לחץ

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

יש לך הודעות חדשות (השווה לגרסה הקודמת).

יש לשכתב ערך זה
הסיבה לכך: חסר הסבר נורמלי. אתם מוזמנים לסייע ולתקן את הבעיות בדף זה, אך אנא אל תורידו את ההודעה כל עוד לא תוקן הדף. אם אתם סבורים כי אין בדף בעיה, ניתן לציין זאת בדף השיחה שלו.

ערך זה עוסק בלחץ בפיזיקה. לערך העוסק בלחץ נפשי, ראו דחק.

לחץ

לחץ (מסומן באות p - Pressure) הוא גודל פיזיקלי המבטא את מידת הכוח המופעל על שטח מסוים. ככל שהכוח גדול יותר או שהשטח עליו פועל קטן יותר, הלחץ גדל (ובמקרים מסוימים הלחץ מספיק גדול בשביל לחדור את המשטח).

לעתים ישנו בלבול בשפת היום יום בין המושגים "כוח" ו"לחץ". להבנת ההבדל נתן לחשוב על הדוגמה הבאה: לו ננסה לשכב על מסמר הניצב לגופנו נרגיש כאב חד, והמסמר אף עלול לפלח את שכבת העור, אך לעומת כך, לו נשכב על "מיטת מסמרים" בה אלפי מסמרים שכאלה, שטח המגע עליו יפעל כח המשקל יגדל והשפעת "מיטת המסמרים" לא תפלח את גופנו, אף על פי שהכח הפועל בשני המקרים הוא אותו כח המשקל.

[עריכה] הגדרה

הנוסחה ללחץ בפיזיקה היא:

$p = \frac{F}{A}$

כאשר -

p - הוא הלחץ הנמדד ביחידות של פסקל
F - הוא הכוח הנמדד ביחידות של ניוטון
A - הוא השטח הנמדד ביחידות של מטר רבוע

יש לשים לב כי הכוח F הוא הכוח הנמדד במאונך לפני השטח A.

[עריכה] יחידות

ביחידות סטנדרטיות נמדד הלחץ בפסקל שמוגדר כלחץ שמפעיל כוח של ניוטון אחד על משטח בגודל של מטר רבוע אחד.

יחידות אחרות שעדיין מקובלות בעולם הן -

PSI - Pound per Square Inch - כוח של ליברה אחת לשטח של אינץ' רבוע.
inHg - אינץ' כספית - הלחץ שיצור עמוד כספית בגובה אינץ' אחד בתחתיתו.
mmHg - מילימטר כספית - הלחץ שיצור עמוד כספית בגובה מילימטר אחד בתחתיתו.
אטמוספירה - אטמוספירה אחת מוגדרת כלחץ שמפעיל עמוד כספית בגובה של 760 מ"מ, והיא שווה ל-101,325 פסקל לערך. היחידה מבוססת (בקירוב) על הלחץ הממוצע שמפעילה אטמוספירת כדור הארץ בגובה פני הים.

טבלת המרות בין יחידות נפוצות -

Pressure units and conversion factors
	פסקל	באר	N/mm²	kp/m²	kp/cm² (=1 at)	אטמוספירה	torr
1 פסקל (N/m²)=	1	10^-5	10^-6	0.102	0.102×10^-4	0.987×10^-5	0.0075
1 באר (daN/cm²) =	100,000	1	0.1	10,200	1.02	0.987	750
1 N/mm² =	10⁶	10	1	1.02×10⁵	10.2	9.87	7,500
1 kp/m² =	9.81	9.81×10^-5	9.81×10^-6	1	10^-4	0.968×10^-4	0.0736
1 kp/cm² (1 at) =	98,100	0.981	0.0981	10,000	1	0.968	736
1 אטמוספירה (760 torr) =	101,325	1.013	0.1013	10,330	1.033	1	760
1 torr (mmHg) =	133	0.00133	1.33×10^-4	13.6	0.00132	0.00132	1

[עריכה] מדידת לחץ

לחץ נמדד באמצעות מכשיר הנקרא ברומטר,ישנם כמה סוגי ברומטר, ברומטר פשוט בנוי מצינור בצורת האות U כאשר בקצהו האחד מצוי לחץ ידוע, בתחתיתו זורם כלשהו, וקצהו השני משמש למדידת לחץ. ניתן לחשב את הלחץ על ידי מדידת הפרש הגבהים בין שני קצוות הזורם והנוסחה למציאת לחץ סטטי בקירוב של שדה כבידה אחיד -

$p = {\rho}{g}{h} \,$

כאשר -

p - לחץ בפסקל.
ρ - (רו) - צפיפות בקילוגרם למטר קוב.
g - תאוצת הכובד בניוטון לקילוגרם.
h - גובה עמוד הזורם במטר.

לחץ סטגנציה (עצירה) הוא הלחץ שיוצר זורם הנתון במהירות מסוימת ונעצר. בכלי טיס משתמשים בצינור פיטו על מנת למדוד את הלחץ מסביב למטוס, ואת לחץ הסטגנציה ובאמצעותם לחשב את מהירות הטיסה ביחס לאוויר.

[עריכה] לחץ בתרמודינמיקה

בתרמודינמיקה מקובל לדבר על הלחץ הממוצע שמפעילה המערכת על פאותיה. לחץ זה נתון על ידי

$\ P = - \left( \frac{ \partial U}{ \partial V} \right) _{S}$

כאשר

P זה הלחץ הממוצע שמפעילה מערכת על פיאותיה. בתהליך הפיך הוא שווה ללחץ החיצוני המופעל על המערכת.
U זוהי האנרגיה הפנימית של המערכת.
V הוא נפח המערכת
S היא האנטרופיה שנשארת קבועה בגזירה חלקית זו.

אם התהליכים הפיכים, במערכת בעלת מספר חלקיקים קבוע, כמות העבודה האינפיניטסימלית שנעשתה עליה שווה ל

$\ dW = - P dV$