IMPORTANT: Si us voleu donar d'alta, escriviu-nos a wiki@matadejonc.cat

Introducció estàtica de fluids

De Matawiki
Dreceres ràpides: navegació, cerca


Hidrostàtica
Alumnes: Lluís Moragues, Joana M Pascual, Pere Pau Garau, Miquel Serra i Marc Rul·lan
1. Introducció 2. La pressió 3. La pressió atmosfèrica 4. La pressió en els fluids 5. La densitat dels fluids 6. Tensió superficial

7. Vasos comunicants 8. Glossari de termes 9. Fonts d'informació

Contingut

Introducció

En aquesta pàgina cinc alumnes de 4t d'ESO de Mata de Jonc explicarem i donarem algunes informacions sobre una de les branques de la física, que estudia els fluids, la hidrostàtica. El treball està dividit en tres parts.

La pressió

quan els esquiadors duen botes s'enfonsen dins la neu perquè la superfície de contacte és menor i la pressió més gran, en canvi quan duen esquís la superfície augmenta i la pressió disminueix, per tant, no s'enfonsen

La Pressió (de símbol p) és la força exercida perpendicularment sobre cada unitat de superfície.

En el Sistema Internacional (SI) les unitats de pressió es mesuren en newtons per metre quadrat, denominats pascals (Pa). Un pascal és la pressió que exerceix una força d'un newton repartida uniformement sobre una superfície d'un metre quadrat.

1 Pa = 1N/1m2

Com més gran sigui la força que actua sobre una superfície donada, major serà la pressió, i com mes petita sigui la superfície per a una força donada, major serà la pressió resultant (vegeu imatge).

Tot i que el pascal és la unitat de pressió en el SI, en la pràctica encara es fan servir altres unitats, tot i que cada vegada menys. Per exemple, la pressió atmosfèrica normal a nivell del mar s'utilitza com a unitat de pressió amb el nom de atmosfera. Una atmosfera és igual a 1013hPa (101300Pa).

La pressió és el quocient entre la component normal de la força sobre una superfície i l'àrea d'aquesta superfície.

Els densímetres

Un densímetre és un instrument de metall graduat que s'utilitza per a mesurar la densitat d'un líquid. Es basa en el principi hidrostàtic del matemàtic i inventor grec Arquimedes.

Típicament està fet de vidre i consisteix en un cilindre i un bulb, ple de plom o mercuri, ja que tenen una alta densitat, perquè floti dret.

El punt en el qual la superfície del líquid toca el cilindre del hidròmetre es calcula, la vareta graduada s'eleva verticalment per a donar una lectura de l'escala.

Els densímetres han de calibrar-se segons el tipus de líquid que cal analitzar, i a una temperatura tipus, normalment 4 °C o 20 °C.

En líquids lleugers com la gasolina, i l'alcohol, l'hidròmetre s'ha d'enfonsar més per a mesurar el pes del líquid i s'ha d'enfonsar menys en líquids pesats com aigua salada, llet, i àcids. De fet, és usual tenir dos instruments separats, un per als líquids i un per als líquids lleugers.

Densímetre

Tipus de densímetres

  • Alcoholímetre - Per a mesurar la potencia alcohòlica de les begudes.
  • Lactòmetre - Per a mesurar la gravetat específica de la llet.
  • Sacarímetre - Per a mesurar la quantitat de sucre d'una substancia.
  • Salímetre - Per a mesurar la gravetat específica de les sals.

L'empenta dels gasos

les partícules es mouen en totes les direccions

Un gas és un estat de la matèria en que les forces interatòmiques o intermoleculars entre els diferents àtoms o molècules d'una substància són tan petites que la substància no adopta ni forma ni volum fix, tendint a expandir-se tant com sigui possible per ocupar el recipient que el conté. Aquesta tendència a expandir-se produeix una empenta sobre el recipient que els conté.

A nivell microscòpic un gas es caracteritza perquè les seues partícules estan molt separades i la interacció entre elles és molt baixa.

Sobre un cos immers en un gas hi actua una força vertical cap amunt, com passa amb un cos submergit en un líquid, però, a causa de la baixa densitat dels gasos, aquesta força és molt més petita que en el líquids.

Tanmateix, sobre cossos de gran volum i poc pes, l'empenyiment de l'aire pot ser suficient per enlairar-los; aquest és el cas del globus aerostàtic.

La diferència entre l'empenyiment i el pes total s'anomena força ascensional.

La pressió atmosfèrica

Pressió de l'aire a Alemanya (la corba negra és la pressió de l'aire)

L'atmosfera exerceix pressió sobre la superfície terrestre i sobre tots els éssers que hi viuen, és a dir el pes que exerceix l'aire sobre una superfície. La pressió atmosfèrica afecta a totes les superfícies que estan en contacte amb l'aire, independentment de la seva posició. Els éssers humans no notem la pressió atmosfèrica perquè la nostra pressió interna és gairebé igual que l'exterior.

Les zones situades a l'altura del nivell del mar tenen més pressió atmosfèrica que les que estan més elevades. Com més amunt del nivell del mar ens situem, més petita és la pressió atmosfèrica, ja que hi ha menys gruix d'aire a sobre. Això també fa que l'aire sigui més atapeït al nivell del mar que al cim d'una muntanya. Així, per exemple, al cim de l'Everest – la muntanya més alta del món, situada a la serralada del Himalaia- la pressió atmosfèrica és més baixa que a qualsevol punt de les platges mediterrànies.

Allà on hi ha menys aire, també hi ha menys oxigen disponible. Vet aquí per què els alpinistes, quan han d'escalar els cims més alts del planeta, han d'equipar-se amb bombones d'aire comprimit. Aquestes bombones els permeten respirar en indrets on l'aire és més aviat escàs. La pressió disminueix ràpidament amb l'alçada, però a més hi ha diferències de pressió entre unes zones de la troposfera i les altres que tenen gran interès des del punt de vista climatològic. Són denominades zones d'altes pressions, quan la pressió, reduïda al nivell del mar i a 0 , és major de 1.013 mil·libars o zones de baixes pressions si el valor és menor que aquest número.

Baròmetre
L'aire es desplaça des de les àrees de més pressió a les de menys, formant-se així els vents. S'anomenen isòbares a les línies que uneixen punts d'igual pressió. Els mapes isobàrics són utilitzats pels meteoròlegs per a les prediccions del temps.
Mapa isobàric

Baròmetre

Podem mesurar la pressió atmosfèrica amb un baròmetre.

Aquests aparells mesuren la pressió en mil·límetres de mercuri (mmHg), o en mil·libars (Mb). La pressió normal al nivell del mar equival a 760 mmHg o 1013 Mb. Un augment de la pressió atmosfèrica per sobre de la normal, indica la presència d'un anticicló, una disminució ens indicarà una depressió. Es fan mapes de pressió atmosfèrica, on es marquen les línies isòbares, que ajuden als meteoròlegs a fer prediccions meteorològiques.

Fou el físic italià Evangelista Torricelli que en el 1643, demostrà l'existència de la pressió atmosfèrica i proporcionà el primer sistema, que encarara emprem, per mesurar-la. Omplí de mercuri un tub de vidre de més d'un metre de longitud, tancat per un extrem. Va tapar l'altre extrem, l'introduí de cap per avall en un recipient ple de mercuri. Quan el destepà va començar a sortir el mercuri, però el tub no es buida completament. La pressió atmosfèrica exterior exercia una força capaç de sostenir el pes de la columna de mercuri. Sobre d'aquesta, en la part superior del tub, quedava el buit i, per tant, no existia pressió.

Fonts d'informació

En castellà:

Equació fonamental de la hidrostàtica

http://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat

Densímetre

Tenssió superficial

Fluids

Líquid

Principi de Pascal

Principi d'Arquimides

Microsoft Encarta

En català:

Pressió

Pressió atmosfèrica

Glossari de termes

  • Líquid: és un dels estat de la matèria més quotidians. És un fluid, dins del qual els àtoms o molècules que el formen es mouen lliurement en el seu interior.
  • Densitat: quantitat de massa entre volum.
  • Densitat relativa: valor de la densitat d'una substància respecte al valor de la densitat de l'aigua.
  • Tensió: distribució de forces per unitat d'àrea.
  • SI: és el sistema internacional d'unitats.
  • Atmosfera: és la capa de gas que rodeja la terra.
Eines de l'usuari
Espais de noms
Variants
Accions
Navegació
Escola
Imprimeix/exporta
Eines