Basınç Ölçümü.

... konulu sunumlar: "Basınç Ölçümü."— Sunum transkripti:

1 Basınç Ölçümü

2 Basınç Ölçümü Basınç, “herhangi bir katı, sıvı veya gaz akışkanın bulundukların kapların birim alanlarına uyguladıkları kuvvet” olarak tanımlanabilir. Bir A yüzeyine dik olarak bir F kuvveti etki ediyorsa; P ile gösterilen basınç: P= F/ A ile bulunur.

3 Basınç Ölçümü Basınç birimi, kuvvet/yüzey olacağından;
Burada, Pa çok küçük bir basınç birimi olduğundan genellikle katları kPa, Mpa ve bar kullanılır.

4 Katılarda Basınç Bir yüzeyde basınca neden olan kuvvete basınç kuvveti denir. Katılarda basınç kuvveti; yüzey alanına ve cismin şekline bağlı değildir. Sadece cismin ağırlığına bağlıdır. Bu nedenle katılarda basınç kuvveti olarak ağırlık kullanılır.

5 Katılarda Basınç Katıların temas ettikleri yüzeye uyguladığı basınçtan, günlük yaşantının birçok alanında yararlanılmaktadır. İki ayak üzerinde dururken az, tek ayak üzerinde dururken fazla basınç uygulanır ve bu nedenle kuma yada kara daha fazla batılır. Sivri topuklu ayakkabı ile kumda ya da karda daha zor yürünür. Hortumun ucu sıkıştırılıp yüzey küçültülürse basınç artar. Çivi, toplu iğne, raptiye ve bıçağın sivri ucunda basınç büyük olur. Ördek veya kazların ayak parmaklarının arasında perdeleri bulunduğu için uygulayacağı basınç küçülür ve bu nedenle bataklıkta batmazlar. Bıçağın geniş yüzeyindeki basınç küçük olduğu için bu yüzeyle ekmek kesilmez.

6 Katılarda Basınç Kramponların altındaki dişler yüzeyi küçültüp basıncı arttırarak kaymayı önler. Trenlerde tekerlek sayısının çok olması, yüzeyi büyültür ve basıncı küçültür. Bu sayede raylarda şekil bozukluğu olması önlenir. Traktörlerin arka tekerlekleri geniş yapılarak toprağa batması önlenir. Ağır iş makinelerinde yüzey alanının büyültülerek basıncın küçültülmesi ve toprağa batmaması için tekerlek veya paletler geniş yüzeyli olarak yapılır. Fil, gergedan, deve gibi hayvanların ayaklarının taban alanlarının büyük olması, onların yere uygulayacakları basıncı küçülterek kum veya toprak zeminde kolay yürümelerini sağlar.

7 Katılarda Basınç Cisimlerin temas yüzeyleri, ağırlıkları ile aynı oranda artırılırsa, ya da azaltılırsa basıncı değişmez.

8 Katılarda Basınç Katılar kendilerine uygulanan kuvveti aynı doğrultuda aynen ilettikleri halde, basıncı aynen iletmezler.

9 Katılarda Basınç

10 Sıvılarda Basınç Katılarda olduğu gibi sıvılar da ağırlıklarından dolayı bulundukları kaba bir basınç uygular. Fakat bu basınç sadece kabın tabanına değil, temas ettikleri her noktaya etki eder. Sıvılar hemen hemen sıkışmaz. Yani basınç altında yoğunluğu sabit kalan akışkanlardır.

11 Sıvılarda Basınç Sıvı basıncı, aynı yükseklikte sıvı bulunan kapların şekline ve sıvıların miktarına bağlı değildir. Önemli olan özkütle ve derinliktir. Yukarıda görülen kaplarda aynı yükseklikte aynı cins sıvılar varken, kapların tabanlarında oluşan sıvı basınçları eşit olur.

12 Sıvılarda Basınç Aynı tür sıvının aynı derinlikteki tüm noktalara uyguladığı basınçlar eşittir. Derinlik yazılırken sıvının serbest yüzeyinden istenilen noktaya dik uzaklığı alınır. Sıvı basıncı daima kabın çeperlerine diktir.

13 Sıvılarda Basınç Eşit zaman aralıklarında eşit miktarlarda sıvı akıtan musluk ile şekillerdeki kaplar dolduruluyor. Basınç-zaman grafiği şekillerdeki gibi olur.

14 Sıvılarda Basınç PASCAL İLKESİ
Sıvılar, akışkan olmasına ve molekülleri arasında çok az boşluk bulunmasına rağmen sıkıştırılamaz kabul edilir. Çünkü sıvıların basınç altındaki hacim değişimleri, gazlarla karşılaştırıldığında önemsenmeyecek kadar azdır. Kapalı kapta bulunan sıvının herhangi bir noktasına uygulanan basıncı, kabın şekli ne olursa olsun, sıvının temas ettiği her yüzeye her doğrultuda, aynı büyüklükte iletebilmesini “pascal ilkesi” ile açıklamıştır. Pascal ilkesi kullanılarak bileşik kaplar, su cendereleri ve hidrolik sistemler geliştirilmiştir.

15 Sıvılarda Basınç PASCAL İLKESİ Bileşik Kaplar
Şekilleri ve kesitleri farklı iki ya da daha fazla kabın tabanlarının birleştirilmesiyle elde edilen sistemlere bileşik kaplar denir. Bileşik kaplara sıvı konulduğunda kabın her bir kolundaki sıvı düzeyi aynı olur. Ayrıca kapların tabanlarında sıvı basınçları eşit olur.

16 Sıvılarda Basınç PASCAL İLKESİ U Borusu
U borusuna birbirine karışmayan farklı yoğunlukta sıvılar konulduğunda yoğunluğu büyük olan sıvı en altta olur. Bu durumda en alttaki sıvının kollardaki en alt düzeyine göre basınç eşitliği yazılır.

17 Sıvılarda Basınç PASCAL İLKESİ Su Cenderesi
Kesitleri birbirinden farklı silindirlerin tabanlarının birbirine birleştirilmesi ve hareketli pistonlar eklenerek oluşturulan bileşik kap sistemidir. Bu pistonlardan birine kuvvet uygulandığında, oluşan basınç büyüklüğü değişmeden diğer pistona aktarılır.

18 Sıvılarda Basınç PASCAL İLKESİ
Paskal İlkesi’nin uygulamalarını günlük yaşantımızda pek çok sistemde görmemiz mümkündür. Arabaların hidrolik fren ve direksiyonlarının, itfaiye merdivenlerinin, kamyon damperlerinin, vinçlerin, çalışması bunların başlıcalarıdır.

19 Gazlarda Basınç Gazlar ise tam tersine, sıkışabilir akışkanlardır ve bu sebeple basınçla yoğunluğu değişir. Bundan dolayı deniz seviyesinde hava basıncı maksimum değerdedir. Deniz seviyesinden yükseldikçe, basınç, hem hava sütununun kısalmasından, hem de yoğunluğun azalmasından dolayı düşer. Üst kısımlardaki havanın ağırlığı alt kısımlardaki havayı sıkıştırdığından alt kısımların yoğunluğu daha fazladır.

20 Gazlarda Basınç Gazın bulunduğu yer, atmosfer gibi çok geniş değilse, gazın ağırlığının basınca tesiri çok azdır. Çünkü gazların yoğunluğu çok küçüktür. Küçük kaplar gibi, ağırlığın ihmal edilebileceği durumlarda basınç, gazın moleküllerinin çeperlere çarpmasından ileri gelir. Gaz akışkanlar bulundukları kabın her bir tarafına aynı basıncı uygularlar. Yani, kapalı kap içerisine konulan gazlar, konmuş oldukları kabın tüm çeperine aynı basıncı uygularlar… Kapalı kaplardaki gaz basıncını ölçmek için Manometre, atmosfer basıncını ölçmek için ise Barometre denilen aletler kullanılır.

21 Gazlarda Basınç Basınç ifade edilirken, mutlak basınç ve efektif basınç olmak üzere iki tarif kullanılır. İçinde yaşadığımız atmosferde hali hazırda mevcut olan bir atmosfer basıncı vardır. Bu basınç, atmosfere açık olan gaz ve sıvı sistemlerine tesir eder. Toriçelli Deneyi 1 atm = pascal=101,325 kPa= 1,0325 bar

22 Gazlarda Basınç Dolayısıyla atmosfere açık sistemlerde sıvı veya gaz sütununun yüksekliği ile özgül ağırlığı çarparak bulduğumuz basınç gerçek basınç değildir. Buna bir de atmosferin yaptığı basıncı eklemek gerekir. Bu toplam basınca "mutlak basınç" denir. Diğer taraftan atmosferin basıncını göz önüne almayıp, içinde yaşadığımız çevrenin basıncını sıfır kabul ettiğimiz zaman bulunan basınca ise "efektif basınç" adı verilir. Yani mutlak basınç, atmosfer basıncı ile efektif basıncın toplamına eşittir. P= mutlak basınç Pa= atmosfer basıncı Pe= efektif basınç P= Pe+ Pa‘ dır.

23 Gazlarda Basınç Toriçelli Deneyinin Sonuçları:
Deneyde kullanılan sıvının cinsi, borudaki yükselme miktarını etkiler. Ortamın sıcaklığı borudaki sıvının yüksekliğini etkiler. Sıcak ortamlarda sıvı genleştiği için, h yüksekliği daha fazla çıkar. Deniz seviyesinden yukarılara çıkıldıkça açık hava basıncı azalacağından, borudaki cıva seviyesi düşer Borunun duruşu, biçimi ve kalınlığı h yüksekliğini etkilemez Cıvanın kaptaki hacmi, h yüksekliğini değiştirmez. Küçük basınç değişikliklerinin barometrede hissedilebilmesi için, yoğunluğu civanın yoğunluğundan küçük sıvılar kullanılmalıdır.

24