Давление

Давление

ДАВЛЕНИЕ на поверхности тела, нормальная составляющая суммы сил, приложенных извне к телу, приходящаяся на единицу поверхности. В случае неравномерного распределения нормальней составляющей,  давление в разных точках поверхности определяется как dN/dS (сила приложенная на бесконечно малом элементе площади), где N - нормальная составляющая суммы внешних сил, S - величина поверхности, к которой эти силы приложены.

В твердых телах давление вызывает изменение формы и объема и одновременно силы реакции тела. При установившемся равновесии, когда изменение формы и объема прекратилось, сила давления в каждой точке поверхности тела уравновешивается равной и противоположной силой противодействия тела (действие равно противодействию - 3-й закон Ньютона). В упругом твердом теле, при наличии давления, внутри тела действуют упругие силы напряжений, зависящие от величин упругих деформаций, претерпеваемых телом. В изотропных упругих телах упругие силы напряжений определяются в каждой точке тела помощью тензора напряжений; в кристаллических твердых телах - при помощи тетрады напряжений.

Для совершенных флюидов (газов и жидкостей) введено понятие о давлении внутри флюидов. Если мысленно расположить внутри флюида площадку, проходящую через данную точку, и обозначить обе стороны этой площадки через 1 и 2, то со стороны 2 внутри флюида на нее действует нормальная сила F, равная и противоположная силе, действующей на ту же площадку со стороны 1. Величина силы F не зависит от ориентации площадки. Давлением (р) в данной точке флюида, по определению, называется сила, действующая на единицу площадки, т. е.

Davlenie 1

Если в совершенной жидкости мысленно провести некоторую замкнутую поверхность S, ограничивающую объем τ, то

Davlenie 2

где р - давление, a Δp - вектор силы, действующей на единицу объема и уравновешивающей давление. Давление внутри весомых жидкостей при равновесии зависит, поэтому, от положения точки по отношению к уровню жидкости (см. Гидростатика). В газах, заключенных в замкнутых сосудах, давление одинаково не только в каждой точке по всем направлениям, но и во всем пространстве, занимаемом газом, если пренебречь его весом. Избыточным давлением газа называется разница между давлением газа, заключенного в замкнутом сосуде, и давлением среды, окружающей этот сосуд.

За единицу давления в системе CGS принимается бария, равная давлению 1 дины на 1 см2, и бар = 106 бариям. В настоящее время в качестве практической единицы давления во Франции и в СССР введена пиэза, равная давлению силы в 1 стэн на 1 м2 (пиэза = 104 бариям). В технической системе метрических единиц за единицу давления принимается давление силы в 1 кг на 1 см2 (1 кг/см2 = 98,1 пиэзы). В английской системе мер единицей давления является давление силы в 1 фн. на 1 дм. (давление 1 фн. на 1 дм.2 = 0,070307 кг/см2; давление 1 т на 1 дм.2 = 157,488 кг/см2).

В гидравлике давление измеряется в метрах водяного столба; давление 1 м водяного столба равно давлению силы в 0,1 кг/см2. В учении о газах употребляются в качестве практических единиц давление: 1) метрическая атмосфера: (1 atm = 1 кг/см2 = 98,1 пиэзы; не смешивать с нормальной атмосферой, — см. Атмосфера), 2) давление 1 см столба ртути при 0° (1 см Hg = 1,333 пиэзы); 3) давление 1 см водяного столба при 4° (1 см водяного столба = 0,0981 пиэзы = 0,001 кг/см2).

Для измерения давления выше атмосферного служат манометры, для измерения давления атмосферы употребляют барометры, для измерения давления ниже атмосферного применяют вакууметры.

Приведем несколько величин разных давлений: давление остающихся газов в пустотных лампах 10–6 см Hg; то же в катодных лампах и рентгеновских трубках – 10–7 см Hg.; давление газа в городских газопроводах 1—1,5 см водяного столба; давление пороховых газов в каналах орудий около 8000 кг/см2.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 6 - 1929 г.