Có bao giờ bạn tự hỏi tại sao khi lặn sâu, áp lực nước lại tăng hay không? Áp suất chất lỏng phụ thuộc vào yếu tố nào? Các yếu tố như độ sâu, khối lượng, trọng lực có ảnh hưởng gì đến áp suất ? Cùng khám phá để hiểu rõ hơn về hiện tượng vật lý này và những ứng dụng quan trọng của nó trong đời sống.
Áp suất chất lỏng là gì?
Áp suất chất lỏng là khái niệm cơ bản trong vật lý biểu thị lực tác động của các phân tử chất lỏng lên một đơn vị diện tích. Chất lỏng này có thể là nước hoặc dầu.
Điều đặc biệt là áp suất chất lỏng sẽ được truyền đi đồng đều mọi hướng, không chỉ theo phương thẳng đứng mà còn có cả nằm ngang. Đó là lý do vì sao khi bạn chìm sâu dưới nước, vẫn sẽ cảm nhận áp lực mọi phía, không chỉ từ dưới lên trên.
Công thức tính áp suất chất lỏng
Để biết áp suất chất lỏng phụ thuộc vào yếu tố nào, trước tiên ta cần biết được công thức tính đại lượng này. Áp suất chất lỏng được tính là P= ρgh
Trong đó:
- P là áp suất chất lỏng, đơn vị thường dùng là Pascal
- ρ là mật độ chất lỏng, đơn vị là kilogam/mét khối.
- g là gia tốc trọng trường, đơn vị là mét/giây bình phương.
- H là độ sâu chất lỏng, đơn vị là mét.
Công thức này thường được sử dụng để tính toán áp suất chất lỏng tại đường ống, bể chứa, đập thủy điện hoặc các công trình liên quan đến thủy văn học. Ngoài ra, tùy vào từng loại áp suất mà công thức tính sẽ có điều chỉnh riêng. Cụ thể:
- Áp suất tương đối
Là áp suất được so sánh với áp suất khí quyển xung quanh. Được ứng dụng để so sánh với áp suất trong một hệ thống kín (như bình chứa hoặc đường ống) với môi trường bên ngoài. Áp suất tương đối được tính là hiệu số giữa áp suất tuyệt đối và áp suất khí quyển.
P (tương đối)=P(tuyệt đối)−P (khí quyển)
- Áp suất tuyệt đối
Áp suất tuyệt đối là áp suất tổng tại một điểm, bao gồm cả áp suất khí quyển và áp suất bên trong hệ thống. Đây là giá trị áp suất tính từ mức chân không tuyệt đối, nơi không có bất kỳ áp suất nào tác động. Công thức tính áp suất tuyệt đối là:
P (tuyệt đối) = P (tương đối) + P (Khí quyển)
Hiện nay, Van Hơi Nóng đang phân phối các dòng van hơi công nghiệp chính hãng, giá rẻ, hàng có sẵn size, chất liệu,.. tại kho!
Áp suất chất lỏng phụ thuộc vào yếu tố nào?
Dựa vào công thức tính ta có thể thấy, áp suất chất lỏng phụ thuộc vào các yếu tố dưới đây.
Độ sâu của chất lỏng
Áp suất chất lỏng phụ thuộc vào yếu tố nào? Đáp án đầu tiên không thể bỏ qua đó là chiều cao hay độ sâu của cột chất lỏng. Áp suất tăng khi độ sâu của điểm đo tăng và ngược lại. Điều này cũng giải thích vì sao khi bạn lặn sâu dưới nước sẽ cảm nhận được sức ép từ nước mạnh hơn.
Khối lượng riêng của chất lỏng
Yếu tố tiếp theo ảnh hưởng đến áp suất chất lỏng là khối lượng riêng của chất lỏng đó. Khối lượng riêng càng lớn thì áp suất càng cao.
Ví dụ: Nước có khối lượng riêng khoảng 1000kg/m3 còn dầu có khối lượng riêng khoảng 800-900kg/ m3. Áp suất của nước bao giờ cũng sẽ lớn hơn của dầu nếu tính cùng một độ sâu.
Nhiệt độ chất lỏng
Mặc dù không ảnh hưởng trực tiếp đến áp suất thông qua công thức tính nhưng nhiệt độ tại tác động gián tiếp đến cơ số này. Khi nhiệt độ tăng, các phân tử chất lỏng sẽ chuyển động nhanh, tạo ra áp suất lớn hơn lên thành bình chứa.
Không chỉ thế, người ta còn thấy trọng lượng riêng của chất lỏng bị thay đổi bởi nhiệt độ. Nhiệt độ càng cao thì trọng lượng riêng càng tăng và ngược lại. Vì vậy, nhiệt độ cũng là yếu tố ảnh hưởng áp suất theo quan hệ bắc cầu.
Gia tốc trọng trường
Áp suất chất lỏng phụ thuộc vào yếu tố nào? Đáp án không thể bỏ qua là gia tốc trọng trường, yếu tố quyết định lực hút của trái đất với chất lỏng.
Trên Trái Đất, gia tốc trọng trường thường là 9.81m/s2. Tuy nhiên ở các hành tinh khác giá trị này có thể thay đổi dẫn đến áp suất chất lỏng khác nhau.
Ví dụ: Trên mặt trăng, gia tốc trọng trường chỉ khoảng 1.62m/s2. Điều này có nghĩa là cùng một cột chất lỏng áp suất do nó tạo ra trên mặt trăng sẽ nhỏ hơn ở trái đất.
Loại chất lỏng
Loại chất lỏng cũng như độ nhớt, độ dẫn điện, dẫn nhiệt cũng là yếu tố ảnh hưởng đến áp suất chất lỏng. Thông thường những chất lỏng có độ nhớt cao sẽ có áp suất lớn hơn do khả năng di chuyển khó hơn.
Hình dạng, kích thước bình chứa
Bề mặt tiếp xúc chất lỏng cũng ảnh hưởng đến lực áp suất. Thông thường chất lỏng đựng trong ống chứa có diện tích nhỏ, bề mặt tiếp xúc ít áp suất thường sẽ lớn hơn chất lỏng đựng trong ống chứa có diện tích to, bề mặt tiếp xúc rộng.
Ứng dụng của áp suất chất lỏng
Hiện nay áp suất chất lỏng được ứng dụng rộng rãi trong trong nhiều lĩnh vực, bao gồm:
- Các thiết bị đo áp suất như máy cảm biến áp suất, đồng hồ đo áp suất,…
- Trong lĩnh vực sản xuất nó cũng được sử dụng để kiểm soát và đảm bảo an toàn. Nhất là quá trình chưng cất, sấy khô, sản xuất dược, mỹ phẩm,…
- Trong ngành công nghiệp dầu khí: Việc đo áp suất chất lỏng tại các giếng khoan vô cùng quan trọng. Điều này giúp bảo đảm an toàn, tối ưu hóa quá trình khai thác.
- Ngoài ra, áp suất chất lỏng còn được ứng dụng để điều khiển hệ thống dẫn trong ô tô, máy bay, tàu thủy,…
- Trong y tế nó dùng để đo áp suất máu và theo dõi chức năng thận. Trong các lĩnh vực như hóa học, vật lý, sinh học áp suất chất lỏng cũng có rất nhiều ứng dụng.
>>> Và để đảm bảo an toàn trong quá trình điều ổn áp suất chất lỏng tại các hệ thống đường ống công nghiệp, người ta thường sử dụng đến các dòng van giảm áp hơi, giúp bảo vệ đường ống dẫn và con người an toàn.
Trên đây là toàn bộ đáp án trả lời cho câu hỏi áp suất chất lỏng phụ thuộc vào yếu tố nào. Ngoài độ sâu, khối lượng thì áp suất còn phụ thuộc vào nhiệt độ, gia tốc trọng trường, hình dạng, kích thước vật đựng chất lỏng. Vì vậy, để có thể vận hành, điều khiển hệ thống có chứa chất lỏng hiệu quả, bạn nên nắm rõ các thông số này.
