Bunedir.org

Basınç

Katı sıvı ve gazlar ağırlıkları nedeniyle bulundukları yüzeye bir kuvvet uygularlar. Kuvvetin kaynağı ne olursa olsun birim yüzeye dik olarak etki eden kuvvete basınç (P), bütün yüzeye dik olarak etki eden kuvvete de Basınç Kuvveti (F) denir.

Basınç ile basınç kuvveti arasında; P=F/S bağıntısı vardır.

Basınç Çeşitleri (Maddeler üzerindeki etkileri)

Katılarda Basınç

Katı cisimler ağırlıkları nedeniyle bulundukları yüzeye basınç yaparlar. Taban alanı S, ağırlığı G olan katı bir cisim, bulunduğu yüzeye; P=h.d kadar bir basınç uygularlar.

1. Katılarda basınç kuvveti daima katının ağırlığı kadardır. Dolayısıyla katı cismi hangi yüzeyi üzerine koyarsak koyalım basınç kuvveti değişmez.
2. Düzgün katıların (küp, dikdörtgenler prizması, silindir) zemine yaptıkları basınç P=h.d ile de hesaplanabilir. Burada h cismin yüksekliği, d ise özkütlesidir.

3. Katılar uygulanan kuvveti kendi doğrultusunda aynen iletirken, basıncı aynen iletmezler. Katılarda basınç genel olarak yüzeyle ters orantılıdır. Bundan yararlanarak kesici ve delici aletler yapılır.

Birimi N/m2=Pascal, dyn/cm2=Bar

Sıvılarda Basınç


Bir kaptaki sıvı ağırlığı nedeniyle bulunduğu kabın her noktasına basınç uygular.
Sıvı içindeki herhangi bir noktadaki sıvı basıncı;1.Sıvının yoğunluğu ile doğru orantılıdır.
2.Sıvının üst yüzeyine olan uzaklıkla doğru orantılıdır.
3.Sıvının derinliği aynı kalmak şartıyla kabın şekline ve içindeki sıvı miktarına bağlı değildir.

Sıvı basınç kuvveti
(F): Bir sıvının ağırlığı nedeniyle içinde bulunduğu kabın herhangi bir yüzeyinin tamamına uyguladığı dik kuvvete sıvı basınç kuvveti denir. Bu kuvvet;F=h.d.S
H:ilgili yüzeyin orta noktasının sıvının üst yüzeyine uzaklığı
D:sıvının özkütlesi
S:ilgili yüzeyin alanıdır.
Şekildeki gibi bir kap içinde h yüksekliğinde d özkütleli sıvı varsa S1, S2, S3 yüzeylerine etkiyen sıvı basınç kuvvetleri;

F1=h×d×S1
F2=h2×d×S2=h/2×d×S2
F3=h2×d×S3=h/2×d×S3


Pascal Prensibi
Sıvılar basıncı aynen her doğrultuda iletirler. Sadece doğrultu ve yönünü değiştirirler. Bundan yararlanarak su cenderesi, hidrolik fren... gibi sistemler yapılabilir.
Şekildeki su cenderesinde basıncın etki yüzeyi değiştirilerek istenilen büyüklükte basınç elde edilebilir.
Kuvvetinin yaptığı basınç her noktaya aynen iletileceğinden, P1=P2 den F1/S1=F2/S2 olur.

Gazlarda Basınç

Açık hava basıncı (P0): Atmosfer adını verdiğimiz ve kalınlığı kilometreleri bulan hava yerküreyi kuşatmaktadır. Açık hava hem yeryüzüne hem de içerisinde bulunan bütün yüzeylere ağırlığı nedeniyle bir kuvvet uygular. Bu kuvvetin yüzeyin birim alanına düşen kısmına açık hava basıncı yada atmosfer basıncı denir.

Toriçelli deneyi
Toriçelli 80-90cm uzunluğunda bir cam boru alarak tamamen civa ile doldurmuştur. Daha sonra civa dolu cam boruyu ters çevirerek, içerisinde civa bulunan civa kabına koyduktan sonra burudaki civanın bir kısmının civa kabına boşaldığını ve 76cm yüksekliğini alacak şekilde dengede kaldığını gözlemiştir. Civanın tamamen boşalmamasının sebebi, açık hava basıncının borudaki civa basıncını dengelemesidir. Yani borudaki civa(sıvı) basıncı kaptaki civanın üst yüzeyine etkiyen açık hava basıncına eşittir.

Toriçelli bu deneyi değişik kesitteki borularla denemiş ve sonucun değişmediğini gözlemiştir. O halde civa yüksekliği borunun kesitine bağlı değildir. Toriçelli bu deneyi deniz kıyısında ve sıcaklığın 0°C olduğu bir günde yapmıştır.

Civanın özağırlığı 13.6 olduğundan borudaki sıvı basıncı(ki bu basınç açık hava basıncına eşittir);
P0=h×d=1Atm olur.
Açık hava basıncını ölçen aletlere barometre denir. Barometredeki civa seviyesi her 10.5m yüksekliğe çıkıldıkça 1mm düşer. Bundan yararlanarak rakım ölçülür.

Kapalı Kaplardaki Gazların Basıncı : Sıvılar gibi gazlarda içinde bulundukları kabın çeperlerine basınç uygularlar. Bu basınç gaz moleküllerinin hareketinden ileri gelir. Kapalı bir kapta bulunan gaz basıncı;1. Hacimle ters orantılıdır. Sıcaklık sabit kalmak şartıyla hacim azaldıkça basınç artar.

2. Hacim sabit kalmak şartıyla, sıcaklık arttıkça basınç artar.

3. Molekül sayısı ile doğru orantılıdır. Hacim sabit iken molekül sayısı arttıkça basınç artar.


Bu üç Madde ideal gaz denklemi ile ifade edilir

P.V=n.R.T

P:basınç V: hacim
N:molekül sayısı R: genel gaz sabiti
T:sıcaklık(T=273+t°C)



Hava Basıncı Nedir ?

Havanin belirli bir yüzey üzerine yaptiği baski (hava basinci). Havanin bu baskisi Barometre ile ölçülür. Atmosferdeki türlü akintilarin etkisi ile değişiklikler gösterir ve deniz yüzünden yükseldikçe azalir. Basincin az olduğu yerlere Alçak Basınç alani fazla olduğu yerlere Yüksek Basınç alani denir. Basinç üzerinde, ayni zamanda günlük ve yillik değişiklikler de olur. Günlük basinç değişmeleri, toprakta genel olarak sabahlari ve öğleden sonralari alçak basinç; öğleden önce ve akşamin geç saatlerinde yüksek basinç şeklinde olur. Kara ve denizlerin dağiliş şekilleri ile ilgili olarak kişin alçak basinç alanlari denizler üzerinde, yüksek basinç alanlari karalar üzerinde meydana gelir. Yazin ise bunun tersi olur.

Atmosferi oluşturan gazlar, ağırlıkları ile cisimler üzerine bir kuvvet uygular. Bu kuvvete atmosfer basıncı denir. Atmosfer basıncı barometre ile ölçülür ve milibar(mb) birimi ile değerlendirilir. Normal hava basıncı, 45° enleminde, 15°C sıcaklıkta ve deniz yüzeyinde 1cm² ‘lik yüzeye düşen havanın ağırlığıdır. Bu ağırlık 1033 gr’dır ve 1013 mb hava basıncına eşittir.

1013 milibar normal basınç kabul edilir. Bu değerin üzerindekilere yüksek basınç ( Antisiklon ), altındakilere ise, alçak basınç ( Siklon ) denir. Yeryüzünde şimdiye kadar ölçülmüş en yüksek basınç değeri 1079 mb’dır. Ölçülen en düşük basınç ise 886 mb’dır. Hava basıncı ilk kez 1643 yılında İtalyan bilim adamı Torricelli tarafından civalı bir barometre ile ölçülmüştür. Toriçelli, deneyini deniz seviyesinde 15°C’de yapmıştır. Uzunluğu 1 metre olan ucu kapalı 1 cm çapında cam boru tamamen civa doldurularak açık ağzı kapatılmış ve civa kabına daldırdıktan sonra açılmıştır. Boru içerisindeki civa tamamen kaba boşalmayıp 76 cm’de dengede kaldığı gözlenmiştir. Atmosfer basıncı yere ve zamana göre farklılık gösterir.

Atmosfer basıncını etkileyen faktörler şunlardır;

1. Sıcaklık
Hava ısındıkça genleşir ve hafifler. Soğudukça sıkışır ve ağırlaşır. Bu nedenle havanın soğuk olduğu yerlerde basınç yüksek, sıcak olduğu yerlerde düşüktür. Yani sıcaklıkla basınç arasında ters orantı vardır. Bu yüzden ekvatorda alçak basınç alanı, kutuplarda ise yüksek basınç alanı bulunur.

2. Mevsim
Mevsime göre sıcaklık değiştiği için atmosfer basıncı da değişir. Örneğin; Türkiye’de yaz mevsiminde daha çok alçak basınç alanları, kış mevsiminde ise yüksek basınçalanları oluşur.

3. Yükseklik
Yükselti ile basınç arasında ters orantı vardır. Yükseklere çıkıldıkça atmosferin basıncı düşer. Bunun nedeni yükseldikçe atmosferin kalınlığı ile birlikte ağırlığının ve gazlarının yoğunluğunun azalmasıdır.

4. Yerçekimi
Yerçekimi ile basınç arasında doğru orantı vardır. Yerçekimi arttıkça basınç da artış gösterir. Cisimlerin ağırlığı yerçekimine bağlıdır. Yerçekimi dünyanın şeklinde dolayı ekvatorda az, kutuplarda fazladır. Buna bağlı olarak hava basıncı ekvatorda, kutuplara göre daha azdır.

5. Dinamik Etkenler
Hava kütlelerinin alçalarak yığılması veya yükselerek seyrelmesi sonucunda ortaya çıkar. Örneğin troposferin üst kısımlarında ekvatordan kutuplara doğru esen ters alize rüzgarları dünyanın günlük hareketinin etkisiyle 30° enlemleri civarında alçalarak yüksek basınç alanlarını oluştururlar.

Batı ve kutup rüzgarları ise 60° enlemleri civarında karşılaşıp yükselirler ve burada alçak basınç alanalrını oluştururlar. Bu şekilde hava hareketlerine bağlı olarak oluşan basınç merkezlerine dinamik basınç merkezleri denir.

6. Rüzgarlar
Rüzgarlar havanın yoğunluğunu ve sıcaklığını etkileyerek atmosfer basıncını değiştirir.

Basınç Ölçen Aletler
Basıncın Tanımı ve Basınç Ölçme Metotları
Basınç, meteorolojik elemanların en önemlilerinden biridir. Bir yüzeyin birim alanına bu yüzey üzerindeki hava sütununun yapmış olduğu etkiye basınç kuvveti denir.

Basınç (P)= Kuvvet (F) / Yüzey (A)

Atmosferik basıncın ölçülmesinde üç ana metot vardır.

1.Atmosferik sütunun, bir sıvı sütunu ile dengesini kullanmaktır. Sıvı olarak alçak buhar basıncına sahip civa kullanılır. En sıhhatli ölçüm bu metotla yapılır.
2.Bir zarın veya bir metal levhanın bir tarafındaki basınç, diğer taraftakinden farklı ise zarın şekli değişir. Bu metotdan yararlanarak Aneroid (Metal) Barometreler ve barograflar yapılmıştır.
3.Sıvıların kaynama noktaları yüzeyleri üzerindeki basınca bağlıdır. Sıvı üzerindeki buhar basıncı, üzerinde duran atmosferin basıncına eşit olunca buharlaşma başlar. Sıvının kaynama noktası ölçülerek barometrik basınç bulunur. Müfettiş barometresi olarak kullanılan hipsometreler bu metotdan yararlanarak yapılmışlardır.
Civalı barometreye göre basınç ölçümü standarttır. Diğer aletler civalı barometreye göre ayarlanır.

Atmosferik Basınç Birimleri
Basıncın Ölçülmesinde muhtelif birimler kullanılmaktadır. Meteorolojik amaçlarla basınç ölçülmesinde kullanılan eski birim milibardır. Ancak, WMO tarafından 1 milibara eşit olan hektopaskal (hPa), yeni basınç birimi olarak kullanılmaya başlanmıştır. Ayrıca cıvalı barometrelerden bazıları standart şartlar altında «mm» veya «inç» olarak taksimatlandırılmışlardır. Bu standart şartlar altında 760 mm. lik gerçek ıskala yüksekliğine sahip olan civa sütunu 1013,250 hektopaskallık bir basınç meydana getirir.

Kısmi Basınç Nedir ?


Bir gaz karışımında bulunan gazlardan her birinin, bulundukları kaba tek başlarına yaptıkları basınca Kısmi Basınç denir.

Bunedir.Org