Рассмотрим произвольный объём жидкости (рис. 5, а), находящийся в равновесии под действием внешних сил. Рассечём этот объём какой-либо плоскостью и мысленно отбросим часть, находящуюся с одной стороны от этой плоскости. Для сохранения условия равновесия её действие на оставшуюся часть заменим какой-то равнодействующей силой F. Если на секущей плоскости выделить элементарную площадку D w, то на неё будет действовать часть равнодействующей силы D F. При уменьшении площади D w до нуля предел отношения называется гидростатическим давление р в данной точке жидкости.
Рисунок 5
Сжимающее напряжение в покоящейся жидкости называется гидростатическим давлением:
р = (3.1)
или
р = . (3.2)
Гидростатическое давление характеризуется тремя основными свойствами.
1. Гидростатическое давление направлено нормально к поверхности, на которую оно действует и создаёт только сжимающие напряжения.
2. В любой точке жидкости гидростатическое давление одинаково по всем направлениям рx = рy = рz = рn.
|
|
Выражением второго свойства гидростатического давления является закон Паскаля: давление на свободную поверхность (внешнее давление) передаётся во все точки покоящейся жидкости без изменений.
3. Гидростатическое давление в точке зависит только от её положения в пространстве р = f (x, y, z).
Давление является скалярной величиной, а сила давления – вектор.
В единицах SI давление измеряется в паскалях (Па):
1 Па = 1 .
Паскаль связан с другими единицами измерения давления следующими соотношениями:
1 атм. (физическая атмосфера) = 101325 Па = 760 мм рт. ст.;
1 ат (техническая атмосфера) = 1 = 9,81 × 104 Па;
1 бар = 1 × 105 Па;
1 мм вод. ст. = 1 = 9,81 Па;
1 мм рт. ст. = 1 Торр = 133,3224 Па.