ความดัน ของเหลว คุณสมบัติของของเหลว

คุณสมบัติของของเหลว

1. ของเหลวเป็นสสารที่สามารถไหลไปมาได้ เนื่องจากโมเลกุลของของเหลวสามารถเคลื่อนที่ได้อิสระภายในขอบเขตของแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล
2. ของเหลวเป็นสิ่งที่ทนต่อการอัด คือ ปริมาตรของเหลวจะเปลี่ยนแปลงน้อยมากเมื่อได้รับแรงดัน
3. ทุกๆ จุดในของเหลวจะได้รับแรงดันจากทุกทิศทาง
4. ถ้าออกแรงดันต่อของเหลวที่อยู่ในภาชนะปิด แรงดันที่ของเหลวได้รับจะถูกส่งต่อไปยังทุกๆจุดในของเหลว
5. ที่ผิวของของเหลวจะมีแรงๆ หนึ่งที่จะช่วยยึดผิวของของเหลวไว้ไม่ให้ขาดจากกัน แรงนี้มีชื่อว่าแรงตึงผิว
6. จะมีแรงต้านภายในเนื้อของของเหลวต่อวัตถุที่เคลื่อนที่ผ่าน แรงนี้มีชื่อเรียกว่าแรงหนืด

ลักษณะของความดันของของเหลว
1. ทุกๆ จุดในของเหลวจะมีแรงดันจากทุกทิศทาง
2. ความดันของของเหลวขึ้นอยู่กับความลึกเเละความหนาเเน่นของของเหลว โดยไม่ขึ้นกับปริมาตรของของเหลว
3. ภาชนะที่มีของเหลวบรรจุออยู่จะได้รับแรงดันจากของเหลวกระทำต่อผนังภาชนะในแนวตั้งฉากกับผนังภาชนะ เช่น สังเกตน้ำที่พุ่งออกมาจากรอยรั่วของถังน้ำ แสดงถึงว่าจะต้องมีแรงดันของน้ำกระทำต่อพื้นที่ด้านข้างถัง และแรงดันนี้จะดันให้น้ำพุ่งออกมาตามรอยรั่วได

ความดันของของเหลวที่เกิดจากน้ำหนักของของเหลว
P = ρgh
นั้นคือ ความดันของของเหลว ณ จุดใดๆ จะแปรผันตามความลึกของของเหลว

ความดันของของเหลวที่เกิดจากน้ำหนักของของเหลว
P = ρgh
นั้นคือ ความดันของของเหลว ณ จุดใดๆ จะแปรผันตามความลึกของของเหลว


ข้อสังเกตเกี่ยวกับความดันจากของเหลว
1. ความดันเนื่องจากน้ำหนักของของเหลว ที่ระดับความลึกเดียวกันจะมีค่าเท่ากันทุกทิศทางและความดันจะเพิ่มมากขึ้นตามความลึก
2. ความดันของของเหลวจะขึ้นกับความลึกและความหนาแน่นของของเหลว แต่จะไม่ขึ้นกับปริมาตรของของ เหลว

ค่าน้ำหนักที่อ่านได้ จากตาชั่งไม่เท่ากับค่าแรงดันที่ก้นภาชนะ เพราะน้ำหนักของของเหลวขึ้นอยู่กับปริมาตรของของเหลวตามสมการ W = ρV แต่แรงกดที่ก้นภาชนะขึ้นอยู่กับพื้นที่ตามสมการ F = PA

เครื่องมือที่ใช้วัดความดัน
1. มาโนมิเตอร์แบบง่าย
2. บอร์ดันเกจ (Bourdon gage )

หลักการคำนวณหาความดันหาจากมาโนมิเตอร์หรือหลอดตัวยู
1. ให้หาผิวรอยต่อของของเหลว 2 ชนิดในหลอดตัวยูที่มีระดับต่ำที่สุด แล้วกำหนดจุดในขาแต่ละข้างของหลอดที่อยู่ในแนวเดียวกันที่ระดับต่ำที่สุด
2.ใช้หลักที่ว่า ความดันของเหลวที่ระดับเดียวกันมีค่าเท่ากันคำนวณหาค่าที่ต้องการได้

แรงดันของของเหลวที่กระทำต่อแผ่นราบจมอยู่ใต้ของเหลว
การคำนวณหาขนาด ทิศทาง และตำแหน่งที่แรงเนื่องจากของเหลวกระทำบนแผ่นราบที่จมอยู่ภายใต้ของเหลว นับเป็นสิ่งสำคัญในการออกแบบเขื่อน, ผนังกั้นน้ำ, ประตูน้ำ, ถัง, เรือ เป็นต้น

สำหรับแผ่นราบที่จมอยู่ภายใต้ของเหลวและวางอยู่ในแนวนอน การคำนวณหาแรงที่กระทำบนพื้นราบนั้นเป็นเรื่องไม่ยาก เพราะว่าความดันของของเหลวที่กระทำบนแผ่นราบกระจายสม่ำเสมอ แต่สำหรับแผ่นราบที่ไม่ได้วางอยู่ในแนวนอน ไม่ว่าจะอยู่ในแนวดิ่งหรือเอียงดังรูป การคำนวณค่อนข้างยุ่งยากเพราะความดันของของเหลวเปลี่ยนแปลงไปตามความลึก ตามสมการ

กฏของอาร์คิมิดีส
น้ำหนักของวัตถุที่หายไปในน้ำเท่ากับน้ำหนักของของปริมาตรของเหลวที่ล้นออกมา แรงลอยตัว FB คือแรงที่พยุงไม่ให้วัตถุจม เท่ากับน้ำหนักของวัตถุ

FB=pvg

จะได้ p1V1g =p2V2g

1= วัตถุ 2= น้ำ ส่วนที่จม

ความดันเกจและความดันสมบูรณ์ของของเหลว

1. ความดันสมบูรณ์ของของเหลว ณ จุดใดๆ
P = Pa PW Pa=1x105 N/m2 หรือ ปาสคาล Pa

2. ความดันเกจ ( PG ) หมายถึง ความดันที่เกิดจากน้ำหนักของของเหลว หรือหมายถึงความดันที่เป็นผลต่างของความดันสมบูรณ์ของของเหลวที่ตำแหน่งนั้นกับความดันอากาศปกติ
PG = ρgh
โดย PG = ความดันเกจ ,

ข้อสังเกต !
1. ความดันเกจ (PG) ณ จุดใดๆ คือ ความดันที่ไม่คิดความดันบรรยากาศ ส่วนใหญ่คือค่าที่อ่านได้จากมาตรวัดความดัน
2. ความดันสมบูรณ์ (P) ณ จุดใดๆ คือ ความดันที่คิดความดันบรรยากาศด้วย
3. ค่าความดันที่คำนวณในสมการของก๊าซทุกสมการเป็นความดันสมบูรณ์ทั้งนั้น

ข้อสอบที่เกี่ยวข้อง