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Der hydrostatische Druck oder der Druck, den ein Fluid an einem bestimmten Punkt des Fluids aufgrund der Schwerkraft im Gleichgewicht ausübt, nimmt in geringeren Tiefen zu, da das Fluid über diesem Punkt mehr Kraft aus der Flüssigkeit ausüben kann.
Sie können den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit in einem Tank als die Kraft pro Fläche für die Fläche des Tankbodens berechnen, die durch die Einheiten Druck = Kraft / Fläche angegeben wird. In diesem Fall ist die Kraft das Gewicht, das die Flüssigkeit aufgrund der Schwerkraft auf den Tankboden ausübt.
Wenn Sie die Nettokraft ermitteln möchten, wenn Sie Beschleunigung und Masse kennen, können Sie sie als berechnen F = manach Newtons zweitem Gesetz. Für die Schwerkraft ist die Beschleunigung die Gravitationsbeschleunigungskonstante, G. Das heißt, Sie können diesen Druck berechnen als P = mg / A für eine Masse m in Kilogramm Fläche EIN in ft2 oder m2, und G als Gravitationskonstante der Beschleunigung (9,81 m / s232,17405 ft / s2).
Dies gibt Ihnen eine grobe Möglichkeit, die Kräfte zwischen Partikeln für die Flüssigkeit im Tank zu bestimmen. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass die Kraft aufgrund der Schwerkraft ein genaues Maß für die Kraft zwischen Partikeln ist, die Druck verursacht.
Wenn Sie mithilfe der Flüssigkeitsdichte weitere Informationen berücksichtigen möchten, können Sie den hydrostatischen Druck einer Flüssigkeit mithilfe der Formel berechnen P = ρ g h in welchem P ist der hydrostatische Flüssigkeitsdruck (in N / m2Pa, lbf / ft2, oder psf), ρ ("rho") ist die Flüssigkeitsdichte (kg / m)3 oder Schnecken / ft3), G ist die Gravitationsbeschleunigung (9,81 m / s232,17405 ft / s2) und h ist die Höhe der Flüssigkeitssäule oder -tiefe, in der der Druck gemessen wird.
Druckformelflüssigkeit
Die beiden Formeln sehen ähnlich aus, weil sie dasselbe Prinzip haben. Sie können ableiten P = ρ g h von P = mg / A Verwenden Sie die folgenden Schritte, um die Druckformel für Flüssigkeiten zu erhalten:
Für Gas in einem Tank können Sie den Druck unter Verwendung des idealen Gasgesetzes bestimmen PV = nRT für druck P in atmosphären (atm), volumen V in m3, Anzahl der Mole n, Gaskonstante R 8,314 J / (molK) und Temperatur T in Kelvin. Diese Formel berücksichtigt die in einem Gas dispergierten Partikel, die von den Mengen an Druck, Volumen und Temperatur abhängen.
Wasserdruck Formel
Für Wasser 1000 kg / m3 Wenn sich ein Objekt in 4 km Tiefe befindet, können Sie diesen Druck als P = 1000 kg / m berechnen3 x 9,8 m / s2 x 4000 m = 39200000 N / m2 Als Beispiel dient die Wasserdruckformel.
Die Formel für hydrostatischen Druck kann auf Oberflächen und Flächen angewendet werden. In diesem Fall können Sie die direkte Formel verwenden P = FA für Druck, Kraft und Fläche.
Diese Berechnungen sind für viele Bereiche der Forschung in Physik und Ingenieurwesen von zentraler Bedeutung. In der medizinischen Forschung können Wissenschaftler und Ärzte mit dieser Wasserdruckformel den hydrostatischen Druck von Flüssigkeiten in Blutgefäßen wie Blutplasma oder die Flüssigkeiten an den Wänden von Blutgefäßen bestimmen.
Hydrostatischer Druck in Blutgefäßen ist der Druck, der von intravaskulärer Flüssigkeit (d. H. Blutplasma) oder extravaskulärer Flüssigkeit auf die Wand (d. H. Endothel) des Blutgefäßes in menschlichen Organen wie Nieren und Leber ausgeübt wird, wenn Diagnosen durchgeführt werden oder die menschliche Physiologie untersucht wird.
Die hydrostatischen Kräfte, die Wasser durch den menschlichen Körper treiben, werden im Allgemeinen unter Verwendung der Filtrationskraft gemessen, die der hydrostatische Kapillardruck gegen den Gewebedruck verwendet, der die Kapillaren umgibt, wenn Blut durch den Körper gepumpt wird.