Trykkfenomener

Trykkfenomener describe fenomenene knyttet til trykk i væsker, gasser og faste stoffer. Trykk kan være statisk, som oppstår når et system er i hvile, eller dynamisk, knyttet til bevegelse og fart. Variasjoner i trykk påvirkes av høyde over referansenivå, tetthet, temperatur og materialets egenskaper. Forståelsen av trykkfjel blir viktig i naturvitenskap, teknologi og fag som meteorologi, medisin og ingeniørfag.

Hydrostatikk omhandler trykk i væsker i hvile. I en væske øker trykket med dybden etter P = P0 + ρgh, der ρ er tettheten, g gravitasjonen og h dybden. Atmosfært trykk er ofte referansen P0, og forskjellen mellom absolutt trykk og gauge-trykk brukes i målinger og beregninger.

Arkimedes’ prinsipp forklarer oppdrift: et legeme som er delvis eller helt nedsenket i en væske, utsettes for en oppdriftskraft lik vekten av den fortrengte væsken. Dette prinsippet ligger til grunn for flyt, flytting og nedsenkning av objekter.

Bernoullis prinsipp beskriver hvordan trykk og hastighet i en væskestrøm henger sammen langs en strømning. Økt hastighet i en kanal fører til lavere statisk trykk, noe som er sentralt i ventiler, rør og aero- og hydrodynamiske applikasjoner, selv om virkningsområdet er mer komplisert ved virvlingslyd og viskositet.

Gassers lovverk beskriver sammenhengen mellom trykk, volum og temperatur i ideelle gasser. Boyle’s lov (P ∝ 1/V ved konstant T), Charles’ og Amontons’ lover og den generelle idealgassloven PV=nRT er grunnlag for å forstå kompresjon og ekspansjon i alt fra motorer til vær og klima.

Trykk i faste stoffer omfatter belastning, deformasjon og elastisitet. Økte trykk kan føre til faseendringer, endret struktur og høyere smeltepunkt, noe som er relevant for materialvitenskap og geofysiske prosesser under jordas overflate.

Måling av trykk skjer med instrumenter som barometer, manometer og trykksensorer. Anvendelser inkluderer hydraulikk og pneumatikk, lufttrykk i motorer og kabler, medisinsk blodtrykk og værvarsling.

Se også: barometer, manometer, hydraulikk, pneumatikk, Pascals prinsipp.