Áp suất được biết đến là một đại lượng vật lý có nhiều ý nghĩa quan trong trong hầu hết các lĩnh vực: xây dựng, công nghiệp, y tế… Vậy có những công thức tính áp suất nào? Trong các môi trường khác nhau công thức tính áp suất có khác nhau không? Hãy cùng tham khảo bài viết dưới đây của chúng tôi để hiểu rõ hơn về vấn đề này nhé!
Áp suất là gì?
Áp suất tiếng Anh là Pressure được ký hiệu theo chữ cái đầu là P, là đại lượng vật lý tác dụng vuông góc lên bề mặt của một vật thể trên một đơn vị diện tích. Trong hệ SI đơn vị đo áp suất là N/m2 ( Newton trên mét vuông) và được gọi là Pascal (Pa) lấy theo tên của nhà khoa học và vật lý người Pháp phát hiện ra áp suất Blaise Pascal.
Ngoài ra, về đơn vị áp suất tùy thuộc vào từng khu vực địa lý và tiêu chuẩn khác nhau sẽ có những đơn vị khác nhau. Đó là Bar do nhà khí tượng học người Na uy Vilhelm Bjerknes tìm ra , atmosphere (atm), torr, pound lực trên inch vuông (psi), Kpa, Mpa. Áp suất 1 pa rất nhỏ chỉ xấp xỉ bằng áp suất của một đồng xu đặt trên bàn. Do đó thường áp suất sẽ được đo với tỷ lệ bắt đầu là 1kPa = 1000Pa.
Khi muốn điều chỉnh áp suất tăng hoặc giảm chỉ cần tăng/ giảm lực tác động và giữ nguyên/ tăng diện tích bề mặt bị ép. Bên cạnh đó cũng có thể tăng/ giữ nguyên áp lực và giảm/tăng diện tích bị ép. Hoặc giữ nguyên/giảm áp lực và giảm/giữ nguyên diện tích bị ép.
Hiện nay, áp suất được ứng dụng và có ý nghĩa quan trọng trong rất nhiều lĩnh vực; công nghiệp, nông nghiệp, y tế…, đặc biệt là đối với các thiết bị cơ điện: đồng hồ đo áp suất. Mục đích giúp đo đạc, tính toán được phần áp suất của chất lỏng, khí, rắn, thẩm thấu… góp phần bảo vệ quá trình vận hành diễn ra bình thường. Bên cạnh đó đối với y tế áp suất còn giúp cung cấp chân không để phục vụ cho việc phẫu thuật, khám bệnh, cấp oxy…
Công thức tính áp suất
Về công thức tính áp suất, như đã giới thiệu ở trên áp suất được tính bằng độ lớn áp lực trên một đơn vị diện tích bề mặt ép. Do vậy tùy thuộc vào bề mặt ép là môi trường rắn, lỏng, khí… sẽ có những công thức tính áp suất tương ứng khác nhau. Cụ thể như sau:
Công thức tính áp suất chất rắn
Áp suất chất rắn là áp suất được gây ra bởi chất rắn, hiểu đơn giản hơn là áp lực tác dụng lên một đơn vị diện tích được xác định. Áp suất chất rắn được ứng dụng trong lĩnh vực y tế, thực phẩm, dược phẩm, xây dựng…
Công thức tính áp suất chất rắn: diện tích lực bị tác dụng
P = F / S
Trong đó:
P: áp suất của chất rắn, đơn vị là N/m2
F: là áp lực vuông góc tác động lên bề mặt diện tích đơn vị N.
S: là diện tích bề mặt bị F tác động (đơn vị m2).
Công thức tính áp suất thẩm thấu
Áp suất thẩm thấu tiếng Anh là Osmotic Presure là áp suất tối thiểu cần phải có được để áp dụng cho các dung dịch. Nhờ đó có thể giúp ngăn dòng chảy vào dung môi tinh khiết thông qua màng bán định. Áp suất thẩm thấu phụ thuộc vào nồng độ phân tử, sinh lý tế bào đặc biệt là màng Lipoprotein.
Công thức tính áp suất thẩm thấu:
P = R*T*C
Trong đó:
P: là áp suất thẩm thấu, đơn vị atm.
R: là hằng số cố định R = 0,082
T: nhiệt độ tuyệt đối, T = 273 + t oC
C: Lượng nồng độ dung dịch được phân li theo tỷ lệ từng dung chất, đơn vị gam/lit.
Công thức tính áp suất chất lỏng khí
Công thức tính áp suất chất lỏng và chất khí sẽ giống nhau vì 2 loại áp suất này đều là áp lực đẩy của lưu chất bên trong hệ thống đường ống. Lực đẩy nhanh áp suất mạnh, lực đẩy yếu áp suất cũng yếu theo. Và công thức tính áp suất cho chất lỏng, khí sẽ khác với chất rắn. Vì liên quan đến trọng lượng riêng của chất lỏng và độ sâu của mực nước.
Theo đó, ta có công thức tính:
P = D.H
Trong đó:
P: Là áp suất chất lỏng hoặc khí cần tính (Đơn vị Pa hoặc bar)
D: Trọng lượng riêng của chất lỏng hoặc khí (đơn vị N/m2).
H: Chiều cao của chất lỏng chất hoặc khí (mét)
Áp suất thủy tĩnh
Áp suất tĩnh tiếng Anh là Hydrotatic Pressure) là áp suất được tạo ra từ chất lỏng ở mức cân bằng không có dao động hay nói cách khác là đứng yên. Ví dụ khi ta đổ nước vào cốc, nước bên trong sẽ tạo ra áp suất thủy tĩnh lên phần đáy và thành.
Công thức tính áp suất thủy tĩnh:
P = Po + pgh
Trong đó:
P: khối lượng riêng mặc định của một đơn vị chất lỏng, đơn vị kg/m3
Po: áp suất khí quyển
g: gia tốc trọng trường
h: chiều cao từ đáy lên mặt tĩnh của chất lỏng.
Áp suất riêng phần
Áp suất riêng phần là áp suất của một chất khí khi nó là một phần trong hỗn hợp khí dựa trên giải thuyết chất khí đó chiếm toàn bộ thể tích của hỗn hợp. Áp suất riêng phần P của mỗi cấu tử của hỗn hợp khí có thể tích V là áp suất mà cấu tử ấy gây ra khi đứng riêng một mình và cũng chiếm thể tích V ở cùng một nhiệt độ.
Công thức tính áp suất riêng phần:
pi = xi.p
Trong đó:
pi: áp suất riêng phần
xi: phần mol xi của phần tử i trong hỗn hợp khí
p: áp suất toàn phần
Áp suất dư
Áp suất dư được định nghĩa là áp suất tương đối tại một điểm trong chất lỏng và chất khí lấy mốc là áp suất khí quyển lân cận xung quanh. Công thức tính:
Pd = P – Pa
Trong đó:
Pd: áp suất tương đối
P: áp suất tuyệt đối
Pa: áp suất khí quyển
Trong trường hợp chất lỏng đứng yên sẽ có công thức tính áp suất dư như sau:
Pdu = y.h
Trong đó:
y là khối lượng riêng của chất lỏng
h là chiều sâu của điểm đang xét tính từ mặt thoáng của chất lỏng.
Áp suất tuyệt đối
Áp suất tuyệt đối là sự so sánh áp suất do khí quyển tạo ra so với chân không, không gian hoàn toàn không có không khí. Áp suất này được ứng dụng nhiều trong các nghiên cứu khoa học và trong công nghiệp với yêu cầu độ chính xác cao.
được tính bằng tổng của áp suất tương đối và áp suất khí quyển vì là áp suất được gây ra bởi cả khí quyển và cột chất lỏng tác dụng lên điểm trong lòng chất lỏng.
Công thức tính áp suất tuyệt đối:
P = pa+pd
Trong đó:
P: áp suất tuyệt đối
pa: áp suất tương đối
pd: áp suất khí quyển
Áp suất tương đối
Áp suất tương đối là tiêu chuẩn đối với áp suất không khí trong môi trường xung quanh. Hiểu đơn giản hơn áp suất tương đối chính là áp suất khí quyển đã được hiệu chỉnh. Thông thường áp suất khí quyển sẽ ở mức 100 kPa ở mực nước biển và hiện nay có đến 90% các thiết bịđo áp suất sử dụng thang đo theo áp suất tương đối.
Công thức tính áp suất tương đối:
Pa = P- Pd
Trong đó:
Pa: áp suất tương đối
P: áp suất tuyệt đối đối
Pd: áp suất khí quyển
Kết luận
Vừa rồi là những thông tin tổng hợp của chúng tôi về những công thức tính áp suất phổ biến nhất hiện nay. Nhìn chung, mỗi loại môi trường khác nhau sẽ có những công thức tính áp suất khác nhau. Tuy nhiên đều được hiểu đơn giản là độ lớn của áp lực bị ép trên một đơn vị diện tích có phương vuông góc với bề mặt bị ép. Hy vọng bài chia sẻ này của Tuấn Hưng Phát sẽ hữu ích cho bạn đọc.
Great article! I really appreciate the clear and detailed insights you’ve provided on this topic. It’s always refreshing to read content that breaks things down so well, making it easy for readers to grasp even complex ideas. I also found the practical tips you’ve shared to be very helpful. Looking forward to more informative posts like this! Keep up the good work!