Тиск — фізична величина, яка чисельно дорівнює силі, що діє на одиницю площі поверхні тіла та діє за напрямом зовнішньої нормалі до цієї поверхні.
| Фізична величина | |||
|---|---|---|---|
| Назва | Тиск | ||
| Вид величини | Похідна | ||
| Позначення величини | лат. p[1][2] | ||
| Позначення для розмірності | Н/м² | ||
| Похідна від | сили | ||
| Системи величин і одиниць | Одиниця | Розмірність | |
| SI | Па, Pa (паскаль)1 |
L−1·M·T−2 | |
| СГС | дина/см² | L−1·M·T−2 | |
| Англоамериканські | Psi | L−1·M·T−2 | |
| Виноски | |||
| 1) Поряд з паскалем (Па), використовується також позасистемна одиниця тиску бар (1 бар = 100 кПа). Застарілі варіації: атмосфера (атм), Торр, або міліметр ртутного стовпа (мм рт. ст.) | |||
| Див. також: Атмосферний тиск | |||
Тиск позначається малою латинською літерою p[1][2]. За означенням
- ,
де S — площа поверхні, на яку діє сила, а — складова цієї сили, нормальна (перпендикулярна) до поверхні.
Тиск — скалярна величина, отже не залежить від напрямку. Загальнішим поняттям, ніж поняття тиску є поняття напруження. У анізотропних середовищах деформація залежить від напрямку прикладеної сили, тому для опису дії сили в таких середовищах використовується інша величина: тензор механічних напружень. Тому поняття тиску найкраще характеризує пружні властивості газів і рідин.
У системі SI тиск вимірюється у паскалях. 1 Па = 1 Н/м². Іншими популярними одиницями вимірювання тиску є торр або міліметр ртутного стовпа й атмосфера або бар. Позасистемна одиниця тиску — п′єза.
| Паскаль | Бар (bar, бар) |
Н/мм² | кгс/м² | Технічна атмосфера (at, ат) |
Фізична атмосфера (atm, атм) |
Міліметр ртутного стовпа (mmHg, мм рт. ст., torr, торр) |
Фунт на квадратний дюйм (psi) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 Па (Н/м²) = | 1 | 10−5 | 10−6 | 0,102 | 0,102·10−4 | 0,987·10−5 | 0,0075 | 145,038·10−6 |
| 1 бар = | 100 000 | 1 | 0,1 | 10 197 | 1,02 | 0,987 | 750 | 14,5038 |
| 1 Н/мм² = | 106 | 10 | 1 | 1,02·105 | 10,2 | 9,87 | 7500 | 145,038 |
| 1 кгс/м² = | 9,81 | 9,81·10−5 | 9,81·10−6 | 1 | 10−4 | 0,968·10−4 | 0,0736 | 14,223·10−4 |
| 1 технічна атмосфера = 1 кгс/см² = |
98 100 | 0,981 | 0,0981 | 10 000 | 1 | 0,968 | 736 | 14,223 |
| 1 фізична атмосфера = (760 торр) = |
101 325 | 1,013 | 0,1013 | 10 330 | 1,033 | 1 | 760 | 14,696 |
| 1 торр = 1 мм рт. ст. = | 133 | 0,00133 | 1,33·10−4 | 13,6 | 0,00132 | 0,00132 | 1 | 19,3367·10−3 |
| 1 psi | 6894,76 | 68,9476·10−3 | 68,9476·10−4 | 702,99 | 70,307·10−3 | 68,046·10−3 | 51,7151 | 1 |
Тиск у термодинаміці
Тиск — одна з найважливіших термодинамічних величин. Це інтенсивна термодинамічна змінна, тобто значення тиску не залежить від розмірів термодинамічної системи. У стані термодинамічної рівноваги за законом Паскаля тиск однаковий у всіх точках системи. Рівняння стану пов'язує тиск з іншими термодинамічними змінними — об'ємом, температурою та масою речовини.
Робота dA, яку виконує термодинамічна система при зміні об'єму на величину dV дорівнює:
- .
Тиск може бути визначений, як перша похідна від термодинамічних потенціалів:
- ,
де E — внутрішня енергія, F — вільна енергія, S — ентропія, T — температура.
Гідростатичний тиск
Тиск в рідині в полі тяжіння залежить від глибини згідно із формулою
де — густина рідини, — прискорення вільного падіння, — глибина, на якій вимірюється тиск.
Абсолютний та надлишковий (манометричний) тиск і розрідження (вакуумметричний тиск)
Абсолютний тиск, (pабс) — це тиск, для вимірювання якого за початок відліку беруть тиск, що дорівнює нулю (теоретично — від абсолютного вакууму). За початок відліку абсолютного тиску у земних умовах приймають тиск усередині посудини, з якої повністю видалене повітря. Тільки абсолютний тиск є параметром стану термодинамічної системи і тільки абсолютний тиск в Па використовують у всіх формулах в термодинаміці. Визначається абсолютний тиск як сума барометричного та манометричного тисків, або як різниця — барометричного та вакуумметричного тисків.
Надлишковий тиск (p) — різниця між абсолютним і тиском навколишнього середовища, найчастіше — барометричним (атмосферним) тиском. Вимірюють манометрами. Розрідження — тиск в системі, менший за атмосферний. Вимірюють вакуумметрами.
Атмосферний (барометричний) тиск (pб) — тиск, створюваний масою повітряного стовпа земної атмосфери. Його значення залежить від висоти місцевості над рівнем моря, географічної широти та метеорологічних умов. Вимірюють барометрами.
Вимірювання
Вимірювання тиску газів і рідин виконується за допомогою манометрів, дифманометрів, вакуумметрів, атмосферного тиску — барометрами, артеріального тиску — тонометрами.
Перепад тиску
Перепад тиску (рос. перепад давления; англ. pressure drop; нім. Druckgefälle n, Druckabfall m) — різниця тисків у двох різних перерізах потоку.
Приклади:
- Перепад тиску між контуром живлення і зоною відбору (рос. перепад давления между контуром питания и зоной отбора; англ. pressure drop between the external boundary of a reservoir and the production zone, нім. Druckgefälle n (Druckabfall m) zwischen der Speicherkontur und der Entnahmezone) — різниця між пластовим тиском на контурі живлення нафтового покладу і тиском на вибої видобувних свердловин.
- Перепад тиску початковий (рос. перепад давления начальный; англ. initial pressure differential; нім. Anfangsdruckgefälle n) — апроксимаційна величина перепаду тиску, за якої дебіт свердловини при припливі в'язко-пластичної рідини або при фільтрації з початковим градієнтом тиску, дорівнює нулю. Початковий перепад тиску може сягати 1–2 МПа.
Див. також
Примітки
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
