Gazlarda basınç ise birçok unsurla bağlantılıdır. Gazların basıncının hesaplanmasında sıcaklık, bulunduğu kabın hacmi, gazın miktarı ve R sayısı önemlidir. Bunları formülle ifade edecek olursak: P.V=n.R.T. Gazlarda basınç, gazın molekül sayısı ve sıcaklığı artarsa artar; gazın bulunduğu kabın hacmi artarsa azalır. R sayısı ise sabit bir sayıdır. Kapalı kaplardaki gazlarda basınç manometreler yardımı ile ölçülür.
Sıvılarda basınç[değiştir
If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.
Bağlandığınız bilgisayar bir web filtresi kullanıyorsa, *seafoodplus.info ve *seafoodplus.info adreslerinin engellerini kaldırmayı unutmayın.
Basınç bir tür kuvvet gibidir, ancak tam da öyle olduğu söylenemez.
Basınç ne anlama gelmektedir?
Bir bovling lobutunu duvara sabitlemek için çekiçle vurursanız olacak olan tek şey insanların size lobutlarını ödünç vermekten vazgeçmesi olur. Ancak bir çiviye aynı kuvveti uygularsanız çivinin duvarı delmesi çok daha kolay olacaktır. Bu durum bazen sadece kuvvetin büyüklüğünü bilmenin yeterli olmadığını gösterir: ayrıca bu kuvvetin etki alanında nasıl dağıldığını da bilmek gerekir. Çivi örneğinde duvarla çivi arasındaki tüm kuvvet çivinin sivri ucundaki küçük bölgede yoğunlaşmıştır. Ancak bovling lobutunda duvara temas eden bölge çok daha büyüktür, bu yüzden de kuvvet daha az yoğunlaşmıştır.
Bu kavramı netleştirmek için, basınç fikrini kullanıyoruz. Basınç, birim alana uygulanan kuvvet miktarı olarak tanımlanır.
P=AFP, equals, start fraction, F, divided by, A, end fraction
Buna göre, büyük miktarda basınç yaratmak için, büyük bir kuvvet uygulayabilirsiniz veya kuvveti küçük bir alana uygulayabilirsiniz (veya ikisini de yapabilirsiniz). Başka bir deyişle, eğer çivilerin uçlarının toplam alanı yeterince büyük ise, çivilerden yapılmış bir yatağın üstünde güvenle yatabilirsiniz.
Bu tanım aynı zamanda basınç biriminin Newton bölü metrekare m2Nstart fraction, start text, N, end text, divided by, start text, m, end text, squared, end fraction olduğu anlamına gelir ve Pascal olarak da adlandırılır (Pastart text, P, a, end text olarak kısaltılır).
Bir sıvıdaki basıncı nasıl buluruz?
Katı bir yüzey basınç uygulayabilir, ancak akışkanlar da (örneğin gazlar veya sıvılar) basınç uygulayabilir. Eğer bir çiviyi sıvı kullanarak çakmayı düşünürseniz, bu prensip size biraz garip gelebilir. Bunu kavrayabilmek için, suyun altında belirli bir derinlikte olduğunuzu varsayın. Üzerinizdeki su, yer çekimi kuvveti sebebiyle sizi aşağıya doğru ittirecektir, dolayısıyla size basınç uygulayacaktır. Eğer daha derine giderseniz üstünüzde daha fazla su olacağı için, suyun ağırlığı ve basıncı da yükselecektir.
Sadece sıvıların değil gazların ağırlığı da basınç uygular. Örneğin, atmosferimizdeki havanın kütlesi azımsanmayacak düzeydedir ve biz de her zaman bu ağırlığın altındayız. Atmosfer ağırlığının vücudumuza uyguladığı basınç şaşırtıcı derecede büyüktür. Bu basıncı fark etmememizin sebebi hava basıncının her zaman var olmasıdır. Sadece normal hava basıncının altında ya da üstünde olan değişiklikleri fark ederiz (uçakla uçtuğumuz ya da bir havuzda suyun altında yüzdüğümüzde olduğu gibi). Yüksek hava basıncı, vücudumuz içeriye doğru olan basınca karşılık dışa doğru bir güç uyguladığı için bize zarar vermez. Bu da uzay korsanları sizi alıp uzay boşluğunun havasız ortamına bırakırsa vücut basıncınız hala dışarıya doğru büyük bir güç uygularken, dışarıda içeriye doğru güç uygulayacak havanın olmayacağı anlamına gelir.
Dolayısıyla, sıvının ağırlığı bu sıvıya batırılmış olan nesnelere basınç uygulayabilir. Ancak sıvının tam olarak ne kadar basınç uygulayacağını nasıl belirleyebiliriz? Aşağıdaki şemada gösterildiği gibi, bir havuza atılmış olan bir fasulye konservesini düşünelim.
Fasulye konservesinin üstündeki su sütununun ağırlığı, konservenin tepesinde basınç yaratmaktadır. Basıncı gösteren bir ifade bulmak için, basıncın tanımıyla başlayacağız.
P=AFP, equals, start fraction, F, divided by, A, end fraction
FF kuvveti için, fasulye konservesinin üstündeki su sütununun ağırlığını girmeliyiz. Ağırlık her zaman G=mgG, equals, m, g ile bulunur, dolayısıyla su sütununun ağırlığı G=msgG, equals, m, start subscript, s, end subscript, g olarak yazılabilir, burada msm, start subscript, s, end subscript fasulye konservesinin üstündeki su sütununun ağırlığıdır. Bunu yukarıdaki basınç denklemine koyduğumuzda, şunu elde ederiz:
P=AmsgP, equals, start fraction, m, start subscript, s, end subscript, g, divided by, A, end fraction
Bu noktada ne yapılması gerektiği çok açık olmayabilir ancak bu ifadeyi mwm, start subscript, w, end subscript değerini yoğunluk ve su hacmi cinsinden yazarak basitleştirebiliriz. Yoğunluk bir birim hacim başına kütleye (ρ=Vmrho, equals, start fraction, m, divided by, V, end fraction) eşit olduğundan bunu su sütununun kütlesini bulmak için çözebiliriz ve ms=ρsVsm, start subscript, s, end subscript, equals, rho, start subscript, s, end subscript, V, start subscript, s, end subscript şeklinde yazarız, burada ρsrho, start subscript, s, end subscript suyun yoğunluğu ve VsV, start subscript, s, end subscript da kutunun üzerindeki su sütununun (tüm havuzun değil) hacmidir. Önceki denklemde su sütununun kütlesi yerine ms=ρsVsm, start subscript, s, end subscript, equals, rho, start subscript, s, end subscript, V, start subscript, s, end subscript koyarak bu sonuca ulaşırız,
P=AρsVsgP, equals, start fraction, rho, start subscript, s, end subscript, V, start subscript, s, end subscript, g, divided by, A, end fraction
İlk bakışta bu şekilde formülün daha karışık hale geldiği düşünülebilir ancak birazdan sihirli bir şey olduğunu göreceksiniz. Payda hacim, paydada ise alan var, bu yüzden işleri basitleştirmek için bazı şeyleri götüreceğiz. Silindirin hacminin Vs=AhV, start subscript, s, end subscript, equals, A, h denklemiyle bulunduğunu biliyoruz. Burada AA silindirin taban alanı; hh silindirin yüksekliğidir. Önceki denklemde su hacmi yerine Vs=AhV, start subscript, s, end subscript, equals, A, h koyup alanları götürerek bu sonuca varabiliriz:
P=Aρs(Ah)g=ρshgP, equals, start fraction, rho, start subscript, s, end subscript, left parenthesis, A, h, right parenthesis, g, divided by, A, end fraction, equals, rho, start subscript, s, end subscript, h, g
Alanları götürmekle kalmayıp sadece suyun hacmine (ρsrho, start subscript, s, end subscript), suyun derinliğine (hh) ve yer çekimine bağlı ivmelenmeye (gg) dayalı bir formül oluşturduk. Artık hiçbir yerde kutunun alanı, hacmi ya da içindeki fasulyelerin kütlesine bağlı kalınmadığı için bu formül çok iyi oldu. Aslında bu formül sıvının altında kalan derinlik dışında fasulye kutusuyla ilgili hiçbir bilgiye bağlı değil. Bu yüzden de bu formül herhangi bir sıvı içindeki herhangi bir nesne için aynı şekilde kullanılabilir. Ya da bu formülü suya batırılan nesneyi işin içine katmadan belirli bir sıvı derinliğindeki basıncı bulmak için kullanabilirsiniz. Bu formülü genelde hh ve gg değerlerinin yer değiştirdiği şu şekliyle görürsünüz,
P=ρghP, equals, rho, g, h
Burayı netleştirmek gerekirse, ρrho her zaman basınca neden olan sıvının yoğunluğundan bahsetmektedir, sıvıya batırılmış olan nesnenin yoğunluğundan değil. hh sıvıdaki derinlikten bahsetmektedir, dolayısıyla bu sıvı yüzeyinin ''altında'' olsa da pozitif bir sayı koyuyoruz. gg yer çekimi ivmesinin büyüklüğüdür yani +9,8s2mplus, 9, comma, 8, start fraction, start text, m, end text, divided by, start text, s, end text, squared, end fraction'dir.
Şimdi, "Tamam, buna göre suyun ağırlığı ve fasulye konservesinin tepesindeki basınç konserveyi aşağı doğru ittirecek, değil mi?" diye düşünüyor olabilirsiniz. Bu doğru, ancak eksik bir tespit. Su basıncından kaynaklanan kuvvet konservenin tepesini aşağı doğru ittirmekle kalmaz, su basıncı aynı zamanda konserveyi her yönden içeri doğru ittiren bir kuvvete de sebep olur. Su basıncının toplam etkisi, konserveye aşağıya doğru kuvvet uygulamamaktır. Aslında, aşağıdaki şemada görüldüğü gibi, su basıncı konserveyi her yönden içeri doğru ezmeye çalışır.
Şu yolla da düşünebilirsiniz: Fasulye konservesi suya düştüğünde, konservenin şu an bulunduğu yerdeki çok miktardaki su molekülünün yerini değiştirdi. Bu, su seviyesinin yükselmesine neden oldu. Ancak su yer çekimi kuvvetiyle aşağı doğru çekilmektedir; bu suyun mümkün olan en düşük seviyeyi aramasını ve bulmasını sağlar. Dolayısıyla su, su kütlesinin yüksekliğini azaltmaya çalışan bir çabayla, yer değiştirdiği bölgeye geri dönmeye çalışır. Dolayısıyla, bir fasulye konservesi (veya başka herhangi bir nesne) suda olsa da olmasa da, su molekülleri yer çekim kuvveti dolayısıyla su seviyesini mümkün olan en alt seviyeye çekmeye çalışır ve birbirini ezer. ρghrho, g, h formülündeki PP, bir sıvıdaki birim alandaki bu ezme kuvvetini bize gösteren skaler bir birimdir.
Bu noktada, eğer olan biteni çok dikkatle düşünüyorsanız ''Bir dakika, suyun üstünde de hava var, değil mi? Su sütununun üstündeki hava sütununun ağırlığı da fasulye konservesinin tepesindeki toplam basınca etki etmez mi?" diye düşünebilirsiniz. Aslında son derece haklısınız. Su sütununun üstündeki hava da aşağı doğru ittirmektedir ve ağırlığı şaşırtıcı derecede büyüktür.
Eğer fasulye konservesinin tepesindeki toplam basınç (mutlak basınç olarak da adlandırılır) için bir formül istemiş olsaydınız, Dünya atmosferinden kaynaklanan basıncı (Patm)left parenthesis, P, start subscript, a, t, m, end subscript, right parenthesis sıvıdan kaynaklanan basınca (ρgh)left parenthesis, rho, g, h, right parenthesis eklemeniz gerekirdi.
Ptoplam=ρgh+PatmP, start subscript, t, o, p, l, a, m, end subscript, equals, rho, g, h, plus, P, start subscript, a, t, m, end subscript
Genelde atmosferik basınç (Patm)left parenthesis, P, start subscript, a, t, m, end subscript, right parenthesis için ρhavaghrho, start subscript, h, a, v, a, end subscript, g, h gibi havalı bir terim türetmeyiz, çünkü Dünya atmosferindeki derinliğimiz karaya yakın yapılan herhangi bir ölçüm için neredeyse sabittir.
Bu, Dünya yüzeyindeki atmosferik basıncın göreli olarak sabit kaldığı anlamını taşımaktadır. Dünya yüzeyindeki atmosferik basıncın değeri 1,01×Pa1, comma, 01, times, 10, start superscript, 5, end superscript, P, a civarındadır. Hava akımlarındaki değişiklikler, nem oranı, irtifa, vb. nedenlerle bu sayı civarında küçük dalgalanmalar olabilir, ancak fizik hesaplamaları yaparken genelde bu sayının bir sabit olduğunu ve aynı kaldığını varsayarız. Bu, basıncını bulduğunuz sıvı Dünya yüzeyine yakın olduğu ve atmosfere açık olduğu (yani bir vakum odasında olmadığı) sürece, toplam basıncı (mutlak basınç olarak da adlandırılır) bu formülle bulabileceğiniz anlamını taşır.
Ptoplam=ρgh+1,01×PaP, start subscript, t, o, p, l, a, m, end subscript, equals, rho, g, h, plus, 1, comma, 01, times, 10, start superscript, 5, end superscript, P, a
Mutlak basınç ve gösterge basıncı arasındaki fark nedir?
Basıncı ölçerken, insanlar genelde toplam basıncı (bu atmosferik basıncı da içerir) bilmek istemez. İnsanlar genelde bir basıncın atmosferik basınçtan farkını bilmek ister. Bunun nedeni atmosferik basıncın fazla değişmemesi ve neredeyse her zaman mevcut olmasıdır. Dolayısıyla, bunu ölçümlerinize dahil etmek anlamsız olabilir. Başka şekilde ifade edersek, patlamış araba lastiğinizin içindeki havanın mutlak basıncının 1,01×Pa1, comma, 01, times, 10, start superscript, 5, end superscript, P, a olduğunu bilmek bir işe yaramaz (çünkü atmosferik basınçta olması, lastiğinizin patlak olduğu anlamını taşır). Lastiğin şişmesini ve düzgün işlev görmesini sağlayan, lastikteki atmosferik basıncın üstündeki ekstra basınçtır.
Bu nedenle, çoğu ölçüm ve gözlem aygıtı gösterge basıncıPgo¨stergeP, start subscript, g, o, with, \ddot, on top, s, t, e, r, g, e, end subscript olarak tanımlanan basıncı kullanır. Gösterge basıncı, atmosfer basıncına göreli olarak ölçülen basınçtır. Gösterge basıncı atmosfer basıncının üstündeki basınçlar için pozitiftir, atmosfer basıncında sıfırdır ve atmosfer basıncının altındaki basınçlarda negatiftir.
Toplam basınç, genelde mutlak basınçPmutlakP, start subscript, m, u, t, l, a, k, end subscript olarak adlandırılır. Mutlak basınç, basıncı tam bir boşluk basıncına kıyasla ölçer. Dolayısıyla mutlak basınç tam bir boşluk basıncının üstündeki basınçlar için pozitiftir, tam boşluk için sıfırdır ve asla negatif olmaz.
Bunlar mutlak basınç PmutlakP, start subscript, m, u, t, l, a, k, end subscript, gösterge basıncı Pgo¨stergeP, start subscript, g, o, with, \ddot, on top, s, t, e, r, g, e, end subscript ve atmosferik basınç PatmP, start subscript, a, t, m, end subscript arasındaki ilişkide özetlenebilir ve böyle gözükür:
Pmutlak=Pgo¨sterge+PatmP, start subscript, m, u, t, l, a, k, end subscript, equals, P, start subscript, g, o, with, \ddot, on top, s, t, e, r, g, e, end subscript, plus, P, start subscript, a, t, m, end subscript
Dünya yüzeyine yakın seviyede, havayla temas eden, hareket etmeyen bir sıvıda hh derinliğindeki basınç için, gösterge basıncı ve mutlak basınç şöyle bulunabilir:
Pgo¨sterge=ρghP, start subscript, g, o, with, \ddot, on top, s, t, e, r, g, e, end subscript, equals, rho, g, h
Pmutlak=ρgh+1,01× PaP, start subscript, m, u, t, l, a, k, end subscript, equals, rho, g, h, plus, 1, comma, 01, times, 10, start superscript, 5, end superscript, start text, space, P, a, end text
Gösterge basıncıyla mutlak basınç arasındaki tek fark atmosfer basıncının sabit değerinin eklenmesi olduğundan, basınçlar çok yüksek değerlere yükseldiğinde mutlak ve gösterge basıncı arasındaki yüzde fark giderek önemsiz hale gelir (aşağıdaki şemaya bakın).
Basınçla ilgili kafa karıştırıcı olan ne?
İnsanlar genelde bir sıvının içindeki gösterge basıncı formülüne (P=ρgh)left parenthesis, P, equals, rho, g, h, right parenthesis sıvıya batırılan nesnenin yoğunluğunu (ρnesne)left parenthesis, rho, start subscript, n, e, s, n, e, end subscript, right parenthesis koymaya çalışır, ancak bu formüldeki yoğunluk basınca neden olan sıvının yoğunluğunu (ρsıvı)left parenthesis, rho, start subscript, s, ı, v, ı, end subscript, right parenthesis belirtmektedir.
İnsanlar genelde mutlak basınçla gösterge basıncını karıştırır. Mutlak basıncın, gösterge basıncı artı atmosferik basınç olduğunu unutmayın.
Ayrıca, maalesef basıncı ölçmek için yaygın olarak kullanılan en az 5 farklı birim vardır (paskal, atmosfer, milimetre civa vb, vb.). Fizikte geleneksel SI birimi paskaldır (Pa), ancak basınç genelde ''atmosfer'' (kısaltması atmstart text, a, end text, t, m) ile ölçülür. Paskal ve atmosfer arasındaki dönüşümün 1atm=1,01× Pa1, start text, a, t, m, end text, equals, 1, comma, 01, times, 10, start superscript, 5, end superscript, start text, space, P, a, end text olması şaşırtıcı değildir; çünkü 1 atmosfer, Dünyanın atmosferinin deniz seviyesindeki basıncı olarak tanımlanmıştır.
Basınçla ilgili çözümlü sorular görebilir miyim?
Örnek 1: Bir sandalyenin ayağından basıncı bulmak
Fuşya renkli 7,20 kg7, comma, 20, start text, space, k, g, end text ağırlığındaki dört ayaklı bir sandalye zeminin üstünde durmaktadır. Sandalyenin her ayağı yarıçapı 1,30cm1, comma, 30, start text, c, m, end text olan daire formundadır. Sandalyenin tasarımının iyi olması sayesinde, sandalyenin ağırlığı dört ayağa eşit şekilde dağılmaktadır.
Sandalyenin ayağı ile zemin arasındaki paskal cinsinden basıncı bulun.
P=AF(Basınç tanımını kullanın. Sıvı olmadıg˘ından, burada go¨sterge basıncı uygulanamaz.)P, equals, start fraction, F, divided by, A, end fraction, start text, left parenthesis, B, a, s, ı, n, ç, space, t, a, n, ı, m, ı, n, ı, space, k, u, l, l, a, n, ı, n, point, space, S, ı, v, ı, space, o, l, m, a, d, ı, g, with, \u, on top, ı, n, d, a, n, comma, space, b, u, r, a, d, a, space, g, o, with, \", on top, s, t, e, r, g, e, space, b, a, s, ı, n, c, ı, space, u, y, g, u, l, a, n, a, m, a, z, point, right parenthesis, end text
P=Amg(Sandalyenin ag˘ırlıg˘ı formu¨lu¨nu¨ girin W=mg F kuvveti için)P, equals, start fraction, m, g, divided by, A, end fraction, start text, left parenthesis, S, a, n, d, a, l, y, e, n, i, n, space, a, g, with, \u, on top, ı, r, l, ı, g, with, \u, on top, ı, space, f, o, r, m, u, with, \", on top, l, u, with, \", on top, n, u, with, \", on top, space, g, i, r, i, n, space, end text, W, equals, m, g, start text, space, F, space, k, u, v, v, e, t, i, space, i, ç, i, n, right parenthesis, end text
P=4×πr2mg(A alanı için sandalyenin ayaklarının toplam alanını girin, 4×πr2.)P, equals, start fraction, m, g, divided by, 4, times, pi, r, squared, end fraction, start text, left parenthesis, A, space, a, l, a, n, ı, space, i, ç, i, n, space, s, a, n, d, a, l, y, e, n, i, n, space, a, y, a, k, l, a, r, ı, n, ı, n, space, t, o, p, l, a, m, space, a, l, a, n, ı, n, ı, space, g, i, r, i, n, comma, space, 4, times, pi, r, squared, point, right parenthesis, end text
P=4×π(0, m)2(7,20 kg)(9,8s2m)(Sayıları girin, cm’den m’ye çevirmeyi unutmayın)P, equals, start fraction, left parenthesis, 7, comma, 20, start text, space, k, g, end text, right parenthesis, left parenthesis, 9, comma, 8, start fraction, start text, m, end text, divided by, start text, s, end text, squared, end fraction, right parenthesis, divided by, 4, times, pi, left parenthesis, 0, comma, , start text, space, m, end text, right parenthesis, squared, end fraction, start text, left parenthesis, S, a, y, ı, l, a, r, ı, space, g, i, r, i, n, comma, space, c, m, apostrophe, d, e, n, space, m, apostrophe, y, e, space, ç, e, v, i, r, m, e, y, i, space, u, n, u, t, m, a, y, ı, n, right parenthesis, end text
P=0, m,56 N= Pa(Hesaplayın ve kutlayın!)P, equals, start fraction, 70, comma, 56, start text, space, N, end text, divided by, 0, comma, , start text, space, m, end text, squared, end fraction, equals, 33, point, , start text, space, P, a, end text, start text, left parenthesis, H, e, s, a, p, l, a, y, ı, n, space, v, e, space, k, u, t, l, a, y, ı, n, !, right parenthesis, end text
2. Örnek: Denizaltının üstündeki kuvvet
Meraklı bir denizatı, Akdeniz'in 63,0 m63, comma, 0, start text, space, m, end text altındaki denizaltının daire şeklindeki penceresine bakmaktadır. Deniz suyunun yoğunluğu m3kg, start fraction, start text, k, g, end text, divided by, m, cubed, end fraction'tür. Yuvarlak pencerenin yarıçapı 5,60 cm5, comma, 60, start text, space, c, m, end text'dir. Denizatı, pencerenin deniz suyunun ağırlığının oluşturduğu basınçla kırılmamasından oldukça etkilenmiştir.
Suyun ağırlığının daire şeklindeki denizaltı penceresine uyguladığı kuvvetin büyüklüğü nedir?
P=AF(Basınçla kuvveti ilişkilendirmek için, basınç tanımını kullanın)P, equals, start fraction, F, divided by, A, end fraction, start text, left parenthesis, B, a, s, ı, n, ç, l, a, space, k, u, v, v, e, t, i, space, i, l, i, ş, k, i, l, e, n, d, i, r, m, e, k, space, i, ç, i, n, comma, space, b, a, s, ı, n, ç, space, t, a, n, ı, m, ı, n, ı, space, k, u, l, l, a, n, ı, n, right parenthesis, end text
F=PA(Kuvveti bulmak için formu¨lu¨ sembollerle ço¨zu¨n)F, equals, P, A, start text, left parenthesis, K, u, v, v, e, t, i, space, b, u, l, m, a, k, space, i, ç, i, n, space, f, o, r, m, u, with, \", on top, l, u, with, \", on top, space, s, e, m, b, o, l, l, e, r, l, e, space, ç, o, with, \", on top, z, u, with, \", on top, n, right parenthesis, end text
F=(ρgh)A(Go¨sterge basıncı formu¨lu¨nu¨ girin Pgo¨sterge=ρgh (P basıncı için))F, equals, left parenthesis, rho, g, h, right parenthesis, A, start text, left parenthesis, G, o, with, \", on top, s, t, e, r, g, e, space, b, a, s, ı, n, c, ı, space, f, o, r, m, u, with, \", on top, l, u, with, \", on top, n, u, with, \", on top, space, g, i, r, i, n, space, end text, P, start subscript, g, o, with, \ddot, on top, s, t, e, r, g, e, end subscript, equals, rho, g, h, start text, space, left parenthesis, P, space, b, a, s, ı, n, c, ı, space, i, ç, i, n, right parenthesis, end text, right parenthesis
F=(
Basınç Nedir? Katılarda, Sıvılarda ve Gazlarda Basınç
Basınç bir yüzeye etkide bulunan dik kuvvetin, birim yüzey alanına düşen miktarıdır. Daha farklı bir ifade ile, bir yüzeye uyguladığınız kuvvetin dik bileşeninin, o yüzeye ne kadar dağılarak bir etki yaptığını ifade eder.
Basınç, sıradan bir çivi çakma işleminden yıldız astrofiziğine kadar geniş bir yelpazede karşımıza çıkar. Maddenin üç ayrı halinde ayrı ayrı incelenir.
Katılarda Basınç
• Katılarda basınç, uygulanan kuvvetin artmasıyla artar. • Katılarda basınç, kuvvetin uygulandığı yüzeye temas eden yüzey alanı azaldıkça artar.
Öyleyse,
formülü elde edilir. Bu demek oluyor ki, aynı kuvvetle, yüzey alanını azaltacak olursak daha fazla basınç uygulayabiliriz. Bu yüzden çivilerin ucu sivridir, çünkü ufak bir yüzey alanı sayesinde duvara çok fazla basınç uygulayarak girmesini kolaylaştırır. Benzer şekilde bıçaklar da bilenerek daha keskin hale getirilir.
Aynı cismi farklı konumlarda kullanarak farklı basınçlar elde etmek mümkündür. Cismin kütlesi değişmediği için, uyguladığı kuvvet değişmezken yüzey alanı değişmiştir. Böylece uygulanan basınç da değişir.
Ağır araçları fazla tekerlikli yapmak yer ile olan temas yüzeyini artırarak tekerler üzerine binen basıncı dağıtacaktır. Toplam basınç aynı kalacak olmasına rağmen, birim tekerlek üzerine düşen basınç azalacağından tekerlerin dayanıklılığı artacaktır.
Sıvılarda Basınç
Sıvılar içinde bulundukları kabın şeklini aldıklarından ötürü, temas ettikleri tüm yüzeye farklı yüksekliklerde farklı değerlerde olmak üzere basınç uygular.
Sıvılarda basınç yükseklik ile ilintili olduğundan kabın farklı yüksekliklerinden açılan deliklerden çıkan suyun basıncı da farklı olacaktır.
Bu sebeple denizde dalış yaparken diplere doğru basınç arttığından kulakta bu basınç hissedilebilir.
Gaz Basıncı
Gaz basıncı özellikle yıldız astrofiziğinde önemli bir yere sahip olan bir konudur. Gaz basıncını anlamak için, elimizdeki gazı kapalı bir kapta düşünelim.
Burada elimizde dört farklı parametre vardır. Gazın sahip olduğu basınç (P), gazın hacmi (V), gazın sıcaklığı (T) ve molekül sayısı (N). Aynı zamanda bunları bir eşitlik olarak ifade etmek için k gibi bir sabit sayı kullanırız.
Gaz basıncı, gaz moleküllerinin bulundukları kabın çeperlerine çarpması sonucu oluşur. Dolayısıyla ne kadar fazla çarpışma, o kadar fazla basınç demektir.
Denklemi yorumlayacak olursak;
Molekül sayısı (N) ve sıcaklık (T) sabit tutulursa eşitliğin diğer tarafı değişmemelidir. Dolayısıyla bu durumda hacim (V) artarsa, basınç (P) azalır. Hacim (V) azalırsa, basınç (P) artar. Yani sıcaklığını ve molekül sayısını değiştirmediğimiz bir gazı sıkıştırırsak basıncı artacaktır.
Hacmini (V) ve molekül sayısını (N) değiştirmezsek, sıcaklık (T) artarsa basınç (P) da artar. Sıcaklık (T) azalırsa, basınç (P) da azalır. Yani kapalı, hacmi değişmeyen yalıtılmış bir kaptaki gazı ısıtırsak, basınç artacaktır.
Hacmi (V) ve sıcaklığı (T) sabit tutup, molekül sayısını (N) artırırsak basınç artacaktır. Yani kapalı, sabit hacimli bir kaba sabit sıcaklıkta gaz eklenirse, basınç artar.
Yıldız astrofiziğinde gaz basıncı, hidrostatik dengeyi ifade etmede kullanılır. Yıldızların oluşumunu sağlayan kütle çekim kuvveti yıldızı içeriye çöktürdükçe gazın artan basıncı, yıldızın bir noktada dengeye gelmesini sağlar. Dolayısıyla kütle çekim ile gaz basıncı arasında net bir ilişki vardır. Kütle ne kadar fazla ise, gaz basıncı o kadar fazla olur. Dolayısıyla çekirdekte çarpışma olasılığı artar, yıldızın ömrü kısalır.
