ความดัน

ความดัน  คือ ขนาดของแรงที่กระทำบนพื้นที่ ความดันจัดเป็นปริมาณสเกลาร์ คำนวณได้จากสูตร

                                              


          ความดันที่เกิดจากน้ำหนักวัตถุ   เช่น  รองเท้าส้นสูงของผู้หญิงทำให้เกิดความดันกดบนพื้นมากกว่ารองเท้าพื้นแบน เพราะน้ำหนักของผู้ที่สวมจะกดลงบนพื้นที่ที่เล็ก ทำให้เกิดความดันที่มากกว่ารองเท้าพื้นแบนซึ่งน้ำหนักจะกระจายไปเป็นที่กว้างกว่า ทำให้มีความดันน้อยกว่า


ข้อสังเกต  ความดันที่เกิดจากแรงกดจะแปรผันตรงกับน้ำหนักวัตถุ แต่จะแปรผกผันกับพื้นที่ที่น้ำหนักกดลงไป

          ความดันของของเหลว     ความดันของเหลวจะขึ้นอยู่กับระดับความลึกและความหนาแน่น เช่น เมื่อผู้ที่ว่ายน้ำดำน้ำลงไปก้นสระน้ำ ความดันก็คือน้ำหนักของน้ำที่อยู่เหนือผู้ดำน้ำทั้งหมด ยิ่งดำลึกเท่าไรก็ยิ่งมีความดันมากเท่านั้น และหากเปลี่ยนจากน้ำกลายเป็นของเหลวที่มีความหนาแน่นมากกว่า เช่น น้ำทะเล ความดันก็จะเพิ่มมากขึ้น

สรุปได้ว่า
1. ของเหลวชนิดเดียวกัน ที่ความลึกเท่ากันจะมีความดันของของเหลวเท่ากัน
2. ความดันของของเหลวขึ้นอยู่กับความลึกและความหนาแน่นของของเหลว โดยมีความสัมพันธ์แบบแปรผันตรง 


การแบ่งประเภทของความดันในของเหลว  แบ่งได้เป็นความดันเกจและความดันสมบูรณ์ของของเหลว

               1. ความดันสมบูรณ์ของของเหลว  ณ   จุดใดๆ   มีค่าเท่ากับผลรวมของความดันอากาศกับความดันเนื่องจากน้ำหนักของของเหลวที่จุดนั้น

         ถ้ากำหนดให้      Pg   =   ความดันเนื่องจากน้ำหนักของของเหลว
                                 Pa   =   ความดันบรรยากาศที่ผิวหน้าของของเหลว (บางครั้งใช้ Po )
                                 P     =   ความดันสมบูรณ์ของของเหลว

                  จะได้ว่า          P  =   Pa +  Pg                  
                   หรือ                P  =   Pa +  ρgh 


               
              2. ความดันเกจ     ( Pg )   หมายถึง   ความดันที่เกิดจากน้ำหนักของของเหลว    หรือหมายถึงความดันที่เป็นผลต่างของความดันสมบูรณ์ของของเหลวที่ตำแหน่งนั้นกับความดันอากาศปกติ

               ถ้ากำหนดให้    Pg  =  ความดันเกจ
                                 
                                        P   =  ความดันสมบูรณ์
                        
                                       Pa  =   ความดันบรรยากาศ  (บางครั้งใช้ Po )
                 
                   จะได้ว่า         Pg  =   ρgh  =   P - Pa


การพิจารณา 2 ตำแหน่งในของเหลวที่มีความดันสัมบูรณ์เท่ากัน
หลักการ   2 จุดใดๆ ในของเหลวชนิดเดียวกัน ที่เชื่อมต่อถึงกันและอยู่ในระดับเดียวกัน สรุปได้ว่า 2 จุดนี้มีความดันสัมบูรณ์เท่ากัน





จากรูป  P0 หมายถึง ความดันบรรยากาศ   ,  P หมายถึง ความดันของก๊าซ

ความกดอากาศความดันอากาศหรือความดันบรรยากาศ  เป็น ความกดดันอยู่จุดใดหนึ่งของชั้นบรรยากาศของโลก โดยทั่วไปความกดอากาศจะประมาณเท่ากับความกดดันที่เกิดขึ้นย้อนน้ำหนักของอากาศอยู่บนจุดนั้น ๆ ซึ่งหมายความว่า จุดที่มีความกดอากาศต่ำจะมีอากาศที่มีมวลสารต่ำกว่าจะอยู่ข้างบนมัน ด้วยเหตุผลแบบเดียวกัน ความกดอากาศจะต่ำลงเมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ความกดอากาศที่ความสูงระดับน้ำทะเล จะเท่ากับ 1 atm (หนึ่งหน่วยบรรยากาศ) หรือ 101.325 kPa (กิโลปาสคาล) หรือ 760 mm Hg (มิลลิเมตรปรอท)  ในการแทนค่าความดันบรรยากาศในสูตรใช้ค่าความดันบรรยากาศที่ระดับน้ำทะเล  Po = 1.01 x 10^5 นิวตันต่อตารางเมตร หรือ ปาสคาล