Der Druck ist definiert als die physikalische Kraft, die auf ein Objekt ausgeübt wird. Die Kraft wirkt senkrecht auf die Oberfläche von Objekten pro Flächeneinheit. Die Grundformel für Druck ist F/A (Kraft pro Flächeneinheit). Die Einheit des Drucks ist Pascals (Pa). Druckarten sind absoluter, atmosphärischer, Differenz- und Überdruck. Haben Sie beim Schlürfen von Getränken aus einem Strohhalm schon einmal bemerkt, dass Sie die Luft aus dem Strohhalm saugen? Während Sie das Getränk schlürfen, üben Sie tatsächlich „Druck“ aus. Aber was bedeutet das? Lassen Sie uns mehr darüber lernen.
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Was ist Druck?
Der Betrag der auf eine Fläche ausgeübten Kraft (Schub) pro Flächeneinheit wird als „Druck“ definiert. Er kann auch als das Verhältnis der Kraft zur Fläche (über die die Kraft wirkt) definiert werden.
Formel und Einheit des Drucks
Druck (P) = Schubkraft/ Fläche
Die SI-Einheit ist ‚Pascal (Pa)‘. 1 Pa = 1N/m2
Beispiel: Es ist leichter, auf einen scharfen Stift zu hämmern als auf einen stumpfen Stift. Das liegt daran, dass die Fläche am Ende des scharfen Stiftes kleiner ist als die Fläche am Ende eines stumpfen Stiftes. Dies führt zu einer Erhöhung des Drucks, was dazu führt, dass der scharfe Stift leichter gehämmert werden kann.
Arten von Druck
- Atmosphärischer Druck
- Absoluter Druck
- Differenzdruck
- Überdruck
Atmosphärischer Druck
Die atmosphärische Luft auf der Erde ist von einer Gasschicht umgeben und so übt diese Luft, die die Erde umgibt, einen Druck aus, der als „atmosphärischer Druck“ bezeichnet wird. Sein Wert auf Meereshöhe beträgt 101325 Pa.
Gemessen wird er mit einem Quecksilberbarometer (daher wird der atmosphärische Druck auch als barometrischer Druck bezeichnet), das die Höhe einer Quecksilbersäule angibt, die das Gewicht der Atmosphärensäule über dem Barometer genau ausgleicht. Er kann in verschiedenen Einheitensystemen ausgedrückt werden, wie Millimeter (oder Zoll) Quecksilber, Pfund pro Quadratzoll (psi), Dyn pro Quadratzentimeter, Millibar (mb), Standardatmosphären oder Kilopascal.
Der atmosphärische Druck nimmt in der Nähe der Erdoberfläche mit der Höhe um etwa 3,5 Millibar pro 30 Meter ab.
Schauen Sie sich hier unseren ausführlichen Artikel über Druckeinheiten an.
Weitere Themen unter Kraft und Druck
- Kraft und ihre Wirkung
- Kraftarten
- Einführung in den Druck
Druck auf die Wände des Behälters
Die Flüssigkeit am Boden des Behälters (in den sie gefüllt ist) übt einen gewissen Druck aus, der von der Höhe des eingefüllten Wassers abhängt. Der Wert des Drucks, den die Flüssigkeit an den Seitenwänden des Behälters ausübt, hängt an jedem Punkt von der Wassermenge über diesem Punkt ab. Da in einem Behälter die Höhe der Flüssigkeit über einer Oberfläche für alle Punkte gleich ist, übt die Flüssigkeit an einem bestimmten Punkt den gleichen Druck aus.
Auch Gase üben Druck auf die Wand des Behälters aus, der sie enthält. Ein Gas besteht aus Molekülen und jedes Molekül hat eine gewisse kinetische Energie. Wenn diese Moleküle mit den Wänden eines Behälters kollidieren, üben sie Druck auf ihn aus.
Lassen Sie uns ein Experiment mit einer Blechdose durchführen, um dies zu demonstrieren. Füllen Sie die Blechdose mit Wasser und bringen Sie es zum Kochen. Verschließen Sie anschließend die Blechdose mit einem Stopfen, so dass die Blechdose Dampf mit geringem Druck enthält. Gießen Sie dann von außen etwas kaltes Wasser auf die Blechdose. Wenn Sie dies tun, sehen Sie, dass die Blechdose nach innen kollabiert. Die Blechdose fällt in sich zusammen, weil beim Eingießen von kaltem Wasser der Dampf in ihr kondensiert und der Luftdruck im Inneren abnimmt. Der Unterschied in diesem Druck innen und außen verursacht eine Kraft, die auf die Außenwände der Dose wirkt. Diese Kraft bewirkt, dass die Blechdose nach innen zusammengedrückt wird.
Hinweis: Die Blechdose behält ihre Form normalerweise, weil die Kraft, die von den Gasmolekülen an der Außenseite des Behälters ausgeübt wird, durch die Kraft im Inneren des Behälters ausgeglichen wird.
Gelöstes Beispiel für Sie
Q. Welche der folgenden Stoffe zählen physikalisch gesehen zu den Fluiden?
a. Festkörper und Gase
b. Gase und Flüssigkeiten
c. Nur Flüssigkeiten
d. Flüssigkeiten und Feststoffe
Sol: b. Gase und Flüssigkeiten
Eine Flüssigkeit ist definiert als ein Stoff, der keine feste Form hat und dem äußeren Druck leicht nachgibt. Es gibt sie in zwei Arten – Gase und Flüssigkeiten.