Avainero kiinteiden aineiden ja nesteiden paineen välillä on se, että kiinteiden aineiden paine johtuu vain kiinteän aineen painosta, kun taas nesteen paine johtuu sekä nestemolekyylien painosta että liikkeestä.
Paine on erittäin tärkeä käsite fysiikassa. Paineen käsitteellä on erittäin tärkeä rooli sovelluksissa, kuten termodynamiikassa, aerodynamiikassa, nestemekaniikassa ja muodonmuutoksissa. Siksi on elintärkeää tuntea paineen hyvä käsitys, jotta voit menestyä millä tahansa alalla, joka käyttää painetta peruskonseptina.
Mikä on kiintoaineiden paine?
Kiinteän aineen paine syntyy kiinteän aineen painosta. Voimme tulkita tämän paineen käyttämällä argumenttia, joka perustuu nestepaineeseen. Kiinteän aineen sisällä olevat atomit ovat staattisia. Siksi kiinteän aineen liikemäärän muutos ei aiheuta painetta. Mutta kiinteän pylvään paino tietyn pisteen yläpuolella on tehokas mainitussa kohdassa. Tämä luo painetta kiinteän aineen sisällä.
Kiinteät aineet eivät kuitenkaan laajene tai supistu suuria määriä tämän paineen vuoksi. Paine kiinteän aineen sivulla, joka on kohtisuorassa painovektoriin nähden, on aina nolla. Siksi kiinteällä aineella on oma muotonsa, toisin kuin nesteillä, jotka ottavat säiliön muodon.
Mikä on nesteiden paine?
Ymmärtääksemme nesteiden paineen käsitteen meidän on ensin ymmärrettävä paineen käsite yleisesti. Staattisen nesteen paine on yhtä suuri kuin nestepatsaan paino mitattavamme painepisteen yläpuolella. Siksi staattisen (ei-virtaavan) nesteen paine riippuu vain nesteen tiheydestä, painovoimakiihtyvyydestä, ilmakehän paineesta ja nesteen korkeudesta paineen mittauspisteen yläpuolella. Voimme myös määritellä paineen voimaksi, jonka hiukkasten törmäykset kohdistavat. Tässä mielessä voimme laskea paineen käyttämällä kaasujen molekyylikineettistä teoriaa ja kaasuyhtälöä. Termi "hydro" tarkoittaa vettä ja termi "staattinen" tarkoittaa muuttumatonta. Tämä tarkoittaa, että hydrostaattinen paine on virtaamattoman veden painetta. Tämä koskee kuitenkin myös kaikkia nesteitä, mukaan lukien kaasut.
Koska hydrostaattinen paine on nestepatsaan paino mitatun pisteen yläpuolella, voimme antaa sen yhtälöllä P=hdg, missä P on hydrostaattinen paine, h on nesteen pinnan korkeus mitattu piste, d on nesteen tiheys ja g on painovoimakiihtyvyys.
Kuva 01: Nesteen paine
Mittauspisteen kokonaispaine on nesteen pinnalla olevan hydrostaattisen paineen ja ulkoisen paineen (eli ilmakehän paineen) yhdistelmä. Liikkuvan nesteen aiheuttama paine vaihtelee staattisen nesteen paineesta. Voimme käyttää Bernoullin lausetta ei-pyörteisten kokoonpuristumattomien nesteiden dynaamisen paineen laskemiseen.
Mitä eroa kiinteiden aineiden ja nesteiden paineella on?
Avainero kiinteiden aineiden ja nesteiden paineen välillä on se, että kiinteiden aineiden paine syntyy vain kiinteän aineen painosta, kun taas nesteen paine syntyy sekä painon että nestemolekyylien liikkeen vuoksi. Näitä paineita laskettaessa voidaan laskea kiinteiden aineiden paine kiinteän aineen painolla ja nesteiden paine sekä nesteen painolla että nestemolekyylien liikkeellä. Kun tarkastellaan kiinteiden aineiden ja nesteiden muotoja, kiinteällä aineella on määrätty muoto, koska paine kiinteän aineen sivulla, joka on kohtisuorassa painovektoriin nähden, on aina nolla, kun taas neste saa säiliön muodon, koska nestepaine vaikuttaa sivuille nesteestä sekä pohjasta.
Yhteenveto – Kiinteiden aineiden paine vs. nesteet
Avainero kiinteiden aineiden ja nesteiden paineen välillä on, että kiinteiden aineiden paine syntyy vain kiinteän aineen painosta, kun taas nesteen paine syntyy sekä painon että nestemolekyylien liikkeen vuoksi.
