt 10 000 Pa-nak tekintik. 1909-ben William Napier Shaw brit meteorológus hozta létre.
Légköri nyomás, gyakran nevezik pegy, a Föld légkörének nyomása. Amikor a levegőn kívül állsz, a légköri nyomás az a teste fölött és környékén lévő összes levegő átlagos erője, amely a testére nyomja.
A tengerszint feletti légköri nyomás átlagos értékét 1 atmoszféra vagy 1 atm határozza meg. Mivel ez egy fizikai mennyiség átlaga, a nagyság az idő múlásával változhat a pontosabb mérés alapján - módszerek vagy valószínűleg a tényleges környezeti változások miatt, amelyek globális hatással lehetnek a légkör.
- 1 Pa = 1 N / m2
- 1 bar = 10 000 Pa
- 1 atm ≈ 1,013 × 105 Pa = 1,013 bar = 1013 millibár
Hogyan működik a nyomás?
A Kényszerítés gyakran úgy kezelik, mintha egy tárgyra idealizált módon hatna. (Ez valójában általános a tudomány és a fizika legtöbb dologánál, ahogyan készítjük idealizált modellek annak a jelenségnek a kiemelésére, amelyre külön figyelmet fordítunk, és figyelmen kívül hagyjuk annyi más jelenséget, amennyire ésszerűen képes.) Ebben az idealizált megközelítésben, ha azt mondjuk, hogy egy erő egy tárgyra hat, húzzunk egy nyílot, amely jelzi az erő irányát, és úgy viselkedünk, mintha az erő minden abban a pontban zajlik.
A valóságban azonban a dolgok soha nem annyira egyszerűek. Ha kézzel nyomja meg a kart, akkor az erő ténylegesen megoszlik a kezedben, és a kar ezen a részén elosztott karhoz nyomja. A helyzet még bonyolultabbá tétele érdekében az erő szinte biztosan nem oszlik el egyenletesen.
Itt jön létre a nyomás. A fizikusok a nyomás fogalmát alkalmazzák annak felismerésére, hogy egy erő eloszlik egy felületre.
Noha a nyomásról különféle helyzetekben beszélhetünk, az egyik legkorábbi forma, amelyben a koncepció a tudományban megvitatásra került, a gázok mérlegelése és elemzése volt. Jól előtt a termodinamika tudománya Az 1800-as években formalizálták, felismerték, hogy a gázok hevítéskor erőt vagy nyomást gyakoroltak az azokat tartalmazó tárgyra. A fűtött gázt az 1700-as években kezdődött az Európában kezdődő hőlégballonok levitációjához, és a kínai és más civilizációk jóval azelőtt is hasonló felfedezéseket tettek. Az 1800-as években megjelenik a gőzgép is (amint a hozzá tartozó képen látható), amely a nyomást használja egy kazán belsejében épül fel, hogy mechanikus mozgást generáljon, például egy folyócsónak, vonat vagy gyár mozgatásához szükséges szövőszék.
Ez a nyomás fizikai magyarázatot kapott a a gázok kinetikai elmélete, amelyben a tudósok rájöttek, hogy ha egy gáz sokféle részecskét (molekulát) tartalmaz, akkor a kimutatott nyomást fizikailag a részecskék átlagos mozgása képviselheti. Ez a megközelítés magyarázza, hogy a nyomás miért van szorosan összekapcsolva a hő és a hőmérséklet fogalmával, amelyeket a kinetikai elmélet segítségével a részecskék mozgásaként is meghatároznak. A termodinamika érdeklődésének egyik különleges esete az izobár folyamat, amely egy olyan termodinamikai reakció, ahol a nyomás állandó marad.
Szerkesztette Anne Marie Helmenstine, Ph. D.