Công thức tính áp suất chất lỏng chi tiết và ứng dụng áp suất chất lỏng trong đời sống 

Tại sao con người cần mặc đồ bảo hộ chịu áp suất lớn khi lặn xuống đáy biển hoặc tàu ngầm được chế tạo với lớp vỏ làm bằng thép dày và vững chắc để chịu áp suất mạnh? Đáp án nằm ở áp suất của chất lỏng. Vậy công thức tính áp suất chất lỏng là gì và làm thế nào để tính nó? Trong bài viết này, Trung tâm sửa chữa điện lạnh – điện tử Limosa sẽ giải đáp các câu hỏi này một cách ngắn gọn và tổng quan.

1. Áp suất chất lỏng là gì?

Áp suất chất lỏng là gì? Áp suất chất lỏng là áp lực mà chất lỏng tác động lên một đơn vị diện tích tại một điểm bất kỳ trong chất lỏng. Để hiểu đơn giản hơn, bạn có thể nghĩ về áp suất chất lỏng là lực ép mà chất lỏng đó tạo ra, hoạt động vuông góc với bề mặt của chất lỏng bị ép.

Độ mạnh của áp suất phụ thuộc vào lực ép của chất lỏng tại điểm đó. Nếu lực ép của chất lỏng tại điểm đó càng lớn, thì áp suất chất lỏng càng cao; ngược lại, nếu lực ép của chất lỏng tại điểm đó yếu đi, thì áp suất càng thấp. Tuy nhiên, điều này không dễ dàng nhận biết thông qua công thức tính toán áp suất chất lỏng.

Ví dụ về áp suất chất lỏng: Khi bạn sử dụng máy bơm để bơm nước, tăng áp lực của máy bơm sẽ làm cho nước chảy ra với áp lực mạnh hơn. Hơn nữa, trong trường hợp các ống nước đã sử dụng một thời gian, bạn có thể thấy đường kính của chúng tăng lên. Điều này xảy ra do áp lực của nước đã tác động và làm cho ống nước dãn ra.

2. Công thức tính áp suất chất lỏng được quy định như thế nào?

Ta có công thức tính áp suất chất lỏng như sau: p = d.h

Trong đó:

• p là áp suất chất lỏng tại điểm đang được xét (đơn vị đo là Pa – Pascal)
• d là trọng lượng riêng của chất lỏng đang có ống (đơn vị đo là N/m³)
• h là độ sâu tính từ mặt thoáng của chất lỏng tới điểm đang cần tính áp suất (đơn vị đo là m)

Bên cạnh đó, chúng ta thường bắt gặp một đơn vị khác để đo áp suất chất lỏng chính là atm (atmosphere). Khi quy đổi ra đơn vị Pa, thì 1 atm=101325 và Pa=101325 N/m².

Lưu ý: Công thức tính áp suất chất lỏng này cũng tính được áp suất tại một điểm bất kỳ trong lòng chất lỏng, độ cao của chất lỏng khi đó cũng chính là h – độ sâu của điểm đó so với mặt thoáng. Và, trong cùng một chất lỏng nằm ngang, tại các điểm có độ sâu như nhau thì độ lớn áp suất tại các điểm đó là bằng nhau.

3. Các yếu tố ảnh hưởng đến áp suất chất lỏng có thể được mô tả thế nào?

Theo công thức tính áp suất chất lỏng ℎp=d⋅h, ta có thể thấy rằng áp suất chất lỏng chủ yếu phụ thuộc vào hai yếu tố quan trọng: trọng lượng riêng của chất lỏng và độ sâu của điểm cần tính áp suất so với bề mặt tiếp xúc với không khí.

3.1 Trọng lượng riêng của chất lỏng đang xét

Mỗi loại chất lỏng sẽ có trọng lượng riêng riêng biệt, và do đó, áp suất của chúng tại cùng một điểm với cùng một độ sâu sẽ khác nhau. Ví dụ, nước có trọng lượng riêng lớn hơn so với xăng. Dựa vào công thức tính áp suất chất lỏng, ta có thể thấy rằng áp suất (p) và trọng lượng riêng (d) tỷ lệ thuận. Vì vậy, tại cùng một điểm và độ sâu giống nhau, áp suất tại điểm đó trong chất lỏng nước sẽ lớn hơn so với chất lỏng xăng.

Hơn nữa, trọng lượng riêng của chất lỏng còn bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Nếu nhiệt độ tăng lên, trọng lượng riêng cũng tăng, và ngược lại, khi nhiệt độ giảm xuống, trọng lượng riêng sẽ giảm. Có thể thấy rằng yếu tố nhiệt độ cũng có tác động đáng kể đến áp suất chất lỏng thông qua quan hệ bắc cầu.

3.2 Độ sâu của chất lỏng so với mặt thoáng

Dựa vào công thức tính áp suất chất lỏng đã được trình bày, ta nhận thấy rằng độ sâu và áp suất có mối quan hệ thuận tỷ lệ. Tính đến yếu tố này, ta có thể thấy rằng trong cùng một loại chất lỏng, tại các điểm có độ sâu khác nhau, áp suất chất lỏng tại các điểm đó sẽ khác nhau. Trong thực tế, điều này có thể thấy qua ví dụ của đáy đại dương, nơi áp suất tăng lên khi đi xuống sâu hơn. Do đó, con người không thể lặn sâu quá và tại các độ sâu khác nhau, các loài sinh vật biển cũng có sự thích ứng khác nhau.

Áp dụng công thức tính áp suất chất lỏng vào thực tế, ta có thể tính áp suất tại một điểm bất kỳ trong chất lỏng khi biết độ sâu của điểm đó và biết loại chất lỏng cụ thể.

Sau khi đã trình bày một số khái niệm như áp suất chất lỏng là gì và cách tính áp suất chất lỏng, bài viết sẽ tiếp tục đề cập đến một số ứng dụng thực tế liên quan đến áp suất chất lỏng.

4. Ứng dụng áp suất chất lỏng trong đời sống hàng ngày

Công thức tính áp suất chất lỏng được áp dụng rộng rãi trong cuộc sống thông qua các thiết bị phổ biến mà chúng ta thường gặp mà có thể chưa nhận ra. Dưới đây là một số ví dụ về cách áp suất chất lỏng được ứng dụng:

• Máy nén thủy lực: Đây là một công cụ có khả năng nâng các vật nặng như xe hơi hoặc sử dụng để nén các vật liệu khác. Nguyên tắc hoạt động của máy nén thủy lực dựa trên nguyên lý áp suất chất lỏng.
• Đài phun nước: Đài phun nước hoạt động dựa trên nguyên tắc áp suất. Nó sử dụng máy bơm để hút và đẩy nước tới vòi phun, tạo ra các hiệu ứng phun nước theo mong muốn.
• Hệ thống phanh xe: Trong khi đạp phanh, hệ thống phanh xe sử dụng áp suất chất lỏng để tạo lực ma sát và giảm tốc độ của xe. Khi bạn đạp phanh, lực từ bành đạp được truyền đến bầu trợ lực của phanh, sau đó các pít tông chuyển động nén lò xo và dầu trong xi lanh. Áp suất tăng lên và đẩy dầu qua các ống và xi lanh của bánh xe, làm nén pittông và guốc phanh vào má phanh và tạo ra lực ma sát để giảm tốc độ.

Trong bài viết này, Trung tâm sửa chữa điện lạnh – điện tử Limosa đã khái quát về áp suất chất lỏng, công thức tính áp suất chất lỏng và cách áp suất chất lỏng được ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày. Hy vọng rằng nội dung này đã giúp bạn hiểu sâu hơn về áp suất chất lỏng.