Presiune hidrostatică

Presiunea hidrostatică este presiunea statică exercitată la un anumit nivel în interiorul unui lichid, determinată de greutatea coloanei de lichid aflată deasupra acestui nivel. Este un parametru de stare al unui sistem termodinamic.

Simbol

Simbolul presiunii hidrostatice este $\scriptstyle p_{h}$ (a nu se confunda cu pH-ul).

Relație de definire

Pentru cazul cel mai general, expresia presiunii hidrostatice ca funcție de poziție se poate exprima prin relația integrală:

$p_{h}(z)={\frac {1}{S}}\int _{z_{0}}^{z_{h}}dz\iint \limits _{S}\,\rho (z)g(z)\,dxdy=\int _{z_{0}}^{z_{h}}\rho (z)g(z)\,dz$

În cazul unei coloane de lichid omogen de înălțime suficient de mică încât variația accelerației gravitaționale cu înălțimea să fie neglijabilă presiunea hidrostatică este:

$p_{h}\,=\,{\frac {G}{S}}\Rightarrow$ $p_{h}\,=\,{\frac {mg}{S}}\Rightarrow$ $p_{h}\,=\,{\frac {\rho Vg}{S}}\Rightarrow$ $p_{h}\,=\,{\frac {\rho Shg}{S}}\Rightarrow$ $p_{h}=\rho gh\,$ Unde:

$\scriptstyle p_{h}$, reprezintă presiunea hidrostatică

$\scriptstyle G$: greutatea coloanei de lichid

$\scriptstyle m$: masa grea a coloanei de lichid

$\scriptstyle S$: secțiunea transversală a coloanei de lichid

$\rho$: densitatea medie a lichidului

$\scriptstyle V$: volumul coloanei de lichid

$\scriptstyle h$: înălțimea (lungimea) coloanei de lichid

$\scriptstyle g$: accelerația gravitațională, exprimată în punctul de calcul al presiunii hidrostatice

Formulă dimensională și unități de măsură

Conform analizei dimensionale, formula dimensională pentru $\scriptstyle p_{h}$ se scrie sub forma:

$[p_{h}]=[\rho gh]=M\cdot L^{-3}\cdot L\cdot T^{-2}\cdot L=M\cdot L^{-1}\cdot T^{-2}$

Unitatea de măsură în SI pentru presiunea hidrostatică este:

${[p_{h}]}_{SI}={\frac {N}{m^{2}}}=Pa\,(Pascal)$

Metode de măsură

• Manometru

Bibliografie

• Doina Turcitu, Manual de fizică de clasa a VIII-a, Editura Radical

Vezi și

• Statica fluidelor
• Presiune metalostatică
• Energie potențială