Áp suất chất lỏng là gì? Đơn vị đo và công thức tính áp suất chất lỏng

Chu Văn An

Áp suất chất lỏng đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp sản xuất, công nghiệp chế tạo, y học… Nếu bạn vẫn đang thắc mắc về loại áp suất này hãy cùng Trường Chu Văn An tìm hiểu chi tiết qua nội dung. nội dung dưới đây.

1. Áp suất chất lỏng là gì?

Áp suất chất lỏng là lực tác dụng lên bề mặt chất lỏng trên một đơn vị diện tích. Cách tính áp suất này phụ thuộc vào diện tích bề mặt và cách phân chia lực tác dụng lên bề mặt đó.

Khả năng truyền áp suất của chất lỏng khá đa dạng. Trong đó điển hình nhất là bề mặt chứa chất lỏng, vật thể nằm bên trong và bản thân chất lỏng.

Tìm hiểu về áp suất chất lỏng

2. Đơn vị đo áp suất chất lỏng

Tùy thuộc vào hệ thống đo được sử dụng mà đơn vị đo áp suất chất lỏng sẽ khác nhau. Dưới đây là một số đơn vị phổ biến hiện nay như:

• Psi: Đơn vị này được tính bằng áp suất tác dụng lên diện tích 1 inch vuông với lực 1 pound. Chúng thuộc hệ thống đo lường Anh – Mỹ.
• Bar: Được sử dụng rộng rãi trong địa chất và công nghiệp. Trong đó, 1 Bar tương đương với áp suất của cột nước có độ cao khoảng 10 mét. Đơn vị này không có trong hệ thống đo SI.
• Torr: Được sử dụng trong các ứng dụng y tế và khoa học. Trong đó, 1 Torr tương ứng với áp suất của cột thủy ngân có chiều cao khoảng 1mm. Chúng không thuộc hệ thống đo lường SI.

• Pascal: Đây là áp suất tác dụng lên diện tích 1m2 với 1N. Chúng là các đơn vị cơ bản trong hệ đo áp suất SI.

3. Áp suất chất lỏng bị ảnh hưởng bởi những yếu tố nào?

Áp suất chất lỏng phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Bao gồm:

• Sự gia tăng mật độ chất lỏng làm cho áp suất tăng lên. Điều này là do số lượng phân tử trên một đơn vị thể tích tăng lên.
• Tăng chiều cao chất lỏng dẫn đến tăng áp suất chất lỏng.
• Nhiệt độ tăng làm cho chất lỏng nở ra. Khi đó áp lực sẽ tăng theo.
• Áp suất bị ảnh hưởng bởi bề mặt tiếp xúc giữa vật và chất lỏng.
• Tùy theo tính chất và loại chất lỏng mà áp suất sẽ có sự chênh lệch đáng kể.

4. Công thức tính áp suất chất lỏng

Công thức áp suất chất lỏng như sau: P = ρgh

Trong đó:

• P (Pascal) là áp suất chất lỏng.
• ρ (kg/mét khối) là mật độ của chất lỏng.
• g (mét/giây bình phương) là gia tốc trọng trường
• h (mét) là độ sâu của chất lỏng.

hoặc P = dh

Trong đó:

• d: khối lượng riêng của chất lỏng.
• h: độ sâu từ mặt thoáng của chất lỏng đến điểm áp suất.

Công thức trên có thể áp dụng để tính áp suất chất lỏng trong nhiều trường hợp khác nhau. Bao gồm: Bồn chứa, đường ống, bể chứa, đập thủy điện…

Công thức tính áp suất chất lỏng

5. Ứng dụng áp suất chất lỏng

Hiểu được áp suất chất lỏng là gì và các yếu tố ảnh hưởng của nó sẽ giúp ứng dụng nó vào nhiều lĩnh vực khác nhau. Bao gồm:

• Ứng dụng điều khiển hệ thống thủy lực trong các thiết bị, máy móc công nghiệp.
• Ứng dụng sản xuất các loại thiết bị đo áp suất. Điển hình là: Cảm biến áp suất, bơm áp suất, đồng hồ đo áp suất…
• Ứng dụng giám sát, kiểm soát quá trình sản xuất dược phẩm, thực phẩm. Bao gồm: Chưng cất, nấu, làm nguội, sấy khô…
• Ứng dụng trong giám sát, đo lường hiệu quả khai thác than, dầu khí.
• Ứng dụng để sản xuất các bộ phận điều khiển và hệ thống truyền động trên một số loại xe. Chủ yếu là tàu thủy, máy bay, ô tô…
• Trong y học, áp suất dịch giúp bác sĩ theo dõi chức năng thận của bệnh nhân và đo huyết áp.
• Ứng dụng trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học: Sinh học, vật lý, hóa học,…

Áp suất chất lỏng có ứng dụng trong nhiều lĩnh vực

6. Một số bài tập liên quan đến áp suất chất lỏng

Từ những kiến ​​thức lý thuyết trên có thể áp dụng để làm các bài tập về áp suất chất lỏng dưới đây.

Bài 1: Một thùng hình trụ đựng đầy nước cao 1,5m. Biết 10.000 N/m3 là trọng lượng riêng của nước, áp suất khi tác dụng lên đáy bể là bao nhiêu?

Cách thực hiện: Áp suất của nước tác dụng lên đáy thùng là: P = dh = 10000 x 1,5 = 15000 Pa.

Bài 2: Một hộp hình trụ cao 1,7m. 10.300 N//m3 là trọng lượng riêng của nước biển. Sau đó, tính áp suất của nước biển tác dụng tại điểm A cách đáy bể 80cm.

Cách thực hiện: Khoảng cách từ điểm A đến mặt nước biển là:

H = 1,7 – 0,8 = 0,9m

Khi đó áp suất do nước biển gây ra tại điểm A: P = dh = 10300 x 0,9 = 92700 Pa.

Bài 3: Móc một quả cầu đồng vào máy đo lực. Nếu nhúng quả bóng vào nước thì lực kế chỉ số gì? Biết rằng lực kế trong không khí là 1,78N thì khối lượng riêng của nước và đồng lần lượt là 10.000 N/m3 – 89.000 N/m3.

Cách thực hiện: Chỉ báo hiển thị của lực kế là trọng lượng của vật.

Ta có: P = Vd → V = P/d = 1,78/89000 = 2,10-5.

F = Vd(nước) = 2,10-5 x 10000 = 0,2N

Vậy lực kế khi quả bóng chìm trong nước sẽ là: F = 1,78 – 0,2 = 1,58N.

Áp suất chất lỏng là một phần quan trọng trong chiến lược phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa toàn cầu. Hy vọng những chia sẻ của Trường Chu Văn An sẽ giúp các bạn có cái nhìn tổng quan hơn về loại áp lực này cũng như những ứng dụng hiệu quả trong cuộc sống.