Tryck

Från Wikipedia
(Omdirigerad från Övertryck (lufttryck))
Hoppa till: navigering, sök
För andra betydelser, se Tryck (olika betydelser).

Tryck är i fysiken det samma som kraft per areaenhet.

Tryckenheten i SI-systemet är 1 pascal (1 Pa = 1 newton per kvadratmeter, N/m²).

Då pascal är en liten enhet, brukar ofta andra tryckenheter användas, till exempel: Bar, Psi, mmHg, torr, mVp, mmVp samt atm.

Tryck är en skalär, som inte har någon riktning.

Omvandlingstabell för tryckenheter
Enhet kPa bar PSI mmHg mVp atm
kPa 1 0,01000 0,14504 7,50064 0,10197 0,00987
bar 100 1 14,50377 750,06000 10,19744 0,98692
PSI 6,89476 0,06895 1 51,71509 0,70309 0,06805
mmHg 0,13332 0,00133 0,01934 1 0,01360 0,00132
mVp 9,80638 0,09806 1,42230 73,55413 1 0,09678
atm 101,32500 1,01325 14,69594 760,00212 10,33256 1

Instrument för mätning av tryck är barometer och manometer.

Undervattensfarkoster måste stå emot starkt tryck utifrån.
På hög höjd är lufttrycket lägre än vid havsytan. Därför är det svårt att andas om man inte är i en lufttät flygkabin.

Lufttryck[redigera | redigera wikitext]

Detta avsnitt är en sammanfattning av Lufttryck

Lufttrycket är det tryck som atmosfären åstadkommer, ju högre ovanför havets yta som man befinner sig, desto mindre blir lufttrycket, eftersom man då har en mindre del av atmosfären ovanför sig.

Man har försökt bestämma ett medelvärde för lufttrycket i olika standarder.

STP och NTP är exempel på sådana standarder.

I dessa två standarder anges det normala lufttrycket vid havsytan som 1 atm, det vill säga 101,325 kPa.

Eftersom en millibar är ekvivalent med en hektopascal brukar mereorologer som förr mätte lufttryck i millibar numera använda hektopascal.

1 atm = 101,325 kPa = 1013,25 hPa = 101325 Pa = 101325 N/m2.

Hydrostatiskt tryck[redigera | redigera wikitext]

Med det hydrostatiska trycket avses det tryck som en vätska (vanligtvis vatten) åstadkommer.

Under vattenytan ökar trycket med en bar (cirka 100kPa) för var tionde meter.

Det totala trycket som råder på en bestämd punkt på jorden är summan av lufttrycket och det eventuella hydrostatiska trycket.

Härledning av formeln för det hydrostatiska trycket[redigera | redigera wikitext]

Låt oss tänka oss en vattenpelare, som har sin topp vid vattenytan, och som sträcker sig ända ner till en bestämd nivå.

Avståndet ifrån denna nivå upp till ytan är h, som samtidigt är vattenpelarens höjd.

Denna vattenpelare åstadkommer ett tryck på sin bottenarea A enligt


P_h = \frac{m\,g}{A}

där Ph är hydrostatiskt tryck, m massan, g tyngdaccelerationen och A arean. En kropps massa kan skrivas som 
m = \rho\,V

där ρ är densiteten och V är volymen. Detta ger:


P_h = \frac{\rho\,V\,g}{A} = \frac{\rho\,A\,h\,g}{A} = \rho\,h\,g

Det totala trycket vid en bestämd punkt räknas då enligt:


P_{tot} = P_0 + P_h = P_0 + \rho\,g\,h

där P0 är lufttrycket.

Hydrodynamiskt tryck[redigera | redigera wikitext]

Med det hydrodynamiska trycket avses den rörelseenergi, som vatten och andra inkompressibla fluider åstadkommer vid rörströmning och kanalströmning.

Om vattnets rörelseenergi delas med dess volym, blir SI-enheten Pascal.

Om man tänker sig att en ideal inkompressibel fluid passerar genom en plan sektionsförändring, så blir summan av det hydrostatiska och hydrodynamiska trycket konstant, det vill säga:

P_{h,1} + P_{d,1} = P_{h,2} + P_{d,2} \Rightarrow P_{h,1} - P_{h,2} = P_{d,2} - P_{d,1}

där Ph är hydrostatiskt och Pd är hydrodynamiskt tryck.

I verkligheten sker alltid en tilläggsförlust (ht) vid alla sektionsförändringar, varför uttrycket får skrivas

P_{h,1} + P_{d,1} = P_{h,2} + P_{d,2} + h_t

Härledning av formeln för det hydrodynamiska trycket[redigera | redigera wikitext]

Den klassiska formen för rörelseenergin E brukar skrivas

E = \dfrac {m \cdot u^2}{2} = \dfrac {V \cdot \rho \cdot u^2} {2}

Genom att dela vattenkroppens totala rörelseenergi (E) med dess volym (V), erhålls det hydrodynamiska trycket (Pd) enligt följande:

P_d = \dfrac {E}{V} = \dfrac {m \cdot u^2}{2 \cdot V} = \dfrac {\rho \cdot u^2}{2}

Se även[redigera | redigera wikitext]