Sıvıların Basıncı

SIVI BASINCI

Sıvıların belli bir şekli yoktur. İçinde bulundukları kabın şeklini alırlar. Bundan dolayı sıvılar bulundukları kabın taban ve yan yüzeylerine yani dokundukları her noktaya basınç uygularlar.

Durgun sıvıların basıncı; sıvının öz kütlesine (öz ağırlığına), yer çekim ivmesine ve sıvının derinliğine (açık yüzeye olan uzaklığına) bağlı olup bunlarla doğru orantılıdır.

Sıvı basıncının Formülü
Sıvı basıncı hesaplanırken basıncı hesaplanacak noktanın derinliği (h), sıvının yoğunluğu (dsıvı) ve yer çekimi ivmesi bilinmelidir.
Psıvı = h.d.g

Sıvı basıncı kabın her yönünde etki eder

Yandaki resimde sıvı basıncının her yönde aynı etkiyi gösterdiği anlatılıyor. Resme dikkatli baktığımızda basınç ölçerlerin ucu hangi tarafa çevrilirse çevrilsin göstergelerde okunan değer değişmiyor. Bu da bize sıvı basıncının her yönde eşit büyüklükte olduğunu kanıtlıyor. Burada dikkat etmemiz gereken ölçüm yapılan noktaların derinliklerinin aynı olduğu. Eğer derinlik değişseydi ölçülen basınçlar da değişirdi.

Sıvı Basıncına Derinliğin Etkisi
Sıvının derinliği arttıkça oluşturduğu basınç değeri artar. İçi sıvı dolu bir kabın farklı noktalarını deldiğimizde deliklerden fışkıran sıvıların tazyikleri farklıdır. En alttaki delikten fışkıran suyun tazyiki diğerlerinden daha fazladır. Bu da bize derinlik arttıkça sıvı basıncının arttığını kanıtlar.

Sıvı basıncına yoğunluğun etkisi

Yoğunluk arttıkça sıvı basıncıda aynı oranda artar.

Sıvı basıncı kabın şekline bağlı değildir.
Sıvıların basıncı kabın şekli değişse dahi sabit kalır. Sıvı basıncı formülüne baktığımızda derinlik, özkütle ve yer çekimi ivmesinden başka hiçbir faktör sıvı basıncını etkilememektedir. Yanda görülen resim “birleşik kaplar” olarak adlandırılır. Bu kapta farklı şekil ve kalınlıkta 3 bölüm bulunmaktadır. Bu bölümlerdeki sıvıların hepsinin aynı hizada olması şeklin önemsiz olduğunu kanıtlamaktadır.

Not 1:Bir kap içerisinde birbirine karışmayan sıvılar varsa bu sıvıların kabın tabanında oluşturdukları toplam basınç, her bir sıvının kendi tabanına uyguladığı basınçların toplamına eşittir.
Birbirine karışmayan yani birbiri içerisinde çözünmeyen sıvılardan öz kütlesi büyük olan sıvı daime en altta bulunur.

Pascal Prensibi
Bilim insanı Bleyz Pascal, kapalı bir kapta sıvıya uygulanan basıncın bu sıvının her yönüne uygulandığını söylemiştir. Paskal(pascal) prensibi olarak anılan bu etkiden yararlanarak pek çok makine yapılmıştır. Tulumbalar, Hidrolik frenler, vinçler, itfaiye merdivenleri gibi makineler sıvı basıncıyla çalışmaktadır.

Yandaki resim otomobil Tamirhanelerinde araçları kaldırmak için uygulanan bir yöntemi gösteriyor. Pascal Prensibine göre çalışan bu kaldıraçta küçük pistondan uygulanan kuvvet (Fa) sıvıya iletilmekte, sıvı da bu basıncı doğrudan diğer pistona ileterek arabanın havaya kalkmasını sağlamaktadır.

Pascal Prensibinin günlük hayatta önemli uygulamaları vardır

• Ağır iş makinelerinde tekerlek yerine paletler kullanılarak bu makinelerin yere uyguladıkları basınç azaltılır.
• İlaçlama pompaları
• Su cendereleri
• Hidrolik fren sistemleri
• Bileşik kaplar
• Taşıma ve sıkıştırma sistemleri
• Tulumbalar
• Berber koltukları
• İtfaiye merdivenlerinin alçaltılıp yükseltilmesinde basınçtan yararlanılır.

Sıvıların Basıncına Örnekler

1- Denizlerde, derinlere dalan insanların basıncın artması nedeniyle vurgun yemesi.
2- Denizaltıların ancak belirli bir derinliğe kadar dalabilmesi.
3- Huniye gerilmiş balon, huni sıvıya daldırıldığında, derinlik arttıkça sıvı ağırlığının artması nedeniyle basıncın artması ve balonun artan basınç nedeniyle içe doğru çökmesi ve bu sayede U borusundaki suyu yükseltmesi.
4- Huniye gerilmiş balon, huni suya daldırıldığında daha fazla içeri çökerek U borusundaki su seviyesini daha fazla yükseltmesi, alkole daldırıldığında daha az içeri çökerek U borusundaki su seviyesini daha az yükseltmesi.

GAZ BASINCI

Dünya’nın etrafı atmosfer tabakası ile çevrilidir. Azot, oksijen, az miktarda hidrojen, su buharı, karbon dioksit ve diğer gazlardan oluşan atmosfer, ağırlığından dolayı temas ettiği bütün yüzeylere basınç uygular. Buna, açık hava basıncı ya da atmosfer basıncı denir

Gaz basıncının varlığını kanıtlamak için ters bardak deneyini yapabiliriz. Bu deneyde bir bardak ağzına kadar suyla doldurulur ve bir kâğıt bardağın üzerine kapatılır. Kâğıdı elimizle tutup yavaşça ters çevirdiğimizde suyun dökülmediğini görebiliriz. Kâğıdın düşmesini engelleyen havanın uyguladığı gaz basıncıdır.

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.

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.

Açık hava basıncı üzerinde ilk deneyleri yapan Torricelli (Toriçelli) ‘dir. Toriçelli açık hava basıncını göstermek için 1metre uzunluğunda içi cıva dolu cam bir boru kullanmıştır.
Bu deneyde civa dolu boru içi yine civa dolu kaba ters çevrilip ucu açıldığında, civanın bir kısmı kaba boşalmış ama bir miktarı hala boruda kalmıştır. İşte bu borudaki civa seviyesi milimetreyle ölçülerek açık hava basıncı milimetre/cıva (mm/Hg) cinsinden bulunmuştur. Deniz seviyesinde, 0 santigrat derecede atmosfer basıncı 760 mmHg olarak kabul edilmiştir.Civanın özkütlesi 13.6 g/cm³

Atmosfer basıncının insanlar üzerine etkisi
Atmosferdeki gazlar canlı ve cansız tüm varlılara basınç uygular. İnsan vücuduna da aynı basınç etki etmektedir. Hava her santimetre kareye yaklaşık 10N kuvvet uygular. Bu hesapla ortalama bir insan vücuduna 150.000N kuvvet etki etmektedir. Vücut içi sıvı basıncıyla dengelendiği için 15 at arabası ağırlığındaki bu yükü biz hissedemeyiz.
Uzaya çıkan insanlar bu nedenle basınç dengeleyici elbiseler giymek zorundadır. Çünkü uzayda vücut içi sıvı basıncımızı dengeleyecek bir hava basıncı bulunmamaktadır.

Gaz basıncından yararlanarak çalışan aletler
Günlük hayatta gaz basıncından yararlanarak pek çok alet geliştirilmiştir. Özellikle gazların itici etkisinden yararlanılan aletler yoğun olarak kullanılmaktadır. Deodorantlarda, tıraş köpüklerinde, yangın söndürme tüplerinde, bisiklet pompalarında, mutfak tüplerinde, otomobil hava yastıklarında hep gaz basıncından yararlanılır.
Açık hava basıncı yükseğe çıktıkça azalır, deniz seviyesine inildikçe artar.

Açık hava basıncı nasıl ölçülür? Toriçelli’nin kullandığı can çubukla aynı şekilde çalışan Barometre isimli aletler açık hava basıncını ölçmekte kullanılırlar.
Kapalı kaplardaki gaz basıncı ise Manometre isimli aletlerle ölçülür.

Yükseklere çıkıldıkça hava basıncı düşer.

Hava basıncı sıralaması;

Pm < PL < Pk

Sıvıların belli bir şekli yoktur. İçinde bulundukları kabın şeklini alırlar. Bundan dolayı sıvılar bulundukları kabın taban ve yan yüzeylerine yani dokundukları her noktaya basınç uygularlar.

Durgun sıvıların basıncı; sıvının öz kütlesine (öz ağırlığına), yer çekim ivmesine ve sıvının derinliğine (açık yüzeye olan uzaklığına) bağlı olup bunlarla doğru orantılıdır.

Sıvı basıncının Formülü
Sıvı basıncı hesaplanırken basıncı hesaplanacak noktanın derinliği (h), sıvının yoğunluğu (dsıvı) ve yer çekimi ivmesi bilinmelidir.
Psıvı = h.d.g

Sıvı basıncı kabın her yönünde etki eder

Yandaki resimde sıvı basıncının her yönde aynı etkiyi gösterdiği anlatılıyor. Resme dikkatli baktığımızda basınç ölçerlerin ucu hangi tarafa çevrilirse çevrilsin göstergelerde okunan değer değişmiyor. Bu da bize sıvı basıncının her yönde eşit büyüklükte olduğunu kanıtlıyor. Burada dikkat etmemiz gereken ölçüm yapılan noktaların derinliklerinin aynı olduğu. Eğer derinlik değişseydi ölçülen basınçlar da değişirdi.

Sıvı Basıncına Derinliğin Etkisi
Sıvının derinliği arttıkça oluşturduğu basınç değeri artar. İçi sıvı dolu bir kabın farklı noktalarını deldiğimizde deliklerden fışkıran sıvıların tazyikleri farklıdır. En alttaki delikten fışkıran suyun tazyiki diğerlerinden daha fazladır. Bu da bize derinlik arttıkça sıvı basıncının arttığını kanıtlar.

Sıvı basıncına yoğunluğun etkisi

Yoğunluk arttıkça sıvı basıncıda aynı oranda artar.

Sıvı basıncı kabın şekline bağlı değildir.
Sıvıların basıncı kabın şekli değişse dahi sabit kalır. Sıvı basıncı formülüne baktığımızda derinlik, özkütle ve yer çekimi ivmesinden başka hiçbir faktör sıvı basıncını etkilememektedir. Yanda görülen resim “birleşik kaplar” olarak adlandırılır. Bu kapta farklı şekil ve kalınlıkta 3 bölüm bulunmaktadır. Bu bölümlerdeki sıvıların hepsinin aynı hizada olması şeklin önemsiz olduğunu kanıtlamaktadır.

Not 1:Bir kap içerisinde birbirine karışmayan sıvılar varsa bu sıvıların kabın tabanında oluşturdukları toplam basınç, her bir sıvının kendi tabanına uyguladığı basınçların toplamına eşittir.
Birbirine karışmayan yani birbiri içerisinde çözünmeyen sıvılardan öz kütlesi büyük olan sıvı daime en altta bulunur.

Pascal Prensibi
Bilim insanı Bleyz Pascal, kapalı bir kapta sıvıya uygulanan basıncın bu sıvının her yönüne uygulandığını söylemiştir. Paskal(pascal) prensibi olarak anılan bu etkiden yararlanarak pek çok makine yapılmıştır. Tulumbalar, Hidrolik frenler, vinçler, itfaiye merdivenleri gibi makineler sıvı basıncıyla çalışmaktadır.

Yandaki resim otomobil Tamirhanelerinde araçları kaldırmak için uygulanan bir yöntemi gösteriyor. Pascal Prensibine göre çalışan bu kaldıraçta küçük pistondan uygulanan kuvvet (Fa) sıvıya iletilmekte, sıvı da bu basıncı doğrudan diğer pistona ileterek arabanın havaya kalkmasını sağlamaktadır.

Pascal Prensibinin günlük hayatta önemli uygulamaları vardır

• Ağır iş makinelerinde tekerlek yerine paletler kullanılarak bu makinelerin yere uyguladıkları basınç azaltılır.
• İlaçlama pompaları
• Su cendereleri
• Hidrolik fren sistemleri
• Bileşik kaplar
• Taşıma ve sıkıştırma sistemleri
• Tulumbalar
• Berber koltukları
• İtfaiye merdivenlerinin alçaltılıp yükseltilmesinde basınçtan yararlanılır.

Sıvıların Basıncına Örnekler

1- Denizlerde, derinlere dalan insanların basıncın artması nedeniyle vurgun yemesi.
2- Denizaltıların ancak belirli bir derinliğe kadar dalabilmesi.
3- Huniye gerilmiş balon, huni sıvıya daldırıldığında, derinlik arttıkça sıvı ağırlığının artması nedeniyle basıncın artması ve balonun artan basınç nedeniyle içe doğru çökmesi ve bu sayede U borusundaki suyu yükseltmesi.
4- Huniye gerilmiş balon, huni suya daldırıldığında daha fazla içeri çökerek U borusundaki su seviyesini daha fazla yükseltmesi, alkole daldırıldığında daha az içeri çökerek U borusundaki su seviyesini daha az yükseltmesi.

GAZ BASINCI

Dünya’nın etrafı atmosfer tabakası ile çevrilidir. Azot, oksijen, az miktarda hidrojen, su buharı, karbon dioksit ve diğer gazlardan oluşan atmosfer, ağırlığından dolayı temas ettiği bütün yüzeylere basınç uygular. Buna, açık hava basıncı ya da atmosfer basıncı denir

Gaz basıncının varlığını kanıtlamak için ters bardak deneyini yapabiliriz. Bu deneyde bir bardak ağzına kadar suyla doldurulur ve bir kâğıt bardağın üzerine kapatılır. Kâğıdı elimizle tutup yavaşça ters çevirdiğimizde suyun dökülmediğini görebiliriz. Kâğıdın düşmesini engelleyen havanın uyguladığı gaz basıncıdır.

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.

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.

Açık hava basıncı üzerinde ilk deneyleri yapan Torricelli (Toriçelli) ‘dir. Toriçelli açık hava basıncını göstermek için 1metre uzunluğunda içi cıva dolu cam bir boru kullanmıştır.
Bu deneyde civa dolu boru içi yine civa dolu kaba ters çevrilip ucu açıldığında, civanın bir kısmı kaba boşalmış ama bir miktarı hala boruda kalmıştır. İşte bu borudaki civa seviyesi milimetreyle ölçülerek açık hava basıncı milimetre/cıva (mm/Hg) cinsinden bulunmuştur. Deniz seviyesinde, 0 santigrat derecede atmosfer basıncı 760 mmHg olarak kabul edilmiştir.Civanın özkütlesi 13.6 g/cm³

Atmosfer basıncının insanlar üzerine etkisi
Atmosferdeki gazlar canlı ve cansız tüm varlılara basınç uygular. İnsan vücuduna da aynı basınç etki etmektedir. Hava her santimetre kareye yaklaşık 10N kuvvet uygular. Bu hesapla ortalama bir insan vücuduna 150.000N kuvvet etki etmektedir. Vücut içi sıvı basıncıyla dengelendiği için 15 at arabası ağırlığındaki bu yükü biz hissedemeyiz.
Uzaya çıkan insanlar bu nedenle basınç dengeleyici elbiseler giymek zorundadır. Çünkü uzayda vücut içi sıvı basıncımızı dengeleyecek bir hava basıncı bulunmamaktadır.

Gaz basıncından yararlanarak çalışan aletler
Günlük hayatta gaz basıncından yararlanarak pek çok alet geliştirilmiştir. Özellikle gazların itici etkisinden yararlanılan aletler yoğun olarak kullanılmaktadır. Deodorantlarda, tıraş köpüklerinde, yangın söndürme tüplerinde, bisiklet pompalarında, mutfak tüplerinde, otomobil hava yastıklarında hep gaz basıncından yararlanılır.
Açık hava basıncı yükseğe çıktıkça azalır, deniz seviyesine inildikçe artar.

Açık hava basıncı nasıl ölçülür? Toriçelli’nin kullandığı can çubukla aynı şekilde çalışan Barometre isimli aletler açık hava basıncını ölçmekte kullanılırlar.
Kapalı kaplardaki gaz basıncı ise Manometre isimli aletlerle ölçülür.

Yükseklere çıkıldıkça hava basıncı düşer.

Hava basıncı sıralaması;

Pm < PL < Pk