Wie man den Flüssigkeitsdruck berechnet

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Wenn ein Fluid in Ruhe ist, übt es eine Kraft senkrecht zu jeder Oberfläche aus, die mit ihm in Berührung kommt. Diese Kraft, die auf die kontinuierliche, zufällige Bewegung von Molekülen zurückzuführen ist, wird als Fluiddruck bezeichnet. Die Kenntnis des Flüssigkeitsdrucks ist unerlässlich für mechanische und hydraulische Systeme, die Flüssigkeiten verwenden, die Kolben und andere Teile bewegen. Sie wird in der Regel in Pascal (Pa) gemessen, wobei ein Pascal gleich einem Newton pro Quadratmeter (N/m2) ist. Der Fluiddruck ist unabhängig von der Masse des Fluids, kann aber mit der Dichte und Höhe des Fluids berechnet werden.

Multiplizieren Sie die Variablen. Um die Gleichung zu lösen, nehmen Sie das Produkt aus den drei Variablen. Sie können einen Taschenrechner verwenden oder die Berechnungen selbst durchführen. Es gibt auch Online-Rechner, die diese Berechnung für Sie durchführen.

Analysieren Sie Ihre Ergebnisse. Achten Sie darauf, dass Ihre Ergebnisse logisch zusammenfallen. Sie sollten keine Anzeige für den negativen Flüssigkeitsdruck erhalten. Sie sollten auch verschiedene Messungen vergleichen, um zu sehen, ob sie den erwarteten Trends entsprechen. So üben beispielsweise dichtere Flüssigkeiten bei gleicher Höhe mehr Druck aus. Die gleiche Flüssigkeit übt mehr Druck aus, wenn die Höhe höher ist.

Berücksichtigen Sie die Bedeutung der einzelnen Variablen. Die Dichte der Flüssigkeit ist signifikant, weil sie Ihnen sagt, wie viel Masse Ihre Flüssigkeit pro Volumeneinheit hat. Die Schwerkraft übt dann eine Kraft auf diese Masse aus, um sie herunterzuziehen. Schließlich sagt Ihnen die Höhe der Flüssigkeit, wie viel Flüssigkeit über dem Objekt ist, das den Druck erfährt.

Wiegen Sie die Flüssigkeit. Legen Sie die Flüssigkeitsprobe auf eine Skala. Messen Sie die Masse von 100 mL Ihrer Flüssigkeit. Sie können die Waage (Nullstellung) mit dem leeren Messzylinder tarieren, bevor Sie die Flüssigkeit hinzufügen, oder das Gewicht des Messzylinders vom Gesamtgewicht abziehen, um die Masse Ihrer Flüssigkeit zu erhalten.

Studieren Sie die beteiligten Einheiten. Die Einheiten für den Flüssigkeitsdruck sind Pascal oder manchmal Millimeter Quecksilber (mmHg). Der Pascal ist eine S.I. Einheit für Druck. Die mmHg-Einheit (und ähnliche Einheiten, die eine Höhe von etwas Flüssigkeit bezeichnen) ergibt sich aus der Abhängigkeit des Drucks von der Höhe.

Messen Sie das Volumen Ihrer Flüssigkeit. Geben Sie 100 mL Flüssigkeit in einen vorgewogenen Messzylinder. Stellen Sie sicher, dass Ihre Messung korrekt ist, und notieren Sie das Volumen als 100 mL. Du kannst in einem Laborjournal oder Notebook schreiben.

Sehen Sie den Fluiddruck als eine Kraft, die auf ein Objekt wirkt. Die Kraft, die auf ein Objekt durch Fluiddruck ausgeübt wird, ist nur eine Kraft. Es könnten viele Kräfte auf das gleiche Objekt einwirken. So werden beispielsweise Luftdruck und Flüssigkeitsdruck oft addiert, um einen “Gesamtdruck” zu erhalten, der auf ein Objekt wirkt.

Berechnen Sie die Dichte der Flüssigkeit. Die Dichte ist gleich der Masse der Flüssigkeit dividiert durch das Volumen der Flüssigkeit. In diesem Fall haben Sie beides gemessen. Sie teilen die Masse einfach durch 100 mL.

Stellen Sie die Gleichung auf. Die Gleichung für den Fluiddruck ist unabhängig von der Masse oder dem Volumen der Flüssigkeit. Stattdessen ist der Flüssigkeitsdruck das Produkt aus der Dichte der Flüssigkeit, der Höhe der Flüssigkeit über dem Objekt und der Schwerkraft. Da Schwerkraft und Flüssigkeitsdichte (größtenteils) festgelegt sind, ist die Höhe der Flüssigkeit die größte Variable in der Gleichung.

Fluiddruckkonzepte anwenden. Nachdem Sie den Fluiddruck für eine Flüssigkeit oder einen Satz von Flüssigkeiten berechnet haben, können Sie diese für verschiedene Anwendungen verwenden. Zum Beispiel wäre es wichtig, den Flüssigkeitsdruck von Wasser zu verstehen, um einen Wasserturm zu bauen, der Wasser in einer bestimmten Höhe halten kann. Dies ist auch wichtig für den Einsatz in Quecksilberthermometern oder anderen Systemen, die Flüssigkeiten als Messgeräte verwenden.

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