Kapittel 4 – Trykk

Trykk p = F/A Én Pascal er 1 N/m2 Når en kraft F virker vinkelrett og jevnt fordelt på en flate med areal A, er trykket p lik kraft dividert med areal, p= F/A Enheten for trykk er pascal, Pa. Én Pascal er 1 N/m2

Andre enheter for trykk: bar 1 bar = 100kPa hPa hektoPascal millibar ekvivalent med hPa mmHg 1 bar = 751mmHg psi 1 bar =14.5psi (pound/square inch)

Noen trykknivå: 10 Pa – trykket under 1mm vann 1 kPa – trykket fra 10gram masse på 1 cm2 areal. 10 kPa – trykket under 1 m vann, eller reduksjon i lufttrykket ved å gå fra havnivå til 1000m høyde 100kPa – lufttrykket vi opplever nå 10 MPa – dysetrykket fra høytrykkspylere 10 GPa – trykk for å forme diamant

Gasstrykk Gasstrykk oppstår pga gassmolekyler kolliderer med veggen i beholderen.

Gasser Gasser kan presses sammen. (de er kompressible) Gasser kan ekspandere. (de søker å fylle tomrom) Når gass presses sammen øker trykk, temperatur og massetetthet. Når gass får ekspandere synker trykk , temperatur og massetetthet.

Lufttrykk

Lufttrykket i vannraketten ga skyvekraften:

Lufttrykk Luften ved havflaten er gjennomsnittlig 101325 Pa, eller 101,3kPa. Dette kalles også for 1 atm (1 atmosfæres trykk) Dette trykket er vekten av lufta i atmosfæren som ligger oppå deg!

Lufttrykk: Ved havoverflaten virker lufttrykket: 1atm = 101kPa Kraften fra luften på flaten 1m x1m er: F=p*A =101kPa*1m2 F=101kN Dette er tyngden av all luft over området 1x1meter ved havnivå. Dette tilsvarer kraften fra en masse på ca 10 tonn (ved havnivå).

Mount Everest Lufttrykket er lavt pga høyden Vann koker ved 69oC pga vannet er utsatt for mindre trykk (ca en tredjedel av trykket ved havoverflaten). Matlaging tar derfor lenger tid, siden vannet ikke blir like varmt før det koker. Lungene må også jobbe mer for å få tatt opp tilstrekkelig oksygen i kroppen.

Fluider i bevegelse har mindre trykk gass og væske (fluider) i bevegelse har mindre trykk enn det som er i ro, jo høyere hastighet, jo lavere trykk. Bernoulli oppdaget dette. Forsøk å blås over et stykke papir og se om det løfter seg. Forsøk med pingpongball og hårtørrer. Pingpongballen vil trekkes inn mot midten hvor trykket er minst og lufthastigheten er størst. Prøv hold hårtørreren litt på skrå. Du vil oppdage at ballen vil holde seg der hvor luftstrømmen er raskest pga trykket er lavest.

Coanda effekt:

Hvordan et fly kan fly ? Flyvingens form tvinger lufta til å passere raskere over vingen enn under vingen. Dette skaper et lite overtrykk, men er ikke nok til å løfte flyet alene. Flyvingen må stilles på skrå, da vil mer luft skyves over toppen og luften blir sendt nedover på skrå bak vingen.

Luftstrøm rundt en flyvinge: 1) Luft skyves litt rundt og over vingen. 2) Coanda-effekt (luften dras nedover samme retning som vingetippen) Løft som oppstår kan forklares med Newtons 3.lov: Fordi luft sendes ned må reaksjonen bli at flyvingen får en løftekraft opp. Løft som oppstår kan også forklares med trykkforskjell over og under vingen. (som er resultat av strømningen) (Begge forklaringer er riktige) Animasjoner av vinge og luftpartikler: Vinge i ro Vinge i bevegelse

Vanntrykk Vann i væskeform er nesten helt inkompressibelt. Det vil si at vanns massetetthet og volum ikke påvirkes nevneverdig av trykk. Vann blir faktisk mindre påvirka av trykk enn stein.

Trykk i havet Trykk i havet (og i væsker generelt) øker jo dypere du kommer ned fordi fordi vekten av væske over øker. (samme prinsipp som med lufttrykket i atmosfæren) Vanntrykket øker med 1 atm for ca hver tiende meter. På ti meters dyp er trykket 2 atm (1atm fra atmosfæren og 1atm fra de 10 meter med vann du har over deg)

Hydrostatisk trykk (trykk i stillestående væsker) p = ρgh Hvor: p er trykket [Pa] ρ er massetetthet [kg/m3] g er tyngdeakselerasjon [m/s2] h er dybde ned i væsken [m]

Finn trykket på 10 meters dybde i havet? p = ρgh ρsaltvann= 1025kg/m3

Dypvannsfisk En uer som fiskes opp av havet får utstikkende øyne pga de ikke er tilpasset det lave trykket ved overflaten.

Hevert Teknikk for å flytte vann fra et høytliggende reservoar ved hjelp av hydrostatisk trykk Kan brukes til: tømme bensintank tømme akvarium Flytting av vin og øl ved hjemmebrygging Hevertslange kalles siphon på engelsk.

Teknologi med trykk

Dieselmotor Denne linken viser hvordan luft presses sammen så den blir varm nok til å antenne diesel i en dieselmotor. http://static.howstuffworks.com/flash/diesel2.swf (dieselmotor har ikke tennplugg som bensinmotor)

Pneumatikk Teknologi som bruker lufttrykk til å overføre energi. En luftkompressor med høyt trykk gir den potensielle energien.

Hydraulikk Teknologi som bruker inkompressibel væske (oftest olje) til å overføre mekanisk energi. Hydrauliske overføringer er bl.a girpumper som setter den inkompressible olja i bevegelse som flytter på hydrauliske stempler