Áp suất chất lỏng là gì? Công thức tính áp lực chất lỏng

Trên thực tế con người mới chỉ khám phá được 5% những bí ẩn về đại dương. Có bao giờ bạn tự hỏi tại sao con người không lặn sâu xuống đáy đại dương để khám phá hết những bí ẩn tại đây? Một yếu tố quan trọng ngăn cản sự việc tìm hiểu việc những bí mật trong lòng đại dương đó chính là áp lực nước hay áp suất chất lỏng. Vậy áp suất chất lỏng là gì? Công thức tính áp suất chất lỏng như thế nào? Hãy cùng Vimitech tìm hiểu qua bài chia sẻ dưới đây nhé!

1. Áp suất chất lỏng là gì?

Áp suất chất lỏng tại một điểm bất kỳ trong lòng chất lỏng được hiểu là độ lớn lực tác động của chất lỏng lên điểm đó, hay nói cách khác là lực ép của chất lỏng tới điểm đó. Độ lớn của áp suất chất lỏng sẽ phụ thuộc vào lực nén của chất lỏng này tới vật tác động. Lực nén này mà càng mạnh thì độ lớn của áp lực chất lỏng càng cao, ngược lại lực nén yếu thì độ lớn của đại lượng này càng thấp.

Một ví dụ cụ thể về áp lực chất lỏng như: Khi lặn xuống nước áp lực của nước sẽ tác động trực tiếp đến con người. Tùy vào việc lặn sâu hay nông mà áp lực này sẽ có độ lớn khác nhau. Chính vì vậy các thợ lặn khi lặn sâu thường được trang bị các bộ quần áo bảo hộ có khả năng chịu tác động lớn từ áp suất.

2. Công thức tính áp suất chất lỏng là gì?

Công thức tính áp suất chất lỏng như sau:

P = d.h

Trong đó:

P: là áp suất chất lỏng tại một điểm đang xét. Đơn vị đo áp lực chất lỏng thường là Pa hoặc Newton (N/m2)

h: là độ cao của cột chất lỏng. Độ cao này được tính từ mặt thoáng của chất lỏng tới điểm đo áp lực. Đơn vị tính của đại lượng này mà mét (m)

d: Là đại lượng thể hiện độ lớn của khối lượng riêng của chất lỏng. Đơn vị là (N/m3)

3. Phân loại của áp suất chất lỏng

3.1 Áp suất tương đối

Áp suất tương đối của chất lỏng hay còn được gọi là áp suất đã hiệu chỉnh. Thông thương áp suất tương đối tường bằng áp suất tuyệt đối từ áp suất khí quyển. Trong trường hợp áp suất tương đối nhỏ hơn áp suất khí quyển thì nó còn được gọi là áp suất chân không. 

Hiện nay có tới  90% các thiết bị đo áp suất hiện nay đo theo thang đo áp suất tương đối. 

Công thức tính áp suất tương đối: Pdu = γ.hvc

3.2 Áp suất tuyệt đối

Áp suất tuyệt đối hay còn được gọi là áp suất trong môi trường chân không hoàn hảo. Áp suất tuyệt đối thường được sử dụng trong các nghiên cứu khoa học đòi hỏi độ chính xác kết quả đo cao. Áp suất tuyệt đối sẽ bằng áp suất tương đối cộng áp suất khí quyển.

4. Đơn vị của áp suất chất lỏng

Hiện nay trên thế giới có rất nhiều đơn vị đo áp lực, ở mỗi vùng miền, lãnh thổ người ta lại sử dụng các đơn vị áp suất khác nhau. Một số đơn vị đo thường gặp như: Bar, Psi, Pa, KPa, MPa, N/m3,… Điều này gây khó khăn khi trao đổi thông tin giữa. Để tiện lợi hơn thì người ta thường quy đổi về một đơn vị chung đó là đơn vị Bar.

Bar là đơn vị đo áp suất được công nhận hợp pháp ở các quốc gia Châu Âu và không thuộc hệ thống đo lường quốc tế SI. Nó được giới thiệu bởi một nhà khí tượng học người Na Uy là Vilmus Bjerknes. Ông cũng là người sáng tạo ra dự báo thời tiết ngày nay.

1 Bar= 100 000 Pa

1 Bar = 1.02Kg/cm2.

1 Bar = 75cmHg

1bar = 0.99 atm

4. Các yếu tố ảnh hưởng tới áp suất chất lỏng

4.1 Trọng lượng riêng của chất lỏng

Độ lớn của áp suất chất lỏng chịu tác động trực tiếp từ khối lượng riêng của nó. Mỗi chất lỏng sẽ có khối lượng riêng khác nhau, do đó áp lực chất lỏng tại cùng một độ sâu giữa chúng cũng không giống nhau.

Ví dụ: Nước có trọng lượng riêng lớn hơn xăng, do vậy mà áp suất của nước cũng lớn hơn xăng ở cùng một độ sâu.

Bên cạnh đó nhiệt độ của chất lỏng có ảnh hưởng tỷ lệ thuận với trọng lượng riêng của chất lỏng. Nhiệt độ càng cao thì trọng lượng riêng của chất lỏng càng lớn và ngược lại. Chính vì thế mà yếu tố nhiệt độ cũng có ảnh hưởng lớn đến độ lớn của áp suất.

4.2 Độ sâu của điểm đo so với bề mặt thoáng

Dựa vào công thức tính áp lực chất lỏng ở trên mà ta có thể thấy độ sâu, kí hiệu là h có ảnh hưởng tỷ lệ thuận với độ lớn của áp suất. Như vậy điểm đo ở càng sâu tương đương với h càng lớn thì áp lực chất lỏng càng cao. Trên thực tế điều này đã được chứng thực, do đáy đại dương quá sâu nên con người không thể lặn xuống vì áp suất tại đó quá cao, khó có thể sản xuất ra các thiết bị bảo hộ chống lại được áp lực lớn này. Các sinh vật đại dương ở từng độ sâu khác nhau cũng có những đặc điểm riêng để thích ứng với điều kiện áp suất này.

5. Một số ứng dụng của áp lực chất lỏng

Áp suất chất lỏng là một đại lượng tồn tại xung quanh chúng ta. Đại lượng vật lý này cũng đóng vai trò rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực cuộc sống. Một số ứng dụng nổi bật của nó phải kể đến như:

• Ứng dụng áp suất chất lỏng trong các hệ thống cân trọng tải. Như đã biết các ô tô có trọng tải rất lớn, để đo lường được trọng tải của các xe vận chuyển này thì các hệ thống cân thủy lực đã ra đời. Các hệ thống này dựa vào nguyên lý về áp lực của chất lỏng đế tiến hành đo lường và cho ra trọng tải xe.
• Trong các hệ thống máy nâng/ ép thủy lực giúp nâng hoặc đè nén các vật có trọng lượng lớn một cách dễ dàng, tối ưu sức lao động của con người.
• Ứng dụng áp lực chất lỏng trong các công trình đài phun nước. Dựa vào việc máy bơm tại hút nước và tạo áp lực lớn giúp đẩy các cột nước lên cao thành các hình dạng khác nhau theo ý muốn.
• Ứng dụng vào trong các hệ thống cấp thoát nước, các hệ thống xử lý nước thải.