Áp suất là gì? Công thức tính áp suất

Kiến thức áp suất có từ môn Vật lý 8

Hiện nay chúng ta dễ dàng bắt gặp rất nhiều vật dụng có sử dụng thuật ngữ áp suất như nồi áp suất, áp suất bình khí nén,… Tuy nhiên lại có không ít người không biết áp suất là gì? Các loại áp suất và công thức tính áp suất như nào. Chính vì vậy, để tìm lời giải cho vấn đề này, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu bài viết dưới đây.

Áp suất là gì?

Thực tế, chúng ta đã bắt đầu làm quen với áp suất từ môn Vật lý lớp 8. Vậy bạn có biết áp suất là gì lớp 8? hay lực áp suất là gì?

Kiến thức áp suất có từ môn Vật lý 8

Kiến thức áp suất có từ môn Vật lý 8

Áp suất chính là một đại lượng vật lý, và được định nghĩa chính là lực tác động lên một đơn vị diện tích theo chiều vuông góc với bề mặt vật. Có thể nói, áp suất được sinh ra bởi lực tác động vuông góc lên một bề mặt.

Áp suất trong tiếng Anh có nghĩa là Pressure, được viết tắt là P.

Sau khi biết được áp suất là gì thì bạn có thắc mắc về nồi áp suất là gì hay cảm biến áp suất là gì không? Đây đều là những vật dụng rất quen thuộc trong cuộc sống những không phải ai cũng biết.

Ví dụ về áp lực từ búa đóng đinh trên gỗ

Ví dụ về áp lực từ búa đóng đinh trên gỗ

Nồi áp suất là loại nồi nấu ăn bằng nước ở áp suất cao hơn những nồi thông thường. Khi nấu nồi áp suất được vặn kín nắp để hơi nước không thoát ra mà ở một áp suất nhất định đã chọn. Áp suất hơi bên trong nồi hình thành từ việc đun sôi nước sẽ tác động trực tiếp lên khắp bề mặt thực phẩm. Nhờ hơi nước có nhiệt độ cao nên truyền nhiệt nhanh hơn, do đó mà nấu thức ăn rất nhanh, giảm thiểu năng lượng để nấu ăn.

Cảm biến áp suất là một thiết bị điện tử. Nó có chức năng chuyển đổi tín hiệu áp suất thành tín hiệu điện. Nó thường được sử dụng để đo áp suất hoặc các ứng dụng liên quan đến áp suất.

Nồi áp suất sử dụng áp suất hơi nóng để làm chín thức ăn nhanh hơn

Nồi áp suất sử dụng áp suất hơi nóng để làm chín thức ăn nhanh hơn

Đơn vị đo áp suất là gì lớp 8?

Không chỉ giới hạn ở đơn vị đo áp suất lớp 8 và đơn vị này được sử dụng chung cho áp suất ngày nay. Theo hệ đo lường quốc tế (SI), đơn vị đo áp suất chính là đơn vị của lực trên diện tích, chính là Newton trên mét vuông (N/m2). Đơn vị này có tên gọi là Pascal (Pa), được đặt theo tên nhà vật lý, toán học người Pháp đại tài Blaise Pascal. 1 Pa sẽ tương đương 1 N/m2.

Có nhiều đơn vị đo áp suất

Có nhiều đơn vị đo áp suất

Ngoài ra, bạn có thể thấy, trên một số thiết bị máy móc chuyên dụng (máy nén khí, máy rửa xe,..) có liên quan về áp suất sẽ có đơn vị đo áp suất khác nhau. Tùy theo từng khu vực, quốc gia mà sử dụng những đơn vị đo công suất khác nhau:

  • Châu Mỹ: sử dụng đơn vị đo áp suất là Psi (PoundPer Square Inch). Có nghĩa là 1 lực có khối lượng 1 Pound tác dụng vuông góc lên 1 inch vuông.
  • Châu Á: thường dùng Pa (Pascal)
  • Châu Âu: thường dùng Bar. 1 Bar = 100000 Pa

Ở nước ta, do nhiều thiết bị, máy móc đều nhập khẩu từ nước ngoài cho nên sử dụng tất cả các đơn vị đo áp suất kể trên.

Bảng chuyển đổi áp suất

Bảng chuyển đổi áp suất

Công thức tính áp suất

Áp suất được tính toán bởi công thức:

P=F/S

Trong đó:

  • P: là áp suất (Pa), (N/m2), (Bar), (Psi), (mmHg)
  • F: chính là lực tác động vuông góc lên trên bề mặt ép (N)
  • S: chính là diện tích của phần bề mặt bị ép (m2)

Quy đổi một số đơn vị đo của áp suất:

  • 1Pa = 1 N/m2 = 760 mmHg
  • 1mmHg = 133,322 N/m2
  • 1Pa = 10-5 Bar

Minh họa công thức áp suất

Minh họa công thức áp suất

Cách tăng giảm áp suất

Cách để làm tăng áp suất

Trong một số trường hợp, chúng ta thường nghe thấy cụm từ mất áp suất. Vậy mất áp suất là gì? Tình trạng này được hiểu là lực áp suất bị yếu đi, thường xuất hiện ở các thiết bị có liên quan đến áp suất, gây ảnh hưởng đến hiệu quả vận hành.

Dựa theo đặc tính của áp suất, bạn có thể thực hiện một số cách sau để gia tăng áp suất:

  • Tăng lực tác động và đồng thời giữ nguyên diện tích bị ép
  • Tăng áp lực nhưng giảm diện tích bị ép
  • Giữ nguyên áp lực nhưng cần giảm diện tích bị ép

Cách để giảm áp suất

Ngoài cách tăng áp lực, thì chúng ta cũng có cách giảm. Nếu muốn giảm áp suất thì có thể tham khảo những cách như sau:

  • Giảm lực tác động đồng thời tăng diện tích bề mặt bị nén
  • Giữ nguyên lực tác động nhưng tăng diện tích bề mặt nén lên
  • Giảm áp lực nhưng giữ nguyên diện tích bị ép

Cách tăng, giảm áp suất cơ bản

Cách tăng, giảm áp suất cơ bản

Phân loại áp suất

Trong cuộc sống, tùy vào các yếu tố khác nhau như môi trường, vật chất,… mà áp suất được phân chia ra thành từng loại riêng biệt.

Áp suất riêng phần

Áp suất riêng phần hay còn được gọi là áp suất từng phần. Trong mỗi một hỗn hợp chất khí thì mỗi một chất khí sẽ có một áp suất riêng, áp suất đó được gọi là áp suất riêng phần.

Trong định luật Dalton cũng có nhắc đến áp suất riêng phần như sau: Khi ở một nhiệt độ xác định, áp suất toàn phần của một hỗn hợp chất khí sẽ bằng tổng số áp suất riêng phần của các khí riêng rẽ. Lưu ý, hỗn hợp khí này phải không tác động với nhau.

Áp suất riêng phần có ký hiệu là pi. Áp suất từng phần của mỗi cấu tử (là những chất độc lập, có thành phần không đổi) là áp suất mà cấu tử ấy gây ra khi đứng riêng một mình.

Công suất để tính áp suất từng phần:

pi = xi P

Trong đó:

  • pi: là áp lực riêng phần
  • xi: là phân mol xi của cấu tử i ở hỗn hợp khí
  • P: là áp suất toàn phần

Áp suất tương đối

Loại áp suất này còn được gọi là áp suất dư. Đây là áp suất tại một điểm trong chất khí và chất lỏng khi lấy mốc áp suất khí quyển xung quanh.

Nước cũng có áp suất

Nước cũng có áp suất

Áp suất tương đối được tính như sau:

pd =  P –  pa

Trong đó:

  • pd: là áp suất dư
  • pa: là áp suất khí quyển
  • P là áp suất toàn phần

Lưu ý: nếu như chất lỏng đứng yên thì chúng ta cần vận dụng công thức sau:

pdu = γh

Trong đó:

  • pdu : là áp suất tương đối khi chất lỏng đứng im
  • γ: là trọng lượng riêng chất lỏng
  • H: là chiều cao điểm đang xét, được tính từ mặt thoáng của chất lỏng.

Áp suất tuyệt đối

Đây là lượng áp suất tiêu chuẩn 100% so với môi trường chân không. Áp suất tuyệt đối là tổng áp suất gây ra bởi cột chất lỏng tác dụng lên điểm trong lòng chất lỏng và cả khí quyển.

Chính vì vậy mà áp suất tuyệt đối sẽ bằng tổng của áp suất tương đối và áp suất khí quyển.

P = pa + pd

Trong đó :

  • pd: là áp suất tương đối
  • pa: là áp suất khí quyển

Lưu ý: Giá trị áp suất khí quyển pa ≈ 10,14 m (H2O) ≈ 0,76 m(Hg) = 101.396(Pa).

Áp suất thẩm thấu

Hiện tượng các phân tử dung môi khuếch tán lớn một chiều qua màng thẩm thấu từ dung dịch có nồng độ thấp sang dung dịch có nồng độ cao hơn gây ra áp suất thẩm thấu. Đơn giản hơn, áp suất thẩm thấu chính là lực đẩy trong quá trình thẩm thấu.

Có sự thẩm thấu

Có sự thẩm thấu

Áp suất thẩm thấu được tính toán theo công thức sau:

P = RTC

  • P: là áp suất thẩm thấu với đơn vị đo là atm (atmotsphe)
  • R: là hằng số bằng 0,082
  • T: là nhiệt độ tuyệt đối bằng 272 + toC
  • C: là nồng độ dung dịch được tính theo nồng độ phân tử gam/lít.

Trong sinh học, các chất tế bào có màng thẩm thấu. Do đó mà áp suất thẩm thấu có vai trò vô cùng quan trọng trong lĩnh vực sinh học. Cụ thể, nhờ có áp suất thẩm thấu mà rễ cây có thể vận chuyển nước lên ngọn cây, tránh việc teo hồng cầu khi sử dụng những dung dịch đẳng trương,…

Áp suất tĩnh

Là áp suất tương ứng và thống nhất trong tất cả các hướng gây nên khi chất lỏng không chuyển động.

Áp suất tĩnh này được đo tại một điểm cụ thể cách bề mặt tự do một khoảng xác định theo công thức sau:

P = po + pgh

Trong đó:

  • po: là áp suất khí quyển
  • p: là khối lượng riêng chất lưu
  • g: gia tốc trọng trường
  • h: chiều cao

Để xác định được tải ròng trên bức tường ống, áp suất động cùng như để đo được tốc độ dòng chảy với tốc độ bày thì chúng ta cần phải đo được áp suất tĩnh. Qua đó chúng ta có thể thấy, việc đo áp suất tĩnh là rất quan trọng.

Vai trò của việc đo áp suất

Áp suất có ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực

Áp suất có ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực

Áp suất là một đại lượng có mức độ phổ biến cao, ta có thể bắt gặp ở bất cứ đâu từ trường học, công ty, nhà máy, bệnh viện,… và ngay cả trong cơ thể người. Chính vì vậy, quá trình đo áp suất có vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống. Từ một nhà máy lớn đến một chiếc máy nén khí,… thì việc đo áp suất lưu chất thủy lực, áp suất khí nén, chất lỏng là công việc không thể thiếu để đảm bảo cho máy móc, vật dụng,… có thể vận hành hiệu quả, ổn định và an toàn.

Nếu như quá trình áp suất không được đo thường xuyên khiến người dùng không kiểm soát được, nhiều trường hợp áp suất vượt quá mức cho phép gây phát nổ. Điều đó có thể sẽ ảnh hưởng tới con người và cảnh quan sinh thái xung quanh,…

Trên đây là tổng hợp về áp suất là gì vật lý 8 cũng như các công thức của áp suất. Những thông tin này phần nào đã giúp quý vị trả lời được cho những câu hỏi ở trên. Hy vọng, chúng sẽ hữu ích cho quý vị trong cuộc sống.