Slėgis

Matuoklis matuojantis padangos slėgį

Slėgis – fizikinis dydis, jėgos veikimas į plotą. Kiekybiškai jis apibūdinamas kaip jėga, statmenai veikianti ploto vienetą:

$p=\frac{F}{S}$

• p – slėgis;
• F – jėga (tiksliau, jėgos projekcija, lygiagreti ploto normalei);
• S – veikimo plotas.

Slėgio matavimo prietaisas vadinamas manometru. Fizikoje slėgis svarbus nagrinėjant procesus dujose, skysčiuose, atmosferos fizikoje (atmosferos slėgis), medicinoje, biologijoje – kraujospūdis.

Dujų slėgis

Slėgį dujose lemia molekulių keitimasis impulsais dėl šiluminio judėjimo: šiuo atveju jėga susidaro dėl molekulių smūgių į indo sieneles. Idealioms dujoms galioja Klapeirono lygtis: $\frac{pV}{T}=const$ Ši lygtis buvo sudaryta sujungus tris izoprocesų dėsnius:

• Boilio-Marioto dėsnis: $pV=const$, kai T=const (izoterminis procesas).
• Šarlio dėsnis: $\frac{p}{T}=const$, kai V=const (izochorinis procesas).
• Gei-Liusako dėsnis: $\frac{V}{T}=const$, kai p=const (izobarinis procesas).

Visi minėti dėsniai galioja, kai dujų kiekis (masė) nekinta.

Bendru atveju galioja Mendelejevo-Klapeirono lygtis: $pV=\frac{m}{M}RT$

Realioms dujoms apytikriai tinka Van der Valso dėsnis: $(p+\frac{a}{V_m^2})(V_m-b)=RT$

Žymėjimas:

• p – slėgis
• V – tūris
• T – absoliutinė temperatūra (Kelvino skalė)
• R – universalioji dujų konstanta = 8,31 $\frac{J}{Kmol}$
• M – molinė masė
• m – masė
• V_m – molinis tūris
• a ir b – konstantos, priklausančios nuo dujų

Hidrostatinis slėgis

Tai yra skysčio stulpelio, kurio aukštis h, slėgis.

$p=\rho gh$

• p – slėgis
• ρ – skysčio ar dujų tankis
• g – laisvojo kritimo pagreitis (9,8 m/s²)

Skysčiams ir dujoms galioja Paskalio dėsnis – „skysčiai ir dujos išorinį slėgį perduoda visomis kryptimis vienodai.“

Matavimo vienetai

SI sistemoje pagrindinis slėgio matavimo vienetas yra paskalis (Pa) – vienas paskalis yra slėgis, kai vieno niutono jėga statmenai veikia į 1 kvadratinio metro plotą:

$1Pa=1\frac{N}{m^2}$

Nesisteminiai vienetai , naudojami slėgiui matuoti:

• Baras (1 bar = 10⁵ Pa)
• Techninė atmosfera – (1 at = 1 kg/cm² = 98 066 Pa)
• Standartinė atmosfera, arba atmosfera – (1 atm = 101 325 Pa) (standartinis atmosferos slėgis)
• Gyvsidabrio stulpelio milimetras arba toras – (1 mm Hg = 133,322 Pa)

Poveikis žmogui

Didžiausią įtaką slėgis daro nardytojams, alpinistams ir pilotams. Pavyzdžiui, esant giliuose vandenyse žmogus negali greitai iškilti į paviršių, dekompresija būna lėta, nes jo kraujyje ištirpęs papildomas azoto kiekis gali užvirti ir iššaukti aeroembolizmą ir kesoninę ligą.