Basınç - Ansiklopedik Bilgi

  • 0 replies
  • 1952 views

0 Üye ve 2 Ziyaretçi konuyu incelemekte.

*

Çevrimdışı D®agon

  • Her Şey Senin Rızan İçin Allah'ım.
  • *
  • 11539
  • +523/-0
  • Cinsiyet: Bay
    • bilyonmu
Basınç - Ansiklopedik Bilgi
« : 21 Temmuz 2014, 10:14:11 »



Alm. Druck, Fr. Pression, İng. Pressure.
Birim alana dik olarak etki eden kuvvet miktarı.

Bu kuvvet, ağırlık, zorlama veya gaz moleküllerinin (hareketli olmalarından dolayı) yüzeye çarpmaları neticesi meydana gelen darbelerin toplamı olabilir.

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, yüzeye tesir eden toplam kuvvet miktarının yüzey alanına bölünmesiyle bulunur.

(P= F/S)

    P  : Basınç
    F : Kuvvet
    S : Alan

Basıncın ölçüsünü ifade etmek için pekçok birim kullanılır. MKS (metre, kilogram, saniye) birim sisteminde basınç birimi Newton/m2 dir. (Bu da bir pascal’a eşittir.)

Basınca Sebep Olan Kuvvetler
Bir yüzeye uygulanan kuvvetin büyüklüğü gibi, kuvvetin uygulandığı yüzeyin büyüklüğü de önemlidir. Kuvvet, etki ettiği yüzeyde bir basınç oluşturur.
Birim yüzeye etki eden dik kuvvete basınç denir.                               
                                                     
Günlük Yaşamdan Basıç Örnekleri:
Çiviyi tersten tahtaya çakamayız, ama az bir kuvvetle çiviyi sivri tarafından tahtaya çakabiliriz.Karda, kayakla batmadan yürüyebiliriz, ama ayakkabıyla batmadan yürüyemeyiz. Ekmeği keserken ya da meyve soyarken  bıçağın keskin kısmını kullanırız. Aynı kuvveti uygulasak da bıçağın kalın tarafıyla ekmeği kesemez, meyveyi soyamayız. Zeytine kaşık batırmak çok zordur, ama çatalı az bir kuvvet uygulayarak zeytine batırabiliriz.

Bütün cisimler, üzerinde durdukları yüzeye ağırlıklarından  dolayı bir basınç uygular.

Kuvvet, Yüzey ve Basınç İlişkisi
Yüzey ve basınç ters orantılıdır.Kuvvet aynı kalmak şartıyla, yüzey büyürse basınç değeri küçülür.
Taban yüzeyinin büyütülmesi araç ve gereçlerin daha az basınç uygulamasını sağlar.
Bunun günlük hayatta pek çok uygulaması vardır:
Çatalların sivri uçlu tasarlanmıştır.Böylece basınç artar çatallar, yiyeceklere rahatça saplanır.
Ağır iş makinelerinin tekerlek veya paletlerinin geniş olması toprağa batmadan ilerlemelerini sağlar.
Futbol ayakkabısının altında çıkıntılar olması, traktör ve iş makinelerinin tekerleklerinin çıkıntıları basıncı artırarak zemine iyi tutunmalarını sağlar.
         
Çivi, vida, toplu iğne ve raptiyelerin monte edileceği yere daha kolay girebilmesi için ucu ince, başı geniş yüzeylidir.
Toplu iğne parmaklar arasında sıkıştırıldığında iğnenin ucundaki basıncın, baş kısmındaki basınca göre daha büyük olduğu anlaşılabilir.

Traktörler, arka tekerlekleri geniş olduğu için, toprağa batmazlar.
Kayakların geniş yüzeyli olması, kara batmayı önler.

İğne ve raptiyenin başlarının geniş yüzeyli olması elimize batmaları önler.
Kamyonların tekerlek sayısının çok olması basıncı düşürür.
Kamyonun toprağa batmasını önler, hareketi kolaylaştırır.  Trenlerin tekerlek sayısının çok olması basıncı düşürür.
Rayları bozmadan hareket etmeyi sağlar.
Sandalye, koltuk, masa, dolap gibi mobilyaların ayaklarının geniş yüzeyli yapılması basıncı azaltıp halıda iz bırakmayı önler.
Bazı canlılarda da basıncın farklı etkilerini gözlemleyebiliriz;
Fillerin ağırlığı çok büyük olmasına rağmen, ormanda yumuşak zemine batmazlar çünkü ayaklarının taban alanı geniştir.
Aynı şekilde deve, inek, ayı, gergedan gibi hayvanların geniş yüzeyli ayakları bu hayvanların yumuşak toprağa batmasını önler.

Birçok kuşun gagasının sivri uçlu olması uç kısmında basıncın büyümesine sebep olur. Bu da kuşların yiyeceklerinin içini oymalarını kolaylaştırır.. 
Aynı kuvvet için yüzeyin küçültülmesiyle basıncın büyütülmesine çevremizden değişik örnekler verebiliriz;
Tüm delici ve kesici aletlerin sivri uçlu yapılması, örneğin; bıçak, jilet, çivi, iğne ve raptiyenin sivri uçlu olması basıncı büyütmek içindir.
Kuş gagalarının sivri olması havada uçarken havayı yarıcı bir etki yapar.Kuşlardan esinlenerek uçakların burunları da sivri yapılmıştır.

Katılarda Kuvvetin İletilmesi
Katılar, üzerlerine uygulanan kuvveti aynen iletir.
Bir çekiçle çiviye vurulduğunda, çivi başında ve çivi ucunda kuvvet aynı olur. Fakat, çivi ucu çivi başından daha küçük olduğu için uçtaki basınç, baştaki basınçtan daha büyüktür.



Basınç Birimleri
SI (uluslar arası standartlar) birim sisteminde basınç birimi Paskal’dır ve Pa ile gösterilir.
Fizik problemlerinde genellikle basınç birimi olarak, "Pascal (birim)" kullanılır.
Dünyayı saran atmosfer, ağırlığından dolayı yere bir kuvvet uygular.

Atmosferin deniz seviyesinde 1 m2’lik bir yüzeye uyguladığı basınç 101300 Pa’dır. Bu basınç değeri 1 atmosfer olarak kabul edilir ve 1 atm ile gösterilir.
1 atm basınç, deniz seviyesinde 0°C’de bir cam boru içinde 76 cm yüksekliğindeki cıva sütununun yaptığı basınca eşittir.
1 atm = 101 300 Pa. İşlemlerde 1 atm = 100 000 Pa  olarak alınır.
Bilgi:
Meteoroloji raporlarında hava basıncını ifade etmek için bar ve milibar kullanılır.
1 bar = 105 Pa, 1 bar = 1000 mbar
1 atm = 101 300 Pa
101 300 Pa = 1,013 bar = 1013 mbar
1 atm = 1013 mbar
1013 mbar’dan küçük olan basınçlara, alçak basınç denir.
1013 mbar’dan büyük olan basınçlara, yüksek basınç denir.

SIVI BASINCI
Sıvılar, akışkan olduklarından, içinde bulundukları kabın temas ettikleri bütün yüzeylerine basınç uygular.
                                                           
Sıvı basıncı, sıvının derinliği (h) ile doğru orantılıdır.   
Derinlik arttıkça sıvı basıncı da artar. P ~ h
Sıvı basıncı, sıvının öz kütlesi ile doğru orantılıdır.
Yoğunluğu büyük olan sıvının basıncı da büyük olur. P ~ d
Sıvı basıncı, yer çekimi ivmesine (g) bağlıdır. 
Bu bilgilerle sıvı basıncı aşağıdaki formülle bulunur.
Basınç = Derinlik x öz kütle x yer çekimi sabiti
                       
Bunu sembolle gösterirsek,
P = h . d . g olur.
Sıvı basınç birimi Pa’dır.                       
                       
Sıvıların derinliği arttıkça basınç da artacağı için, baraj duvarlarının tabanları üst kısımlarına göre çok kalın yapılır.
Sıvı basıncı kabın genişliğine, kabın şekline ve kaptaki sıvı miktarına bağlı değildir.

Sıvılarda Basınç Kuvveti
Sıvıların içine kondukları kabın yüzeylerine uyguladığı kuvvet, basınç kuvveti olarak adlandırılır.
Basınç= Kuvvet / Yüzey   formülünden
Kuvvet = Basınç x Yüzey elde edilir.
Bunu formülle gösterirsek,
F = P . S olur.
Sıvı basıncı,  P= h . d . g  olduğuna göre basınç kuvveti;  F = P . S
F = h . d . g . S olur.
h= sıvının derinliğini
d=sıvının özkütlesini
g=yer çekimi ivmesini
S=yüzeyin büyüklüğünü 
Sıvılar sıkıştırılamaz kabul edilir, sıvıların akışkanlık özelliği vardır.

Sıvıların basıncı iletmesi
Katılar, üzerlerine uygulanan kuvveti kuvvet doğrultusunda iletir.
Sıvıları katılardan ayıran önemli özelliklerden biri, üzerlerine uygulanan basıncı her yöne iletebilmeleridir.
İçine su doldurulmuş bir balonu  elimizle tutup bir tarafından bastırdığımızda diğer tarafta bir itilme hissederiz. Buda bize kapalı kapta bulunan sıvıların, basıncı kabın içindeki her noktaya ilettiğini gösterir.
Bunu içi su dolu bir pet şişeyi elimizle tutup, üst tarafından sıkıştırdığımızda da gözlemleyebiliriz.

Paskal Prensibi:
Sıvılar üzerlerine uygulanan basıncı her doğrultuda ve eşit büyüklükte iletirler. Suyun bu özelliğini ilk kez Fransız bilgin “Paskal” bulduğu için buna “Paskal Prensibi” denir.
Kapalı bir kaptaki sıvının herhangi bir noktasına uygulanan basınç, kabın iç yüzeyindeki her noktaya sıvı tarafından eşit büyüklükte iletilir.
Pek çok araç ve gerecin çalıştırılmasında sıvıların bu özelliğinden yararlanılır.
Örneğin, hidrolik kaldırma aletleri(liftler), hidrolik fren sistemi, iş makinelerinin yük kaldıran kolları, su cendereleri, krikolar, dişçi koltukları, sıvılı barometre, manometre, U boruları.
Hidrolik fren sisteminin çalışması paskal prensibi ile açıklanabilir. Fren pedalına basıldığında oluşan basınç borudaki sıvı tarafından fren balatalarına eşit büyüklükte iletilir. Fren balatalarındaki piston, balataları bu basınçla sıkıştırarak tekerleğin hareketini yavaşlatır.

Bileşik Kaplar
Kesitleri ve şekilleri farklı kapların tabanlarından bir boru ile birleştirilmesi ile elde edilen kaplara bileşik kaplar denir   

Bileşik kaplar bir sıvı ile doldurulduğunda, kapların şekli nasıl olursa olsun, hepsi de aynı seviyeye kadar sıvı ile dolar.
Bileşik Kaplar ve Kullanım Alanları
Şehirlerde yerleşim yerlerindeki su sistemleri, bileşik kaplar prensibine göre çalışır. Yerleşim yerinin yüksekçe bir yerine konan büyük su deposu, büyük bir basınçla suyu tüketilen yerlere gönderir.Su, büyük su deposuna bir kaynaktan sürekli olarak pompalanır.

U BorusuEn basit bileşik kap U borusudur. U borusu bir cam borunun U şeklinde kıvrılmasıyla elde edilir. Siz de beyaz bir hortum parçasını kıvırarak U borusunu elde edebilirsiniz.

U borusuna konan bir sıvı, her iki kolda aynı yüksekliğe çıkar ve dengeye gelir.U borusu kullanılarak, öz kütlesi bilinen bir sıvının yardımıyla birbiriyle karışmayan başka bir sıvının öz kütlesi bulunabilir.U borusunun kollarından birine öz kütlesi bilinen sıvıdan bir miktar konur. Diğer koluna öz kütlesi bilinmeyen sıvıdan konur. Sıvılar dengeye geldiğinde yükseklikleri ölçülür. Her iki koldaki sıvı sütunlarının yaptığı basınçlar birbirine eşit olacağına göre,     

P1 = P2 yazılabilir.
h1.d1.g=h2.d2.g (g'ler eşit olduğundan)
h1.d1=h1.d2 olarak da düşünülebilir.

Su Cendereleri

Pascal Prensibi’nden yararlanılarak yapılan araçlardan biri de su cendereleridir.Su cenderesi tabanları birleştirilmiş, kesitleri farklı iki silindir ve silindirlerin içinde rahatça hareket eden pistonlardan oluşur.

Küçük pistona bir kuvvet uygulandığında, sıvı üzerinde bir basınç oluşur. Oluşan basınç, sıvı tarafından her yere aynen iletilir.İletilen bu basınç, büyük piston üzerinde büyük bir kuvvet oluşturur. Bu kuvvet piston üzerindeki yükü dengeler.Pistonlar aynı düzeyde olduğuna göre küçük pistondaki basınç (P1), büyük pistondaki basınca (P2) eşittir.

P1 = P2
F1 / S1 = F2 / S2

GAZ BASINCI
1. Kapalı kaptaki bir gazın basıncı, kaptaki molekül sayısı ile doğru orantılıdır. Molekül sayısı arttıkça, gaz basıncı da artar. Molekül sayısının fazla olması çarpışma sayısını arttırır.
Içine hava üflenen balonun şişmesi, topun havabasıldıkça şişmesi; bize gaz basıncının tanecik sayısı ile arttığını gösterir. Şişirme bot, top, bisiklet ve araba tekerleklerinde yüksek basınçlı hava vardır.Bir kaptaki gaz moleküllerinin sayısının azalması, kaptaki basıncı azaltır. Bunu patlayan araba lastiğinde gözlemleyebiliriz.
2. Kapalı kaptaki gaz basıncı, gazın sıcaklığına bağlıdır. Gazın sıcaklığı arttıkça basınç artar. Sıcaklık azaldıkça basınç azalır. Sıcaklık artınca moleküllerin enerjileri artar. Enerjisi artan moleküllerin çarpışma hızı artar. Dolayısıyla gaz basıncı artar. Sıcaklık azalınca moleküllerin enerjisi azalır. Enerjisi azalan moleküllerin çarpışma hızları azalır. Dolayısıyla gaz basıncı düşer.
Bunu, bir balonu cam şişenin ağzına bağlayıp şişeyi sıcak suya koyduğumuzda gözlemleyebiliriz. Cam şişe ısındıkça içindeki hava genleşecek ve balon şişecektir.
Kabın hacmi ve molekül sayısı aynı olduğu halde gaz sıcaklığı arttırılırsa, gazın basıncı artar.
Futbol topu niçin soğukta iner, sıcakta ise şişer?
3. Kapalı kaptaki gaz basıncı hacimle ters orantılıdır. Kabın hacmi arttıkça basınç azalır. Kabın hacmi azaldıkça basınç artar. Kabın hacmi arttıkça moleküllerin arasındaki mesafe büyür, böylece çarpışma sayısı azalır. Çarpışma sayısının azalması basıncı düşürür.
Bunu, içi hava dolu bir pompa ya da şırınganın ağzını parmağımızla kapatıp sıkıştırdığımızda da gözlemleyebiliriz. Sıkışan gazın basıncı artacağı için, pistonu içeri doğru itmek zorlaşacaktır.
 Kapalı kaplardaki gaz basıncını ölçen alete manometre denir.

Gazların Sıkıştırılması ve Bundan Yararlanma
Gazların sıkıştırılabilirlik özelliklerinden pek çok alanda yararlanılır.
Örneğin, bir kapta sıkıştırılan gaz, bir delikten püskürtülürken gazla birlikte sıvı da püskürtülebilir. Bundan yararlanarak böcek ilâcı püskürtme, oto boyama, kireçle boyama makineleri yapılmıştır. Ayrıca, otomobil ve kamyonların fren sistemlerinde, hidrolik kaldırma sistemlerinde basınçlı gazlardan yararlanılır.
Sıkışan bir gazdaki moleküller birbiriyle daha fazla çarpışacağı için gazın sıcaklığı artmaya başlar, etrafa ısı verir. Genleşen gazlar ise çevresinden ısı alır. Gazlar genelde yüksek basınçta sıkıştırıldığında sıvı hâle geçer. Böylece gazları sıvılaştırıp tüplerde depolamak mümkün olur. Hastanelerde kullanılan oksijen tüplerinin içinde sıvılaştırılmış gaz bulunur.
Evlerde kullandığımız tüplerin içinde de sıvılaştırılmış gaz bulunur. Bunlara kısaca LPG tüpleri de denir.

LPG (Sıvı Petrol Gazı)
Buzdolapları, sıkıştırılan gazların genleşirken, çevresinden ısı alması prensibine dayanarak çalışır.Buzdolabı motoru, borularda dolaşan gazı sıkıştırarak genleşme odasına gönderir.Genleşme odası denilen yer, çapı diğerlerine göre daha geniş borulardan oluşan bir kısımdır. Motorun pompaladığı gaz burada anîden genleşir ve etrafında ısı alarak boruları soğutur. Gaz daha sonra tekrar dar borulara geçer ve sıkışır. Sıkıştırılan gaz aldığı ısıyı buzdolabının arkasındaki borulardan geçerken etrafa verir. Bu olay motor pompası yardımıyla sürekli tekrar ettiği için buzdolabının  içinde soğuk bir bölge oluşur.

Açık Hava Basıncının Varlığının Gözlenmesi
Açık hava basıncı günlük yaşamda aşağıdaki olaylarla hissedilir.Ağzına kadar su dolu bir bardak, kâğıtla kapatılıp ters çevrildiğinde kâğıt yere düşmez. Bunun sebebi açık hava basıncının bardak içindeki sıvı basıncını dengelemesidir.
Bir pet şişenin içindeki hava çekilirse, şişenin büzüldüğü görülür. Bunun sebebi plastik şişenin içindeki hava boşalınca iç basınç hava basıncından daha küçük olur ve şişe içe doğru büzülür.
Meyve suyu kamış ile kutudan çekilirken iç basınç düşer ve kutu yüzeyleri açık hava basıncı etkisiyle içeriye doğru büzülür.
Kamışla bir bardaktan meyve suyu çekerken, kamışın içinde hava basıncı düşer. Kamışın alt ucundaki basınç üst ucundakine göre daha yüksek olduğu için sıvı kamışın içinde yukarı doğru hareket eder.Düz yüzeylere yapışan askıların içindeki hava basıncı,dıştaki hava basıncından daha düşük olduğu için askı yapıştırıldığı yüzeyde asılı kalır.
İnsan vücudunda iç basınç (kan basıncı) dış basıncı (atmosfer basıncını) dengeler. Fakat yükseklere çıkıldıkça hava basıncı düşer, bu yüzden bazı insanların burunlarında iç basınç fazla geldiği için kanama olur.
Atmosferi, bir hava denizi olarak düşünürsek, insan bu denizin dibinde duran bir balık gibi düşünülebilir. Hava da su gibi akışkan olduğu için, açık hava basıncı insana her doğrultuda etki eder. 

Açık Hava Basıncının Ölçülmesi
Pcıva = Paçık hava basıncı
(Açık hava basıncını, Po olarak gösterebiliriz.)
  Po = 1 Atm
Cam borunun biraz eğik olması cıvanın seviyesinin düşmesine sebep olmaz.
Ortalama bir insan vücudunun yüz ölçümü 1,5 m2  ise, bir insan vücuduna etki eden havanın ağırlığı,
 F = P . S;
P = 1 atm = 100 000
F = 100 000 x 1,5 m2       F = 150 000 N olur.
Bu değer yaklaşık 15 ton kütlenin ağırlığına eşittir.Yani bir insan, yaklaşık 15 tonluk (15 000 kg) kütleyi her an üzerinde taşıyor gibi düşünebiliriz.

Açık hava basıncı deniz seviyesinden yukarı doğru çıkıldıkça düşer.
Bu düşüş her 10,5 m’de 1 mm - cıva dır. Yükseklerde atmosferin yoğunluğu daha azdır.

Açık hava basıncını ölçmek için kullanılan aletlere barometre denir.

Müslüman astronomi alimlerinin büyüklerinden Ebu Sehl Kuhi (?- 1014), çağdaşlarından olan Ebu İshak es-Sabi ile ilmi mektuplaşmalarında özellikle, “Basınç ve ağırlık merkezlerinin hesaplanması” konusunu ele aldı. Bu mektuplardan biri Ayasofya Kütüphanesi, 4832 numarada kayıtlıdır.

 

Bunlarda İlginizi Çekebilir

  Konu / Başlatan replies Son İleti
0 replies
3109 views
Son İleti 18 Ekim 2011, 19:40:58
Gönderen: busegül
0 replies
2437 views
Son İleti 07 Aralık 2011, 19:53:37
Gönderen: D®agon
0 replies
1881 views
Son İleti 25 Ocak 2013, 15:11:22
Gönderen: busegül
0 replies
1532 views
Son İleti 04 Şubat 2013, 23:17:31
Gönderen: Bilgecan
0 replies
1306 views
Son İleti 30 Mart 2013, 16:07:30
Gönderen: Black_house
0 replies
1609 views
Son İleti 22 Mayıs 2013, 21:24:10
Gönderen: Bilgecan
0 replies
1032 views
Son İleti 12 Kasım 2013, 21:04:34
Gönderen: D®agon
0 replies
1303 views
Son İleti 04 Ocak 2014, 20:36:53
Gönderen: busegül
0 replies
1125 views
Son İleti 09 Haziran 2014, 16:00:14
Gönderen: D®agon
0 replies
3729 views
Son İleti 07 Kasım 2015, 16:45:01
Gönderen: Uyanan Gençlik