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压力的基本定义

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17 世纪实验室用压力计测量流体力学中的压力。.

(图片仅供参考)

压力的定义是施加在物体表面的垂直力([latex]F[/latex])与该力分布的单位面积([latex]A[/latex])之比。计算公式为 [latex]p = \frac{F}{A}[/latex]。它是一个标量,即有大小但没有方向。压力的 SI 单位是帕斯卡(Pa),相当于一个 牛顿 每平方米.

压力的概念源于早期对力学和流体的研究。虽然阿基米德等早期思想家了解浮力,但将压力正式量化为单位面积上的力,是在 17 世纪通过埃万杰利斯塔-托里切利和布莱斯-帕斯卡等科学家的工作而具体化的。压力是热力学中的一个基本概念,也是物理学中的一个基本概念。 流体力学. .它是一种密集特性,即不取决于系统的大小。在静态流体中,由于上方流体的重量,压力会随着深度的增加而增加。这就是压力计和气压计的原理。对于气体,压力在微观层面上被理解为分子碰撞容器壁所产生的平均力。这种气体动力学理论将压力的宏观特性与原子和分子的微观行为联系起来。公式 [latex]p = frac{F}{A}[/latex] 是一个宏观定义。对于与表面法线成 [latex]theta[/latex] 角的作用力,公式变为 [latex]p = frac{F costheta}{A}[/latex] 。在连续介质力学中,压力通常表示为应力张量的各向同性部分,它描述了连续材料的内力。这种更先进的观点可用于分析固体和复杂流体流中的压力,因为在这些流体流中,力并不均匀或垂直。从依靠压力差来获得升力的飞机机翼,到能够承受巨大外部压力的深海潜水器,了解压力对于设计至关重要。.

UNESCO Nomenclature: 2209
- 机械

类型

抽象系统

中断

基础

用法

广泛使用

前体

  • 阿基米德浮力原理
  • 伽利略-伽利莱的力学和万有引力研究成果
  • 伊万杰里斯塔-托里拆利发明气压计
  • 艾萨克-牛顿运动定律

应用程序

  • 液压系统
  • 天气预报
  • 材料科学测试
  • 医疗血压测量
  • 气动工具

专利:

NA

潜在创新理念

  • 基于实时生理数据的宇航员自调节压力服
  • 智能轮胎可动态改变压力,以实现最佳抓地力和效率
  • 微流控 devices using precise pressure gradients for cell sorting
  • 检测结构应力的压敏建筑材料
  • 先进的食品保鲜技术,利用高压杀死微生物,无需加热
  • 用于虚拟现实的基于压力的触觉反馈系统
  • 将环境压力波动转化为电能的能量收集装置
  • 根据外部压力改变纹理的自适应伪装材料
  • 压力激活药物输送植入物
  • 超声波 cleaning systems using controlled pressure waves in a liquid medium
Related to: pressure, force, area, pascal, scalar, fluid mechanics, thermodynamics, SI unit, 牛顿, mechanics.

历史背景

压力的基本定义

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(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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