หน่วยที่1 เรื่องความดันของเหลว

หนว่ ยท่ี 1 ศึกษาทฤษฎขี องไหล เรื่อง ความดันของของเหลว จดั ทาและสอนโดย นางจุฑาทิพย์ รกั ษศ์ รี ครกู ล่มุ สาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ โรงเรียนสุรวิทยาคาร

ชนิดของความดนั ในของไหลทเี่ ปน็ อากาศและ ของเหลว จะแบง่ ชนดิ ของความดนั ออกเป็น 3 ชนดิ คอื 1. ความดนั บรรยากาศ ( Pa ) คอื นา้ หนักของ อากาศทีก่ ดทบั พ้ืนทห่ี นงึ่ ตารางหนว่ ยทจี่ ุด นน้ั ๆ โดยค่าความดันบรรยากาศที่ภาวะ ความดนั ปกติจะมคี า่ เท่ากับ 1 บรรยากาศ หรือ atm จะเทา่ กับ 1.013x105 N / m2

2.ความดันเกจหรือความดนั ของของเหลว(Pw หรอื Pg) คอื นา้ หนักของของเหลวทก่ี ดทับอยูบ่ นพน้ื ที่หนึ่งตารางหนว่ ย จะมคี า่ ขึน้ อยกู่ บั ความหนาแน่นของเหลวกับระดบั ความลกึ ของของเหลวที่วัดจากผิวของของเหลวลงไป จะหาค่าโดยวัด จากน้าหนกั ของของเหลวทก่ี ดทับพ้ืนทใี่ ด ๆ ไดส้ มการความ ดนั ของของเหลวเปน็ Pw = Pg = gh

3.ความดันสมบูรณ์ หรือ ความดนั สัมบรู ณ์ ( P ) คือผลรวมของน้าหนักอากาศกับนา้ หนกั ของของเหลวทีก่ ด ทับอยูเ่ หนือพืน้ ท่หี น่ึงตารางหน่วย หรือเท่ากับผลบวกของความ ดนั บรรยากาศกบั ความดนั เกจทีอ่ ยู่เหนือจุดนัน้ จะได้สมการความ ดันสมบูรณ์ P = Pa + Pw = Pa + gh หมายเหตุ ความดันของของเหลวทีอ่ ยู่ในภาชนะปิดท่มี ีของเหลวอยู่ เต็ม จะเปน็ ความดันเกจ แต่ถา้ เป็นของเหลวทอ่ี ยใู่ นภาชนะเปิดใดๆ ความ ดนั ในของเหลวท่จี ดุ ใดๆ จะเปน็ ความดันสมบูรณ์

เครอื่ งมอื วดั ความดนั ของของเหลว แยกตามแบบการ ใช้งานได้ 3 แบบ 1. มาโนมิเตอร์ ( manometer ) เป็นเคร่อื งมือที่ ใช้วดั ความดนั ของของเหลวโดยตรง เปน็ รปู หลอดแก้วตัว ยูท่ยี ดึ ติดกบั ฐานมีสเกลวดั ความดัน ภายในหลอดตัวยมู นี ้า หรอื ปรอทบรรจอุ ยทู่ ร่ี ะดับขีดศูนยข์ องเครอ่ื งวดั พอดี ท่ี ปลายหลอดขา้ งหน่ึงของหลอดตัวยูจะมสี ายยางสวมไว้ และท่ปี ลายสายยางดา้ นหนงึ่ จะมีหลอดแก้วอยู่ เมอ่ื จะวัด ความดนั จะใช้ปลายหลอดแก้วจุ่มลงในของเหลวนัน้ ๆ

2.บาร์โรมเิ ตอร์ เป็นเครอ่ื งมือทีใ่ ชว้ ดั ความดนั บรรยากาศ โดยใช้ปรอทบรรจุเต็มหลอดทดลองแลว้ น้าหลอดปรอทไป คว่้าลงในอ่างปรอท ความดันของอากาศบนผวิ ปรอทจะ กดผวิ ปรอท ทา้ ให้ระดบั ปรอทในหลอดทดลองลดลง โดย ค่าความดนั เนื่องจากความสูงของปรอทในหลอดจะ เท่ากบั ความดนั ของบรรยากาศทผี่ ิวปรอท ดงั น้นั ความดันบรรยากาศ 1 atm. = ความดนั เนื่องจากความสูงของลา้ ปรอท 760 mm. หรือ 76 cm. จะได้ Pa = 1 atm. = ความดนั ปรอทมคี วามสงู 760 mm. = 1.013 บาร์

3.หลอดแก้วรูปตวั ยู เป็นเคร่ืองมอื ที่ใชห้ าคา่ ความ หนาแน่นของของเหลวโดยการวดั ความดันในหลอด จากความหนาแน่นของของเหลวสองชนิดข้นึ ไปท่ไี ม่ ผสมกนั ด้วยการใช้หลักการความดันของเหลวที่อยู่ นง่ิ ในภาชนะปดิ

มหี ลักการของหลอดแก้วตวั ยดู งั นี้ 1.ในหลอดแกว้ ตวั ยูท่รี ะดบั ลกึ เดยี วกนั บนผิวของของเหลวชนิด เดยี วกนั คา่ ความดันของของเหลวในหลอดแกว้ ตวั ยูทั้งสองข้างจะมี คา่ เทา่ กัน 2.ในหลอดแกว้ ตวั ยู ปรมิ าตรของของเหลวชนดิ หนง่ึ ๆ ในหลอดจะมี ค่าคงที่ โดยปรมิ าตรของของเหลวท่ลี ดลงในขาหลอดด้านหน่งึ จะ เทา่ กับปรมิ าตรของของเหลวทเ่ี พิม่ ขึน้ ในขาหลอดอีกดา้ นหน่งึ 3.ในหลอดแก้วตัวยูปลายเปิดทงั้ สองขา้ งจะได้ความดันท่ีจุดใดๆ ใน หลอดเป็นความดันเกจของของเหลวในหลอดท่ที ับอยูเ่ หนือจดุ น้ันๆ โดยจะไดส้ มการของหลอดตวั ยู ทรี่ ะดบั ลกึ เดียวกนั บนผิวของ ของเหลวชนิดเดยี วกันมีค่าเป็น (สมการจะเปน็ ก่ตี ัวข้นึ กับจ้านวน ชนิดของเหลวเหนือจดุ นน้ั )

จบเรื่องความดนั ของเหลว เรื่องตอ่ ไปติดตามเลม่ หนา้