Rõhk (3)

Teaduskooli kodune töö
Ettekanne
RÕHK
Õpilane: Tauno Toome
Kool: Illuka Kool
Klass: 9
2012
Sisukord
Rõhk.
Rõhk vees.
Pascali seadus.
Vedeliku samba rõhk.
Vedeliku rõhu sõltuvus vedelikusamba kõrgusest.
Archimedese jõud.
Helirõhk.
Õhurõhk.
Rõhk
Rõhk on füüsikaline suurus, mis võrdub pinnale risti mõjuva jõu ja pindala suhtega.
Jõud on füüsikaline suurus, mis iseloomustab vastastikmõju tugevust. Jõudu määratleb tugevus ja suund (mõnikord on oluline ka rakenduspunkt).
Pindala on funktsioon, mis seab igale kujundile mingist tasapinnaliste kujundite hulgast (näiteks hulknurkadele) vastavusse arvu
kus

• p = rõhk
  
• F = jõud
  
• S = pindala.
  

Rõhu ühik SI-süsteemis on paskal ,
Kui välisjõud mõjub tahkele kehale, siis annab keha rõhu edasi mõjuva jõu suunas. Vedelikud ja gaasid alluvad Pascali seadusele.
Rõhk vees.
Vesi on teatavasti raskem kui õhk
Ning ültasi ei õnnestu vett suure rõhuga kokkusuruda erinevalt
õhust, mille maht kahaneb 2 korda kui survet tõsta samuti 2 korda
Seega, igasugu õhuga täidetud õõnsused meie kehades hakkavad
keskkonna rõhu kasvades kahanema . Siit kõik halb hakkabki.
Seda saab kõike vältida, kui nendesse õõnsustesse välise-
keskkonnaga võrdset õhku lasta. Ehk siis sisemine ja välimine
surve võrdsustada. Need õhuga täidetud õõnsused on kopsud ,keskkõrv,põskkoopad,ninaõõs ning nende vahelised kanalid.
Pascali seadus
Vedelikud ja gaasid annavad neile mõjuva rõhu edasi kõikides suundades ühesuguselt.
Vedeliku samba rõhk
Kõik kehad rõhuvad raskusjõu tõttu toele. Ka anumas olev vesi rõhub anuma põhjale. Kuna vedelikus antakse rõhk edasi igas suunas ühteviisi, siis rõhub vesi ka anuma seintele . Vesi avaldab rõhku ka vette sukeldunud tuukrile. Vesi rõhub tuukrile nii paremalt kui vasakult, nii ülalt kui alt. Iga vedelikku sukeldatud keha või selle osa kohale võib paigutada mõtteliselt toru. Selles torus olevat vett võib vaadelda vedeliku sambana. Vedelikusammas rõhub raskusjõu tõttu keha pinnale. Kui vedelikusambale mõjuv raskusjõud jagada toru ristlõike pindalaga, siis saame vedeliku poolt avaldatava rõhu.

Seadusi

Rõhk sõltub vedeliku samba kõrgusest. Graafik väljendab rõhu sõltuvust vedelikusamba kõrgusest. Vedelikusamba rõhk on võrdeline vedelikusamba kõrgusega. Rõhk vedelikus on võrdeline vedeliku tihedusega. Raskusjõust põhjustatud vedelikusamba rõhk on võrdne samba kõrguse, vedeliku tiheduse ja teguri g korrutisega.
Rõhk tähistatakse tähega p, vedelikusamba kõrgust tähega h ja rõhku tähegaρ. Seega vedelikusamba rõhu arvutamise valem on: p=ρ gh Rõhk vedelikus on võrdne õhurõhu ja vedelikusamba rõhu summaga .
Vedeliku rõhu sõltuvus vedelikusamba kõrgusest
Silindrilises anumas oleva vedeliku rõhumisjõud anuma põhjale võrdub vedelikusamba kaaluga. Siit järeldub, et vedeliku rõhk anuma põhjale avaldub p = Fr / S = m g / S. Seega saame p = ρ V g / S = ρ h S g / S = ρ g h ehk sõnades: vedeliku rõhk anuma põhjale võrdub vedeliku tiheduse ρ, vaba langemise kiirenduse g ja vedelikusamba kõrguse h korrutisega. Samal sügavusel avaldab vedelik sama suurt rõhku ka anuma külgseintele ja isegi vertikaalselt üles.
Archimedese jõud
Vedeliku või gaasi rõhu suurenemine sügavuse kasvades põhjustab kehadele mõjuva üleslükkejõu olemasolu. Üleslükkejõud ehk Archimedese jõud mõjub igale vedelikus või gaasis paiknevale kehale. Sealjuures võrdub üleslükkejõud selle keha poolt väljatõrjutud vedeliku või gaasi kaaluga: Fa = m g = ρ V g, kus ρ on vedeliku või gaasi tihedus, V keha ruumala ja gvaba langemise kiirendus.
Archimedese jõud on raskusjõule vastassuunaline.
Helirõhk
Helirõhk on rõhk, mis tekib helilaine levimisel gaasis või vedelikus. See on akustiliste võnkumiste poolt tekitatud rõhk p pinnale. Inimkõrvas kuulmisaistinguttekitav minimaalne rõhk on 10-5 Pa. See on 1010  korda väiksem atmosfäärirõhust. Valuaistingut tekitab helirõhk ligikaudu 100 Pa.
Tähis: p, mõõtühik paskal (Pa)
Õhurõhk
Õhurõhk on õhu rõhk mingis kindlas kohas Maa atmosfääris.
Õhu liikumine mõjutab õhurõhku enamasti väga vähe, mistõttu võib enamasti kasutada mudelit, milles õhk on liikumatu ning õhurõhk võrdub kõrgemal asuva õhu kaalust tingitudhüdrostaatilise rõhuga.
Õhurõhku mõõdetakse baromeetriga. Seda väljendatakse tavaliselt hektopaskalites või millimeetrites elavhõbedasammast.
Keskmine õhurõhk merepinna kõrgusel keskmisel temperatuuril 15 °C on 1013 ,25 hPa. Õhurõhu kahanemine kõrgusega on väikeste kõrgusvahemike korral arvutatav ligikaudse baromeetrilise valemiga
kus
P(h)  = rõhk kõrgusel h
P0   = rõhk lähtekõrgusel h0
h     = kõrgus meetrites
h0   = lähtekoha kõrgus meetrites
T    = õhu temperatuur (K)
R *  = universaalne gaasikonstant : 8.314 N·m /(mol·K)
g0   =  raskuskiirendus : 9.81 m/s2
M    = õhu mooli mass (0.0289644 kg/mol)
Suuremate kõrgusvahemike korral on vaja arvestada õhu temperatuuri ja sellest tingitud tiheduse muutusi kõrgusega. Õhurõhu vähenemist kõrgusega kasutatakse baromeetriliseks kõrgusemõõtmiseks. Iga 5,54 km kõrguse kohta väheneb õhurõhk poole võrra.
Õhurõhk maapinnal muutub tingituna atmosfääri olekust: kogu õhukihi temperatuur ning suuremastaabiline liikumine – tsüklonid ja antitsüklonid. Väikseid kiireid õhurõhumuutusi on äikesetormide ajal.
Õhurõhku on mõõdetud ja mõõdetakse ka praegu mitmesugustes ühikutes:
elavhõbedasamba kõrgusega mm-tes ( mm Hg );
millibaarides ( mbar );
hektopaskalites ( hPa );
elavhõbedasamba kõrgusega tollides ( 1 toll = 25,4 mm ).
Kasutatud kirjandus:
http://et.wikipedia.org/wiki/%C3%95hur%C3%B5hk
http://et.wikipedia.org/wiki/R%C3%B5hk
http://et.wikipedia.org/wiki/Helir%C3%B5hk