Áp suất là đại lượng vật lý xuất hiện hầu hết ở xung quanh chúng ta. Nó có vai trò rất quan trọng và được ứng dụng vào nhiều thiết bị máy móc. Tuy nhiên, bạn đã biết áp lực và áp suất là gì? Làm thế nào để điều chỉnh được áp suất? Cùng đi tìm câu trả lời vấn đề này qua bài viết sau.
Áp suất là gì?
Khái niệm áp lực
Trước khi đi tìm hiểu về định nghĩa áp suất, chúng ta cần hiểu về áp lực là gì. Áp lực là lực tác động lên bề mặt của một diện tích của vật hay lực ép vuông góc với mặt chịu lực. Theo nghĩa chung, cũng như khái niệm lực tổng quát, áp lực là đại lượng vectơ. Áp dụng vào thực tế, khi nói về áp lực, người ta thường chỉ nói đến cường độ (độ lớn) vì đã xác định được phương và chiều của nó.
Ta có thể thấy được áp lực ở mọi nơi trong thực tế. Ví dụ như khi đặt một đồ vật nào đó lên bàn thì nó cũng tạo ra áp lực vuông góc với mặt bàn bằng trọng lực của vật đó.
Khái niệm áp suất
Tác dụng của áp lực lên một đơn vị diện tích bị ép thì gọi là áp suất. Hiểu đơn giản thì đây là lực tác dụng vuông góc bên trên 1 diện tích là áp suất. Nếu diện tích tiếp xúc càng nhỏ thì áp suất sẽ càng lớn.
Trong hệ SI, đơn vị của áp suất là Newton trên mét vuông (N/m2), được gọi là Pascal (Pa). Đây là tên nhà toán học và vật lý người Pháp Blaise Pascal ở thế kỷ thứ XVII. Áp suất 1 Pa rất nhỏ, nó chỉ tương đương với áp suất của một tờ tiền giấy tác dụng lên mặt bàn. Trên thực tế, người ta sẽ đo áp suất với tỷ lệ bằng 1kPa = 1000Pa.
Công thức tính áp suất?
Công thức tính áp lực cũng như áp suất được tính bằng độ lớn của áp lực trên một đơn vị diện tích bề mặt xác định bị ép. Cách tính áp suất của các loại áp suất sẽ có công thức riêng.
Công thức để tính áp suất chất rắn
Công thức tính lực ép gây ra bởi chất rắn là áp lực tác dụng lên một đơn vị diện tích xác định. Áp lực này chỉ có thể tác dụng lực lên vật ở bề mặt tiếp xúc.
Công thức tính áp suất chất rắn là gì:
P = F / S Với
P: là áp suất (N/m2)
F: là áp lực (N)
S: là diện tích bề mặt bị áp lực tác động (m2)
Công thức tính áp suất chất lỏng khí
Áp suất chất lỏng là gì? Là lực đẩy của chất lỏng truyền trong đường ống. Lực đẩy càng nhanh thì áp suất chất khí càng mạnh và ngược lại. chất lỏng được nói đến có thể là dầu, nước, xăng,… Ngoài ra, các chất khí, khí nén cũng tương tự.
Viết công thức tính áp suất chất khí như sau:
P = D.H với
P: Là áp suất (Pa hoặc bar)
D: Trọng lượng riêng của chất khí hoặc lỏng (N/m2).
H: Chiều cao của chất lỏng chất khí (m)
Những định luật trong áp suất
Định luật Pascal ( dành cho cả chất lỏng và khí):
Blaise Pascal đã đưa ra định luật truyền áp suất chất lỏng vào những năm 1600. Đây được gọi là Định luật Pascal. Định luật này cho rằng áp suất chất lỏng do ngoại lực tác dụng lên mặt thoáng sẽ được truyền nguyên vẹn tới tất cả mọi điểm trong lòng chất lỏng.
Định luật Boyle (dùng cho chất khí)
Ra đời cùng những năm 1600 với định luật Pascal, Robert Boyle đã nghiên cứu ra một định luật mới. Định luật của ông nói lên được khi thể tích thùng chứa tăng thì áp suất trong thùng sẽ giảm. Khí mở rộng thùng chính là để lấp đầy thể tích tăng lên đó.
Định luật Charles (dành cho chất khí)
Đầu những năm 1780, Định luật Charles được mô tả với một sản phẩm chưa được công bố. Định luật này cho rằng, nếu kích thước thùng chứa được giữ nguyên, sự thay đổi nhiệt độ của vật chất trong thùng sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới áp suất trong thùng. Nếu nhiệt độ tăng lên thì áp suất trong thùng cũng tăng lên.
Cách điều chỉnh áp suất tăng, giảm
Cách làm tăng áp suất
Dựa theo công thức tính của áp suất, khi muốn áp suất tăng lên, chúng ta có thể áp dụng một trong các cách bên dưới:
- Tăng lực tác động đồng thời giữ nguyên diện tích bị ép
- Tăng áp lực và giảm diện tích bị ép
- Giữ nguyên áp lực rồi giảm diện tích bị ép
Cách giảm áp suất
Giảm áp suất sẽ thực hiện tương tự như tăng áp lực. Ta có thể dùng một trong số cách sau:
- Giảm áp lực tác động đồng thời tăng diện tích bề mặt bị nén.
- Giữ nguyên lực tác động nhưng tăng diện tích bề mặt nén.
- Giảm áp lực và giữ nguyên diện tích bị nén.
Ý nghĩa áp suất
Áp suất có vai trò quan trọng đối với đời sống con người. Người ta đã ứng dụng áp suất vào nhiều lĩnh vực như trong quá trình di chuyển, máy bay bay được là nhờ có áp suất chênh lệch giữa phía trên và phía dưới của cánh máy bay.
Áp suất ở bình nén khí có tác dụng nén lượng khí bên trong để phục vụ cho hoạt động của nhiều thiết bị trong các lĩnh vực như rửa xe, bơm xe, máy nén khí dùng trong công nghiệp thực phẩm, y tế,…
Áp suất cũng có ý nghĩa lớn trong lĩnh vực sinh học. Tiêu biểu là việc áp suất giúp rễ vận chuyển nước và khoáng chất từ bên dưới lên tới ngọn và nhánh cây. Ngoài ra, nhờ có áp suất mà chúng ta có thể hạn chế được tình trạng teo hồng cầu khi dùng những dung dịch đẳng trương,…
Nhờ có áp suất mà chúng ta có thể đo được tải ròng trên tường ống, đo tốc độ bay, tốc độ dòng chảy,…Tuy nhiên, khi áp suất của các vụ nổ quá lớn thì có thể tác dụng lực lên mọi vật, làm phá huỷ môi trường sinh thái và sức khỏe con người.
Bài viết đã chia sẻ về áp suất là gì, công thức tính và những ứng dụng của áp suất vào đời sống. Hy vọng những thông tin trên sẽ giúp ích cho bạn khi áp dụng vào quá trình học tập và làm việc.
