ความดัน (Pressure) คือ แรงที่กระทำตั้งฉากกับพื้นที่
- แรง
ถ้าแรงที่กระทำต่อพื้นที่มาก ความดันมาก
ถ้าแรงที่กระทำต่อพื้นที่น้อย ความดันน้อย - พื้นที่
ถ้าพื้นที่รับแรงมาก ความดันน้อย
ถ้าพื้นที่รับแรงน้อย ความดันมาก
ความดันของของเหลว
- ความดันของของเหลวขึ้นกับความลึกยิ่งลึกมาก ความดันมากดังนั้น ฐานเขื่อนจะต้องมีขนาดใหญ่เพื่อรับแรงดัน
คำถาม
เหตุใดน้ำทีตำแหน่ง A จึงพุ่งออกไปได้ระยะสั้นที่สุด
จากภาพ จะเห็นได้ว่า น้ำจะรักษาระดับเสมอแม้ว่าภาชนะจะมีรูปร่างแตกต่างกัน
นักเรียนคิดว่าถ้าเรานำเครื่องวัดความดันไปวัดที่ตำแหน่ง A, B, C, D ตำแหน่งใดจะมีค่าความดันสูงสุด
เชื่อว่าหลายคนคงจะเลือกตำแหน่ง A เพราะมีปริมาณน้ำมากที่สุด แต่เป็นคำตอบที่ผิด เพราะในความจริงแล้วถ้าอยู่ที่ระดับเดียวกันแล้ว ทุกตำแหน่งจะมีค่าความดันเท่ากัน เพราะค่าความดันไม่ได้ขึ้นกับขนาดของภาชนะแต่ขึ้นกับความสูงของระดับน้ำ ถ้าความสูงเท่ากันค่าความดันก็เท่ากันจากสูตรจะเห็นว่าระดับความสูงของของเหลวมีผลต่อความดัน ยิ่งสูงมากความดันยิ่งมาก - ความดันของของเหลวขึ้นกับความหนาแน่นของของเหลว
ความดันของของเหลวที่มีความหนาแน่นมากจะมีค่ามากกว่าความดันของของเหลวที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า
จากสูตรเดียวกันจะเห็นว่า ความดันขึ้นกับความหนาแน่นของของเหลว ยิ่งความหนาแน่นของของเหลวมาก ความดันยิ่งมาก
ความดันอากาศ (ความดันบรรยากาศ)
อากาศจัดเป็นสสาร คือสิ่งที่มีตัวตน ต้องการที่อยู่ สัมผัสได้ อากาศมีน้ำหนักจึงมีแรงกด และเมื่อแรงกดกระทำตั้งฉากกับพื้นที่ จะเรียกว่า ความดันอากาศ
ระดับความสูงโมเลกุลของอากาศก็ถูกแรงโน้มถ่วงของโลกดึงเข้าสู่ศูนย์กลาง ดังนั้นที่ระดับน้ำทะเลโมเลกุลอากาศจะหนาแน่นกว่าที่บนเขาทำให้ ความดันอากาศที่ระดับน้ำทะเลสูงกว่าที่บนเขา โดยที่ระดับน้ำทะเลจะกำหนดค่าความดันอากาศที่ 760 มิลลิเมตรปรอท(mmHg) หรือเรียกว่า ความดัน 1 บรรยากาศ (ATM) และทุกๆความสูงที่เพิ่มขึ้น 11 เมตร ค่าความดันจะลดลง 1 mmHg
ความสูง แปรผกผัน
ความดันอากาศ
ยิ่งสูง ความดันอากาศยิ่งลด
อุณหภูมิ แปรผกผัน ความดันอากาศ
อุณหภูมิเพิ่ม ความดันอากาศลด
อุณหภูมิลด ความดันอากาศเพิ่มขึ้น
(ใช้อธิบายได้ในระบบเปิด)
อากาศร้อนจะลอยตัวสูงขึ้นเพราะความหนาแน่นน้อยจึงเบากว่าทำให้ลอย ส่วนอากาศที่เย็นความหนาแน่นจะมากกว่า หนักจึงจมลงด้วยความรู้นี้เราสามารถนำไปใช้อธิบายการเกิดลมบก-ลมทะเลได้
- ดินจะดูดความร้อนได้เร็วกว่าน้ำ และดินจะคายความร้อนได้เร็วกว่าน้ำ
- เวลากลางวัน ดวงอาทิตย์ที่แผ่รังสีพลังงานความร้อนดินจะรับความร้อนได้เร็วกว่า อุณหภูมิเหนือดินจึงสูงกว่าเหนือน้ำ อากาศเมื่อได้รับความร้อนก็จะลอยตัวสูงขึ้น อากาศเย็นกว่าจึงเข้ามาแทนที่ เกิดเป็น“ลมทะเล”
- เวลากลางคืน น้ำคายความร้อนได้ช้ากว่าดิน ทำให้อุณหภูมิเหนือน้ำสูงกว่า อากาศเมื่อได้รับความร้อนจึงลอยตัวสูงขึ้น อากาศเย็นจากบกจึงไหลมาแทนที่ เกิดเป็น "ลมบก”
�����ѹ ���¶֧ �ç (force; F) ��� ˹��¾�鹷�� (area; A)
� SI unit �����ѹ��˹��� ��� ��ʤ�� (Pa) ���� ��ǵѹ��͵��ҧ���� (
��ҷ�Һ��������������š�ͧ������ҡ������������ͺ ��������ҡ����������� ���������������չ��˹ѡ���Ѻ��� ���˹ѡ���ͤ����ѹ��衴�Ѻ��Ҩ��ջ���ҳ������� �����Ҫ�觹��˹ѡ�ͧ�ҡ�Ⱦ�鹷�� 1 ���ҧ�����٧���仨ҡ��鹴Թ �о���� ��Ţͧ�ҡ�� ���ջ���ҳ 10000 ���š�����ŧ���1 ���ҧ���ù�� �Ѻ����繹��˹ѡ��������ҡ ���������ö�����������ҧ�� �����ҤԴ ...? �ç���ҡ�����������ʶҹ���������������ء���ҧ���ú�����š������Ѻ�ç�ҡ��Ţͧ�ҡ���蹡ѹ ������Ѻ�ҡ������ᵡ��ҧ�ѹ ��鹡Ѻ�����Ţͧ�ҡ�ȷ���٧���仨ҡ��鹺���dz���� �ա���ҡ����
�ç�ѹ���ͤ����ѹ�ͧ�ҡ�ȷ���зӵ�;�鹼���š���¡��� �����ѹ����ҡ�� (atmospheric pressure)
��������ҡ��Һ�����ѹ�ҡ�ȷ���зӵ����Ң���������š��������� ��������ͧ����㹡���Ѵ?
�繷���Һ�ѹ����Ңͧ���ǡ��դ����ѹ ��觤����ѹ�ͧ�ͧ���Ǣ������Ѻ�Ѩ��� 3 ��С�� ��� �����֡���ͤ����٧ ����˹��蹢ͧ�ͧ���� ����ç�����ǧ�ͧ�š
����;Ԩ�ó��ٻ��ҹ��ҧ
�Ҫ�� ���������� ��èآͧ���Ǫ�Դ˹������դ����֡ ��ҡѺ h ˹��� ��Ф���˹��蹢ͧ�ͧ���Ǫ�Դ��� ��ҡѺ��Ҥ������˹�� (r) ��Ҩ������ �����ѹ����зӵ�ͼ�Ǵ�ҹ��ҧ�ͧ�Ҫ�� ���繴ѧ�����
����� | P | = �����ѹ |
m | = ��Ţͧ�ͧ���� | |
g | = �ç�����ǧ�ͧ�š | |
A | = ��鹷��˹�ҵѴ | |
r | = ����˹��蹢ͧ�ͧ���� | |
h | = �����٧�ͧ�ͧ���� |
��Ҩй���ѡ��ù���Ҥӹdz�Ҥ����ѹ�ͧ�ҡ�������ҧ�� (�Ԩ�ó��ٻ��ҹ��ҧ)
�ҡ�ٻ a ����ͤ�����ʹ��ǻ����Դ����è���û�ͷ�������ʹŧ���ҧ��èػ�ͷ ����� ��ͷ����������Ѻ��ͷ����������ҧ��ͷ �дѺ��ͷ���ʹ���������ҧ��ҡѹ �������������ç�ѹ�ҡ�ȷ���зӵ�ͼ�ǻ�ͷ��������ҹ���ʹ�����м�ǻ�ͷ���ҧ�͡��ʹ����դ����ҡѹ
�Ըա���Ѵ�����ѹ����ҡ�� �Ҩ������������ͧ��ͷ�����¡��� ����������(barometer)����д�ɰ��������������ͧ�á�ͧ�š��ѡ��Ե��ʵ�����Ե��� ���� ���������� 㹻� �.�. 1643 ����ͧ��ͻ�Сͺ������ҧ��������û�ͷ �����ʹ��Ǣ�ҧ㹺�èش��»�ͷ���������Ǥ�����ʹ���ŧ���ҧ��ͷ �ѧ�ٻ��ҹ��ҧ (��ͷ�繸ҵ��ա��Դ˹�觷����ʶҹ��繢ͧ���Ƿ���س�������ͧ �դ���˹�����ҡѺ 13.4 g/ml)
�о���һ�ͷ����繢ͧ���Ǩ��������͡�Ҩҡ��ʹ��Ƿ���������ջ�ͷ����ҳ˹������͡�Ҩҡ��ʹ��� ������Դ�ժ�ͧ��ҧ��������ʹ��Ǵ�ҹ���Դ���� ��ͧ��ҧ�����繪�ͧ��ҧ������٭�ҡ�� (vacuum) ������ҡ��������� �˵ؼŷ���ͷ���ʹ����������͡��������������ç���úҧ���ҧ�ѹ��ͷ���ʹ������ �ç�����ҹ������ç�ѹ�ͧ�ҡ�Ȩҡ��¹͡���ѹ��ͷ��� ����Ҩҡ����ҡ���ͺ����ͧ ��Тͧ���Ƿ���դ����٧�������ç�ѹ�蹡ѹ ������ʹ��ǡ��ѧ�դ����ѹ�ͧ��ͷ����������ʹ��Ǵ��� ����ʴ���� �ç�ѹ�ҡ�ҡ�ȷ��ѹ��ͷ���ʹ��������觾ʹաѺ�ç�ѹ�ͧ��ͷ���ʹ��Ƿ��ѹ��ҹ�ç�ѹ�ҡ�ҡ�� �ç�ѹ���ʹաѹ�Ѻ������дѺ��ͷ���ʹ�����ش������� �����٧�ͧ�ӻ�ͷ���ʹ����Ѵ�繹���������������� �� �����٧�ͧ��ͷ��ҡѺ 29.92 �������� 760 ��������� ��ҡ����¡�����ѹ��ҡѺ 760 mmHg ���㹡�÷��ͧ��ԧ� ���� ��Ҩ���ҹ�����٧�ͧ��ͷ���������㴹�鹢������Ѻ�����ѹ�ͧ�ҡ������ҹ�� ��觨��觼�����дѺ�ͧ������ӻ�ͷ����¹仴���
1. �����ѹ����ҡ�ȷ�����Ҵ�ѷ�ҡѺ�����ѹ����ҡ�ȷ�����Թ�������ҡѹ�������....?
2. �ѡ���¹�Դ��� �������᷹��ͷ㹺��������� �����٧�ͧ�дѺ��Ө��ҡ���������¡��Ҥ����٧�ͧ���������������ͷ �����˵��...?
�ҡ��ѡ������ǡѹ�������ö������ѹ�ͧ�ͧ���Ǻǡ�Ѻ�����ѹ����ҡ�ȹ����Ѵ�����ѹ�����Ҫ�е�ҧ��� ����ͧ��ͷ����㹡���Ѵ�����ѹ������¡��� ���������� (manometer) ����ͧ������ѡɳ���ʹ�ٻ����� �ջ����ͧ��ҹ ���´�ҹ˹������������͡Ѻ������ �����ա��ҹ˹�觶���Դ�����¡��� �ҹ���������Ẻ�����Դ ���һԴ�������¡�������������Ẻ���»Դ �����ͧ��Դ������ʹ�к�èآͧ���ǻ���ҳ˹��(��ǹ�˭��繻�ͷ)
�ٻ � ��� �ٻ � �ʴ�����Ѵ�����ѹ�ͧ��ʪ�Դ˹���������������쪹Դ�����Դ ����Ѵ �дѺ�ӻ�ͷ���ʹ����ͧ��ҧ�դ����٧ᵡ��ҧ�ѹ �ٻ � �����٧�ͧ�ӻ�ͷ���ʹ��ҹ�����Ҫ���٧�����ӻ�ͷ��ҹ�����Դ�ʴ���� �����ѹ����ҡ�ȴѹ��ͷ���ҡ���� �����ա���˹�������Ҫ���դ����ѹ���¡��Ҥ����ѹ����ҡ�� ��ǹ�ٻ � �����٧�ͧ�ӻ�ͷ���ʹ��ҹ�����Ҫ�е�ӡ����ӻ�ͷ���ʹ��ҹ�����Դ ��ǹ���ҡ���������¡���������������� �����ҡѺ����ᵡ��ҧ�ͧ�����٧�ͧ�ӻ�ͷ
(
�óշ������ѹ�ͧ��ʹ��¡��Ҥ����ѹ����ҡ�� �����ٻ
�.���¡����Ҽŵ�ҧ�����٧�ͧ�ӻ�ͷ(
�óշ������ѹ����ҡ���Ҥ����ѹ����ҡ�� �����ٻ �. ����Ҥ���ᵡ��ҧ�ͧ�ӻ�ͷ
(
����� P = �����ѹ�ͧ��ʷ���ͧ����Ѵ
PO = �����ѹ�ҡ��
�ٻ�ʴ����������쪹Դ���»Դ
���͡���ʴ��ŷ������ó�
��سҤ�ԡ������������
�Դ�������ҹ������쪹Դ���»Դ������ö���Ѵ�����ѹ����������ǡѹ
�¤����٧�ͧ�ӻ�ͷ���ᵡ��ҧ�ѹ�ͧ��ͷ���ͧ(