Tlak – razlika između verzija
Uklonjeni sadržaj Dodani sadržaj
m Vraćene izmjene 195.66.180.188 (razgovor) na posljednju izmjenu korisnika Orijentolog |
sa hr wiki |
||
Red 1:
[[datoteka:Pressure force area.svg|mini|desno|Tlak je [[fizikalna veličina]] koja opisuje djelovanje sile na [[Površina|površinu]], određena omjerom sile ''F'' ([[pritisak]]), koja djeluje okomito na površinu [[Površina|ploštine]] ''A''.]]
'''Tlak''' ili '''pritisak''' je [[fizička veličina]] (znak ''p'') koja opisuje djelovanje sile na [[Površina|površinu]], određena omjerom sile ''F'', koja djeluje okomito na površinu [[Površina|ploštine]] ''A'', dakle:
:<math>p={F \over A}</math>.
== Jedinice ==
Mjerna jedinica tlaka je [[Paskal]] (znak Pa) ili [[njutn]] po [[Četvorni metar|metru kvadratnom]] (N/m<sup>2</sup>). Osim Paskala može se upotrebljavati i mjerna jedinica tlaka [[Bar (jedinica)|bar]] (1 bar = 10<sup>5</sup> Pa). Stare jedinice tlaka bile su: <ref> tlak, [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=61540] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.</ref>
* [[tehnička atmosfera]], znak at (1 at = 98 066,5 Pa); <ref name="NN2-2007"/>
* [[Standardna atmosfera|standardna]], normalna ili fizikalna atmosfera, znak atm (1 atm = 101 325 Pa); <ref name="NN2-2007">[http://narodne-novine.nn.hr/clanci/sluzbeni/2007_01_2_162.html Pravilnik o mjernim jedinicama], NN 2/2007</ref>)
* [[milimetar živina stupca]] ili milimetar stupca žive, znak mmHg, ili [[torr]] (1 mmHg = 1 torr = 133,322 Pa); <ref name="NN2-2007"/>
* milimetar stupca vode, znak mmH<sub>2</sub>O (1 mmH<sub>2</sub>O = 9,806 65 Pa).
== Kinetička teorija plinova ==
{{Glavni|Kinetička teorija plinova}}
[[datoteka:Translational motion.gif|mini|desno|[[Temperatura]] [[idealni plin|idealnog plina]] je mjera prosječne [[kinetička energija|kinetičke energije]] [[molekula]].]]
Kinetička teorija plinova je tumačenje makroskopskih svojstava [[plin]]ova na temelju gibanja njihovih [[molekula]]. Osnovne su postavke teorije:
* molekule su najmanji djelići [[Kemijska tvar|tvari]] koji sadrže [[Kemijsko svojstvo|kemijska svojstva]] makroskopske tvari;
* molekule su u stalnom, kaotičnom gibanju ([[kinetička energija]] molekularnoga sustava predstavlja [[toplina|toplinu]]);
* međusobno djelovanje molekula i njihovo djelovanje na stijenke posude u kojoj se plin nalazi može se tumačiti, na bazi [[Klasična mehanika|klasične mehanike]], kao [[sudar]]i;
* zbog velikoga broja molekula primjenljive su metode [[Statistička mehanika|statističke mehanike]]. Ako se zanemari međusobno djelovanje molekula, govori se o [[Idealni plin|idealnom plinu]], za koji se jednostavno izračunavaju temeljne [[termodinamika|termodinamičke veličine]]: tlak, [[temperatura]] i specifični [[toplinski kapacitet]]. <ref> kinetička teorija plinova, [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=31495] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.</ref>
=== Tlak plina ===
{{Glavni|Jednadžba stanja idealnog plina}}
Tlak plina uzrokovan je udarcima molekula plina u određenom vremenu na površinu stijenke posude koja zatvara plin. Taj je tlak to veći što je viša [[temperatura]] ''T'', a manji [[obujam]] ili volumen ''V'' određene količine ''n'' plina:
:<math>p \cdot V=n \cdot R \cdot T\,</math>
gdje je: ''p'' – apsolutni tlak plina ([[Pascal|Pa]]), ''V'' – [[obujam]] plina ([[Kubični metar|m<sup>3</sup>]]), ''n'' – broj [[mol]]ova plina, ''R'' – univerzalna [[plinska konstanta]] (8,314472 J • mol<sup>−1</sup> • K<sup>−1</sup>), jednaka umnošku [[Boltzmannova konstanta|Boltzmannove konstante]] i [[Avogadrov broj|Avogadrovog broja]], ''T'' - apsolutna temperatura ([[Kelvin|u Kelvinima]]).
==== Atmosferski tlak ====
{{Glavni|Atmosferski tlak}}
Atmosferski tlak uzrokovan je [[težina|težinom]] [[zrak]]a i određen težinom stupca zraka nad površinom.
==== Parcijalni tlak ====
{{Glavni|Parcijalni tlak}}
Parcijalni tlak je tlak pojedinih komponenata u smjesi plinova ([[Daltonov zakon]]). Tlak se može mjeriti kao apsolutni ili kao relativni, prema tomu uzima li se za nulu [[vakuum]] ili atmosferski tlak. Relativni tlak koji je manji od atmosferskoga naziva se negativni tlak.
== Tlak kod tekućina ==
[[datoteka:Pressure distribution on an immersed cube.png|mini|desno|[[Hidrostatički tlak]] se povećava sa dubinom. Zbog razlike tlaka na donjem dijelu kocke nastaje [[uzgon]].]]
[[datoteka:Hydraulic Force, language neutral.png|mini|desno|Način rada [[hidraulička preša|hidraulične preše]].]]
Kod [[tekućina]], tlak će se javiti u dva slučaja:
* prilikom djelovanja [[gravitacija|gravitacije]] ili inercijalnih [[sila]], kada će sve čestice tekućine dobiti [[težina|težinu]] te će djelovati nekom ukupnom silom u smjeru djelovanja [[rezultanta|rezultantne]] sile polja u kojem se tekućina nalazi. Takvo djelovanje će proizvesti [[hidrostatski tlak]];
* prilikom [[gibanje|gibanja]] (strujanja) tekućine, kada će na neku prepreku strujanju djelovati sila hidrodinamičkog tlaka, i to na površini u koju tekućina udara ([[Bernoullijeva jednadžba]]).
=== Hidrostatski tlak ===
{{Glavni|Hidrostatski tlak}}
Hidrostatski tlak je tlak mirnoga [[fluid]]a, uzrokovan njegovom težinom. Ovisi o [[gustoća|gustoći]] fluida ''ρ'', dubini na kojoj se mjeri ''h'' i [[Ubrzanje zemljine sile teže|ubrzanju zemljine sile teže]] ''g'', dakle:
:<math> p = \rho \cdot g \cdot h </math>
a ne ovisi o smjeru u kojem se mjeri.
=== Hidraulički tlak ===
{{Glavni|Hidraulički pogon}}
Hidraulički tlak je onaj koji na [[fluid]] djeluje izvana (na primjer uslijed djelovanja [[crpka|crpke]] ili pumpe), a u fluidu djeluje jednako u svim smjerovima.
=== Hidrodinamički tlak ===
{{Glavni|Hidrodinamički tlak}}
Hidrodinamički tlak pojavljuje se u fluidu koji struji, a sastoji se od statičkog i dinamičkoga dijela; potonji ovisi o brzini strujanja fluida i djeluje u smjeru strujanja.
==== Bernoullijeva jednadžba ====
{{Glavni|Bernoullijeva jednadžba}}
Bernoullijeva jednadžba je osnovni zakon gibanja [[fluid]]a. Proizlazi iz primjene [[Zakon očuvanja energije|zakona o očuvanju energije]] na strujanje fluida. Odatle se dobije da zbroj:
:<math> \tfrac12\, \cdot \rho\ \cdot v^2\, +\, \rho\ \cdot g \cdot h +\, p\, =\, \text{konstanta}\, </math>
ima istu vrijednost posvuda u fluidu koji struji vodoravno, gdje je ''p'' tlak, ''ρ'' [[gustoća]] i ''v'' [[brzina]] fluida u nekoj točki, a ''h'' visina visina [[težište|težišta]] poprečnog presjeka fluida u odnosu na neku vodoravnu ravninu. Prema tome, ondje gdje je brzina tekućine veća, tlak je manji, ondje gdje je brzina tekućine manja, tlak je veći. Na Bernoullijevoj jednadžbi osnivaju se mnoge [[Inženjerstvo|inženjerske]] primjene, kao na primjer let [[zrakoplov]]a: zrak struji uz gornju zakrivljenu plohu krila brže nego ispod krila, pa je tlak na donju plohu krila veći nego na gornju, što ima za posljedicu da na krila djeluje ukupna [[sila]] prema gore koja diže zrakoplov. <ref> Bernoullijeva jednadžba, [http://www.enciklopedija.hr/natuknica.aspx?ID=7186] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.</ref>
=== Kohezijski tlak ===
{{Glavni|Kohezija}}
Kohezijski tlak se pojavljuje samo na slobodnoj površini tekućine, rezultat je djelovanja kohezijskih sila.
=== Krvni tlak ===
{{Glavni|Krvni tlak}}
Krvni tlak je tlak krvi na stijenke [[Krvna žila|krvnih žila]]. Ovisi o nekoliko čimbenika: o ukupnom obujmu krvi što ga izbacuje [[srce]], o rastegljivosti i elastičnosti krvnih žila, o stegnutosti krvnih žila. Zbog srčanih kontrakcija tlak je najviši na početku krvnog optoka (u [[arterija]]ma), a najniži na njegovu kraju, u [[vena]]ma. Kako srce izbacuje krv na mahove, arterijski tlak koleba između sistoličke i dijastoličke vrijednosti. U sistemskom krvnom optoku arterijski je tlak tijekom sistole normalno oko 16 kPa (120 mm Hg), a u dijastoli oko 10,5 kPa (80 mm Hg). Razlika tih dvaju tlakova (5,5 kPa ili 40 mm Hg) naziva se tlak pulsa (bȉla). Srednji arterijski tlak nešto je bliži vrijednosti dijastoličkoga tlaka, jer dijastola traje dulje od sistole. U završnim dijelovima arterijskoga sustava kolebanja tlaka postaju sve slabijima, pa je u [[kapilara]]ma i venama krvni tlak jednolik. Na kraju venskoga sustava, na ušću gornje i donje šuplje vene u desnu pretklijetku, krvni je tlak približno 0 kPa. <ref> krvni tlak, [http://www.enciklopedija.hr/natuknica.aspx?ID=34316] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.</ref>
== Pretlak, podtlak i apsolutni tlak ==
Da izmjerimo tlak plina koji se nalazi u nekoj posudi, može se mjeriti pomoću cijevi u obliku slova U koja je napunjena bilo kojom tekućinom, na primjer [[živa|živom]]. Ako je tlak plina ''P<sub>o</sub>'' u posudi manji od atmosferskog tlaka ''P<sub>a</sub>'', živa će u lijevom kraku cijevi stajati više, a u desnom niže. Da bi bila ravnoteža u presjeku ''A-A'', moraju tlakovi s lijeve i desne strane toga presjeka biti jednaki. S lijeve strane toga presjeka djeluje tlak ''P<sub>o</sub>'' i težina stupca tekućine ''h<sub>1</sub>''. Stoga je s lijeve strane toga presjeka tlak:
:<math> p_1 = P_o + \rho \cdot g \cdot h_1 </math>
Tlak s desne strane presjeka ''A-A'' jednak je zbroju [[Atmosferski tlak|atmosferskog tlaka]] ''P<sub>a</sub>'' i težina stupca tekućine ''h<sub>2</sub>'', to jest:
:<math> p_2 = P_a + \rho \cdot g \cdot h_2 </math>
pri čemu je ''ρ'' - gustoća [[tekućine]], a ''g'' - [[ubrzanje zemljine sile teže]]. Kako vrijedi ''p<sub>1</sub> = p<sub>2</sub>'', to je:
:<math> P_o + \rho \cdot g \cdot h_1 = P_a + \rho \cdot g \cdot h_2 </math>
Kako je očito da je ''h<sub>1</sub> - h<sub>2</sub> = H'', dobivamo:
:<math> \rho \cdot g \cdot H = P_a - P_o </math>
U ovom slučaju težina stupca tekućine ''H'' mjeri razliku između atmosferskog tlaka i tlaka u posudi. Tu razliku nazivamo podtlak ili vakuum. Podtlak je iznos za koliko je tlak u nekoj posudi manji od atmosferskog tlaka.
Kada bi tlak u posudi ''P<sub>o</sub>'' bio veći od atmosferskog tlaka, onda bi sličnim postupkom dobili da vrijedi:
:<math> \rho \cdot g \cdot H = P_o - P_a </math>
Ovu razliku nazivamo pretlak. Pretlak je dakle iznos za koliko je tlak u nekoj posudi veći od atmosferskog tlaka.
Apsolutni tlak ''p'' jednak je zbroju atmosferskog tlaka ''P<sub>a</sub>'' i pretlaka:
:<math> p = P_a + pretlak </math>
ili, apsolutni tlak ''p'' jednak je razlici atmosferskog tlaka ''P<sub>a</sub>'' i podtlaka: <ref> Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>
:<math> p = P_a - podtlak </math>
==Izvori==
{{izvori|2}}
== Poveznice ==
* [[Naprezanje]]
* [[Uzgon]]
[[Kategorija:
[[Kategorija:
[[Kategorija:Mehanika fluida]]
[[Kategorija:Hidraulika]]
[[Kategorija:Termodinamika]]
| |||