Áp suất là gì? Khái niệm và công thức tính áp suất của nước, chất lỏng, chất khí trong bình kín

Áp suất là gì? Đây là một đại lượng vật lý không còn xa lạ với chúng ta, nó gắn liền và cho ra nhiều công dụng đối với đời sống của con người. Cùng tìm hiểu về các loại áp suất, công thức tính cũng như ứng dụng của nó ra sao trong bài viết sau của VietChem nhé.

Áp suất là gì?

1. Khái niệm áp suất

Áp suất được viết tắt: p (tiếng Anh: Pressure) là một đại lượng vật lý, được hiểu là là lực trên một đơn vị diện tích tác dụng theo chiều vuông góc lên bề mặt vật thể.

Áp suất là gì?

2. Đơn vị áp suất

• Trong hệ SI, p có đơn vị đo là Newton trên mét vuông (N/m2) hay còn gọi là Pascal (Pa)

1Pa = 1N/m2

• Thông thường áp suất sẽ được đo với tỷ lệ bắt đầu là kilopascal: 1kPa =1000Pa
• Ngoài ra còn tùy thuộc vào loại thiết bị máy móc và khu vực khác nhau sẽ có đơn vị đo khác nhau: Châu Mỹ - PSI, Châu Á – Pa, Châu Âu – Bar,…

x - t - s	Pascal (Pa)	Bar (bar)	Atmosphere kỹ thuật (at)	Atmosphere (atm)	Torr (Torr)	Pound trên inch vuông (psi)
1 Pa	≡ 1 N/m2	10−5	1,0197×10−5	9,8692×10−6	7,5006×10−3	145,04×10−6
1 bar	100000	≡ 106 dyne/cm2	1,0197	0,98692	750,06	14,504
1 at	98.066,5	0,980665	≡ 1 kgf/cm2	0,96784	735,56	14,223
1 atm	101.325	1,01325	1,0332	≡ 1 atm	760	14,696
1 torr	133,322	1,3332×10−3	1,3595×10−3	1,3158×10−3	≡ 1 Torr; ≈ 1 mmHg	19,337×10−3
1 psi	6.894,76	68,948×10−3	70,307×10−3	68,046×10−3	51,715	≡ 1 lbf/in2

Bảng chuyển đổi về các đơn vị đo của áp suất

3. Áp suất tồn tại ở đâu

• Chúng có ở mọi nơi và đóng vai trò quan trọng đối với cuộc sống của con người
• Nó được ứng dụng trong nhiều ngành nghề, các thiết bị,.. phục vụ cho đời sống cong người như trong các loại máy bơm rửa xe hay máy bơm khí,…
• Tuy nhiên cũng cần lưu ý với những nơi có p cao quá mức cho phép hay bình chứa áp suất lớn bởi nguy cơ làm nổ tung, cần chú trọng thường xuyên đo, giám sát chúng.

☣️☣️☣️ Công suất là gì? Công thức và cách tính công suất điện

Các dạng áp suất

1. Áp suất chất lỏng và chất khí

- Áp suất chất lỏng là lực đẩy của chất lỏng di chuyển bên trong các đường ống. Các chất lỏng ở đây có thể là dầu, nước. Khi lực đẩy của chất lỏng càng mạnh thì p càng mạnh và ngược lại.

- Đối với chất khí cũng diễn ra tương tự, khi luồng khí di chuyển trong đường ống với áp lực di chuyển càng nhanh, mạnh thì p càng cao và ngược lại.

- Công thức tính:

p = d*h

Với:

• p: áp suất tại đáy của chất lỏng hay khí có đơn vị tính là Pa
• d: trọng lượng riêng của chất lỏng hoặc khí (đơn vị tính: N/m2)
• h: chiều cao cột chất lỏng hoặc khí (đơn vị: m)

2. Áp suất chất rắn

- Nó xuất hiện khi chất rắn có một áp lực tác động lên một bề mặt diện tích nhật định. Tuy nhiên, áp lực ở đây chỉ tác dụng lên vật tại bề mặt tiếp xúc. Nó thường được dùng chủ yếu trong y tế, ẩm thực, công trình xây dựng ở các công đoạn như làm móng hay đóng cọc vào nền.

- Công thức tính:

p = F/S

Trong đó:

• p là áp suất của chất rắn
• F: lực tác động vuông góc lên trên bề mặt diện tích
• S: diện tích bề mặt đó.

3. Áp suất riêng phần

- Là loại áp suất của một chất khí hình thành trong thành phần hỗn hợp khí.

- Công thức tính

pi = xi x p

Với:

• pi: áp suất riêng phần của loại chất khí đó
• xi: phần mol của i trong hỗn hợp khí cần tính
• p: áp suất toàn phần

4. Áp suất dư

- Nó còn được biết đến với cái tên áp suất tương đối, biểu thị cho p tại một điểm trong chất lỏng hay khí được xác định khi lấy mốc là áp suất khí quyển ở những khu vực lân cận xung quanh

- Công thức tính

Pd = p – Pa

Với:

• p: áp suất tuyệt đối
• Pa: áp suất khí quyển

5. Áp suất tuyệt đối

- Đây là tổng áp suất được xuất hiện bởi khí quyển, cột chất lỏng tác động lên một điểm trong lòng chất lỏng hay còn được hiểu là áp suất tiêu chuẩn khi so với môi trường chân không 100%.

- Công thức tính:

p = pa + pd

Trong đó:

• Pd: áp suất tuyệt đối
• Pa: áp suất dư
• P: áp suất khí quyển

6. Áp suất hơi

- Đây là loại áp suất mà ở đó chất lỏng thành hơi tại khoảng nhiệt độ nhất định. Nó sẽ thay đổi tùy theo nhiệt độ, từ đó giúp nhận biết tốc độ bay hơi của loại chất lỏng.

Công thức tính áp suất

Ta có công thức tính: p = F/S

Trong đó:

• p là áp suất được tính bằng các đơn vị như: N/m2, Pa, Bar,…
• F là áp lực tác động lên mặt bị ép với đơn vị tính là N
• S là diện tích bị ép và có đơn vị tính: N

Áp suất là gì? Công thức tính áp suất

❎❎❎ Công thức tính nồng độ phần trăm (C%) và bài tập tính nồng độ dung dịch có lời giải

Ứng dụng của áp suất

Với mức độ phổ biến cao, áp suất có vai trò vô cùng quan trọng trong nhiều ngành nghề cũng như các lĩnh vực khác nhau, góp phần đảm bảo cho sản xuất, quá trình vận hành được diễn ra trôi chảy, bình thường.

• Trong công nghiệp sản xuất: là đơn vị không thể thiếu cho sản xuất cơ điện, trong hóa lọc dầu hay chế biến thực phẩm, xử lý nước thải,…
• Đối với y tế: là nguồn cung cấp chân không phục vụ các lĩnh vực như phẫu thuật, khám bệnh hay nguồn cung khí oxy cho người bệnh,…
• Các loại áp suất cùng các thiết bị đo áp suất là thiết bị cần thiết trong các ngành sản xuất nhằm cung cấp đủ p cũng như theo dõi đo p để có thể có những điều chỉnh phù hợp với nhà máy sản xuất.

Áp suất được ứng dụng trong các máy bơm rửa xe

♻️♻️♻️ Công suất tiêu thụ là gì? Công thức tính công suất tiêu thụ của đoạn mạch, điện 3 pha

Cách điều chỉnh tăng và giảm áp suất

1. Cách tăng áp suất

• Tăng áp lực tác dụng trong khi vẫn giữ nguyên diện tích bề mặt bị ép
• Tăng lực tác động theo một hướng vuông góc, đồng thời giảm diện tích bề mặt bị ép
• Tăng diện tích của bề mặt bị ép và giữ nguyên áp lực

2. Cách giảm áp suất

• Giảm áp lực tác động đồng thời vẫn giữ nguyên diện tích bề mặt bị ép
• Giảm áp lực cùng diện tích bề mặt bị ép
• Giảm diện tích của bề mặt bị ép nhưng vẫn giữ nguyên áp lực

Thiết bị đo áp suất

1. Đồng hồ đo áp suất cơ học

- Đây là một thiết bị rất phổ biến giúp đo áp suất chất lỏng, khí, hơi,… Nó thường được lắp đặt trực tiếp với hệ thống máy móc hay hệ thống đường truyền khí (chất lỏng).

- Một số loại đồng hồ đo phổ biến:

• Đồng hồ đo áp suất
• Đồng hồ đo áp suất lắp bích
• Đồng hồ áp suất đo chênh áp
• Đồng hồ đo chênh áp có dầu,…

Hình ảnh về đồng hồ đo áp suất

2. Cảm biến đo áp suất

• Đây là thiết bị điện tử đóng vai trò thu tín hiệu áp suất để chuyển thành tín hiệu điện, ứng dụng phổ biến trong các lĩnh vực có liên quan đến p.
• Nó thường được sử dụng tại các vị trí khó đo hay khó nhìn thấy bằng mắt thường. Ngoài ra, thiết bị này còn được dùng phổ biến trong các nhà máy sản xuất để thông báo tín hiệu và thực hiện điều khiển áp suất hợp lý.

3. Cảm biến áp suất kết hợp cùng đồng hồ điện tử

• Đây là loại cảm biến áp suất được kết hợp cùng đồng hồ điện tử để hiển thị kết quả đo p dạng số. Từ đó, người dùng có thể đọc kết quả một cách nhanh chóng và chính xác, hỗ trợ cho việc ghi chép, phân tích các số liệu đo được.

4. Máy đo áp suất

• Thiết bị sử dụng cảm biến áp suất để làm đầu đo cho các máy giúp ghi lại những tín hiệu áp suất để chuyển sang tín hiệu điện. Sau đó chuyển về bộ xử lý ở thân máy để cung cấp kết quả đo cho người đọc.
• Sản phẩm được thiết kế nhỏ gọn, dễ sử dụng và cho kết quả nhanh chóng, chính xác. Đặc biệt, chúng còn được tích hợp một số tính năng hoạt động đa dạng như dễ dàng lựa chọn chế độ đo với từng loại vật liệu và chuyển đổi đơn vị đo giúp không mất thời gian, công sức khi muốn đo bằng các đơn vị khác nhau. Ngoài ra, có thể sử dụng kết nối với máy tính và máy in để xuất ra các thông tin, kết quả đo.

♨️♨️♨️ Áp suất thẩm thấu là gì? Ý nghĩa và ứng dụng áp suất thẩm thấu

Bài tập tính áp suất

Bài tập 1: Dựa vào nguyên tắc nào để có thể làm tăng, giảm áp suất? Cho ví dụ thực tế

Lời giải:

Từ công thức tính áp suất: p = F/S ta thấy rằng, để tăng được áp suất thì cần tăng áp lực cùng giảm diện tích bị ép.

Ví dụ: Lưỡi dao, kéo thường được mài sắc để có thể giảm diện tích bị ép.

Bài tập 2: Có 1 thùng nước cao 2m đựng một lượng nước cao 1,2m. Vậy áp suất của nước tác động lên đáy thùng là bao nhiêu?

Lời giải:

Áp dụng công thức p = d.h, ta có:

Áp suất nước tại đáy của thùng là:

10000 x 1,2 = 12000 N/m2 (12000 Pa)

Bài tập 3: Người ta đổ đầy nước vào một bể hình hộp chữ nhật cao 1,5m. Tính áp suất của nước tại điểm cách đáy thùng 0,7m.

Lời giải:

Áp suất của nước lên điểm cách đáy 0,7m là:

P = d.h = 10000 x (1,5 -0,7) = 8000 N/m2 (8000 Pa)

Bài tập 4: Tính áp suất của xe tăng lên trên mặt đường nằm ngang. Biết rằng trọng lượng của xe là 340000N và diện tích tiếp xúc của các bản xích với mặt đất là 1,5 m2

Lời giải:

Áp suất của xe tăng lên trên mặt đường là:

P = F/S = 340000/ 1,5 ≈ 226667 (N/m2)

Bài tập 5: Một chiếc tàu bị thủng một lỗ ở đáy. Lỗ thủng này nằm cách mặt nước 2,2m. Người ta cho một miếng gỗ áp vào lỗ thủng từ phía trong. Tính lực tối thiểu để giữ miếng gỗ đó và nếu lỗ thủng đó rộng 150cm với trọng lượng riêng của nước là 10000N/m2

Lời giải:

Áp suất nước gây tạo lỗ thủng là:

P = d.h = 10000 x 2,4 = 22000 (N/m2)

Lực tối thiểu để giữ được miếng gỗ là:

F = p.s = 22000 x 0,015 = 330 (N)

Hy vọng với những chia sẻ trên của VietChem bạn đọc đã phần nào hiểu được áp suất là gì. Nếu vẫn còn thắc mắc hay tư vấn thêm vấn đề nào khác, hãy liên hệ với chúng tôi qua hotline hoặc nhắn tin tại website hoachat.com.vn để được giải đáp nhé.