Proprietà dei fluidi , Fattori che influenzano densità e pressione

La materia può essere trovata in natura in uno dei tre stati che sono solidi , liquidi , gas , I materiali solidi ( come legno e vetro ) hanno una forma e un volume definiti , mentre liquidi e gas ( come acqua e aria ) non hanno una forma definita ma prendono la forma del loro contenitore , quindi sono chiamati fluidi .

Fluidi

I fluidi sono i materiali che possono fluire e avere una forma indefinita, ci sono due tipi di fluidi :

  1. Liquidi che sono caratterizzati da: volume definito, flusso regolare ed essere incomprimibile .
  2. Gas che sono caratterizzati da: occupare qualsiasi spazio, prendere il volume del suo contenitore e possono essere facilmente compressi .

Proprietà dei fluidi

Spiegheremo in dettaglio alcune delle proprietà fisiche che caratterizzano i fluidi che sono densità e pressione .

Densità

La densità è la massa del volume unitario della sostanza o la massa del corpo divisa per il suo volume, La densità di un materiale è data dalla relazione :

ρ = m / Vol

Dove : m è la massa della sostanza e misurata in kg, Vol è il volume della sostanza e misurata in m3, di conseguenza, la densità viene misurata in (kg / m3), Quando la densità di ferro = 7900 kg / m3, Significa che la massa di 1 m3 di ferro = 7900 kg .

Quando la miscelazione di due o più materiali quindi : m ( mix ) = m1 + m2 + ……

ρ Vol = ρ1 ( Vol )1 + ρ1 ( Vol )2 + ……

Vol ( mix ) = ( Vol )1 + ( Vol )2 + ……

E se la miscela è diminuita : Vol ( mix ) = − Δ Vol

Densità

Densità

I fattori che influenzano la densità

Densità differiscono da un materiale ad un altro a causa della differenza di :

  1. peso Atomico dell’elemento o il peso molecolare del composto .
  2. La distanza tra atomi (distanze interatomiche) o molecole ( spazi intermolecolari).

Densità è considerata una caratteristica del materiale , perché è costante per lo stesso materiale e non cambia la massa o il volume del materiale di modifiche alla stessa temperatura , cambia cambiando il tipo di materiale o cambiare la temperatura, perché l’aumento variazioni di temperatura intermolecolari spazi tra gli atomi o le molecole e, di conseguenza, la densità .

Applicazioni di densità

che Indica la batteria dell’auto è carica misurando la densità della soluzione elettrolitica all’interno di esso , Quando la batteria è scarica , la sua densità di soluzione elettrolitica ( diluita di acido solforico ) diminuisce a causa della reazione chimica con le piastre di piombo e la formazione di solfato di piombo , Quando la batteria è carica , il solfato è separato da piastre di piombo e di tornare a elettrolita e la densità aumenta di nuovo .

la Diagnosi di alcune malattie come l’Anemia, misurando sangue densità , Il tasso normale di sangue densità varia da 1040 kg/m3 a 1060 kg/m3 , se il sangue di densità superato 1060 kg/m3 , ciò indica un aumento della concentrazione dei globuli rossi del sangue , il Sangue densità preceduto 1040 kg/m3, questo indica che la diminuzione della concentrazione dei globuli rossi del sangue che indica Anemia .

L’aumento della concentrazione di sali nelle urine, misurando la densità delle urine, La densità normale delle urine è di 1020 kg / m3 e alcune malattie causano aumento di sali nelle urine che aumentano la sua densità .

La densità relativa è il rapporto tra la densità di un materiale e la densità dell’acqua alla stessa temperatura o è il rapporto tra la massa di un certo volume di un materiale e la massa dello stesso volume di acqua alla stessa temperatura .

La densità relativa di una sostanza può essere determinata dalle relazioni :

densità Relativa di una sostanza = Densità del materiale ad una certa temperatura e la Densità dell’acqua alla stessa temperatura

densità Relativa di una sostanza = Massa di un certo volume di un materiale in una determinata temperatura / di Massa di un ugual volume di acqua alla stessa temperatura

La densità relativa è un numero puro, perché è un rapporto tra due quantità , quando la densità relativa di benzina è di 0.9 , Ciò significa che il rapporto tra la densità della benzina a quella dell’acqua alla stessa temperatura = 0.9 .

La densità di un materiale può essere determinato, sapendo che la sua densità relativa utilizzando la seguente relazione :

pmaterial = prelaive × pwater = prelaive× 1000

( Dove : pwater = 1000 kg / m3 )

Pressione

Quando una forza ( F ) che agisce su di una superficie di area ( A ) , pressione ( P ) è prodotto in questa zona , La pressione è la forza media che agisce perpendicolarmente sull’unità di area che circonda questo punto .

Forza perpendicolare alla superficie , così , P = F / A mg / A

Forza fare l’angolo θ con la superficie , così , P = F sin q / A

Forza fare l’angolo θ con la normale alla superficie , quindi P = F cos θ / A

Dove : Forza ( F ) è misurata in Newton ( N ) e l’area ( A ) viene misurata in m2, Quindi , la pressione è misurata in N/m2 ( Pascal ) e il suo equivalente unità kg/m.s2 o J/m3 .

Quando la pressione in un punto = 500 N/m2, Significa che la forza media che agisce perpendicolarmente sulla superficie unitaria che circonda questo punto = 500 N .

Fattori che influenzano la pressione in un punto :

  1. Forza media che agisce perpendicolare (F), (direttamente proporzionale) P F F alla costante A .
  2. Area circostante questo punto (A), inversamente proporzionale P∝ ( 1/A) alla costante F .

È chiaro che all’aumentare dell’area , la pressione diminuisce , quindi nei camion pesanti vengono utilizzati pneumatici larghi , quindi la pressione dovuta al peso del camion diminuisce sulla strada , quindi i pneumatici non affondano nelle strade sabbiose .

Quando l’area diminuisce , la pressione aumenta , quindi aghi e spilli hanno punte affilate , quindi viene prodotta una pressione più elevata , quindi penetrano facilmente nei corpi .

Applicazioni sulla pressione
  1. la Misurazione della pressione arteriosa
  2. Misurare la pressione dell’aria all’interno le gomme di un auto

la Misurazione della pressione arteriosa : persona Normale ha due valori di pressione arteriosa ( contraenti di pressione e rilassante pressione ) , non è detto che la persona è una pressione del sangue del paziente se uno di questi valori è cambiato .

La pressione sistolica ( contraente ) è il valore massimo per la pressione sanguigna quando il muscolo cardiaco si contrae ed è uguale a 120 torr per la persona normale .

La pressione diastolica ( rilassante ) è il valore minimo per la pressione sanguigna quando il muscolo cardiaco si rilassa ed è uguale a 80 torr per la persona normale .

Quando la pressione sanguigna per la persona normale è 120/80 , Significa che il valore massimo per la pressione sanguigna nell’arteria quando il muscolo cardiaco si contrae è 120 torr e il valore minimo per la pressione sanguigna nell’arteria quando il muscolo cardiaco si rilassa è 80 torr .

Misurazione della pressione dell’aria all’interno dei pneumatici di un’auto : il pneumatico di un’auto viene riempito d’aria sotto un’adeguata alta pressione in modo che l’area tangente tra il pneumatico e la strada sia minima e di conseguenza l’attrito diminuisce che a sua volta diminuisce la temperatura calda del pneumatico e viceversa .

Pressione del piede dell’elefante o dell’uomo ?

La pressione dovuta al tacco alto appuntito è maggiore di quella dovuta al piede di elefante a terra perché la pressione è inversamente proporzionale alla superficie .

Pressione in un punto all’interno di un liquido

Quando un liquido viene messo in un contenitore , ogni punto all’interno del liquido è influenzato dal peso della colonna di liquido che la sua altezza ( h ) e l’area della sua base ( A ) che provoca una pressione in questo punto .

La pressione in un punto all’interno di un liquido è il peso della colonna liquida la cui base è l’area unitaria che circonda questo punto e la sua altezza è la distanza verticale da questo punto alla superficie del liquido .

Quando la pressione di un liquido in un punto al suo interno = 2 ×106 N/m2 , Significa che il peso della colonna di liquido che la sua base è l’area unitaria che circonda questo punto e la sua altezza è la distanza verticale tra questo punto e la superficie del liquido = 2 ×106 N .

Deduzione del valore della pressione in un punto all’interno di un liquido

Immaginare piastra ( X ) di ( A ) profondità ( h ) all’interno di un liquido di densità ρ , Questo piatto rappresenta la base di una colonna di liquido , la forza che agisce sulla piastra ( X ) è il peso della colonna di liquido, la cui altezza ( h ) e la cui area di sezione trasversale ( A ) .

Il peso della colonna liquida (Fg ) è determinato dalla relazione :

Fg = mg

Dove (m) è la massa della colonna liquida .

m = ρ Vol

Vol = A h ∴ Fg = Ahpg

P = Fg / A = Ahpg / A

∴ P = pgh

Se la superficie del liquido è aperto all’aria, quindi la pressione totale a questo punto : P = Pa + pgh , Dove Pa è la pressione atmosferica , La pressione esercitata su un corpo in fondo a un liquido è perpendicolare in ogni punto della sua superficie .

Fattori che influenzano la pressione in un punto all’interno del liquido :
  1. Densità del liquido (ρ ) , direttamente proporzionale, P ρ ρ a g e h costanti .
  2. Accelerazione dovuta alla gravità (g ) , direttamente proporzionale , P g g alla costante ρ e h , g cambia leggermente da un posto all’altro .
  3. Profondità del punto (h), direttamente proporzionale .

È chiaro che all’aumentare della profondità ( h), la pressione ( P ) aumenta dove P h h , Ecco perché la base della diga deve essere più spessa della sua cima per resistere all’aumento della pressione ad alta profondità , Quando la profondità dei punti sotto la superficie è uguale e così è la densità ( ρ ) , le pressioni diventano uguali dove p = pgh .

Tutti i punti allo stesso livello orizzontale all’interno del liquido hanno la stessa pressione , ecco perché i mari e gli oceani aperti hanno una superficie orizzontale dell’acqua , La pressione in un punto all’interno del liquido è una quantità scalare .

Applicazioni sulla pressione in un punto (recipienti collegati, tubo a forma di U& Barometro mercurico)

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