Inom vetenskapen är tryck ett mått på kraften per ytenhet. SI-enheten för tryck är pascal (Pa), vilket motsvarar N/m2 (newton per kvadratmeter i kvadrat).
Grundexempel
Om du hade 1 newton (1 N) kraft fördelat på 1 kvadratmeter (1 m2), då blir resultatet 1 N/1 m
2 = 1 N/m2 = 1 Pa. Detta förutsätter att kraften är riktad vinkelrätt mot ytan
Om du ökade mängd kraft men applicerade den över samma yta, då skulle trycket öka proportionellt. En kraft på 5 N fördelad över samma 1 kvadratmeter stora yta skulle vara 5 Pa. Men om du också utökade kraften, skulle du upptäcka att tryckökning s i en omvänd proportion till areaökningen.
Om du hade 5 N kraft fördelat på 2 kvadratmeter skulle du få 5 N/2 m2 = 2,5 N/m2 = 2,5 Pa.
Tryckenheter
En bar är en annan metrisk enhet för tryck, även om det inte är SI-enheten. Den definieras som 10 000 Pa. Den skapades 1909 av den brittiske meteorologen William Napier Shaw.
Atmosfärstryck, ofta noterat som pa , är trycket från jordens atmosfär. När du står ute i luften är atmosfärstrycket medelkraften av all luft över och runt dig som trycker in på din kropp.
2
Hur tryck fungerar
Det allmänna begreppet kraft behandlas ofta som om det verkar på ett föremål på ett idealiserat sätt. (Detta är faktiskt vanligt för det mesta inom vetenskapen, och särskilt fysiken, eftersom vi skapar idealiserade modeller för att belysa de fenomen vi sätter särskild uppmärksamhet på och ignorerar så många andra fenomen som vi rimligen kan.) I detta idealiserade tillvägagångssätt, om vi säg att en kraft verkar på ett föremål, vi ritar en pil som anger kraftens riktning och agerar som om kraften utspelar sig vid den punkten.
I verkligheten är det dock aldrig riktigt så enkel. Om du trycker på en spak med handen, fördelas kraften faktiskt över din hand och trycker mot spaken fördelad över det området av spaken. För att göra saker ännu mer komplicerade i den här situationen är kraften nästan säkert inte jämnt fördelad.
Det är här pressen kommer in. Fysiker tillämpar begreppet tryck för att inse att en kraft är fördelad över en yta.
Även om vi kan prata om tryck i en olika sammanhang, en av de tidigaste formerna där begreppet kom i diskussion inom vetenskapen var att överväga och analysera gaser. Långt innan vetenskapen om termodynamiken formaliserades på 1800-talet insåg man att gaser, när de värmdes upp, applicerade en kraft eller tryck på föremålet som innehöll dem. Uppvärmd gas användes för att sväva luftballonger med början i Europa på 1700-talet, och kineserna och andra civilisationer hade gjort liknande upptäckter långt innan dess. På 1800-talet sågs också tillkomsten av ångmaskinen (som avbildas i den tillhörande bilden), som använder trycket som byggs upp i en panna för att generera mekanisk rörelse, som den som behövs för att flytta en flodbåt, tåg eller fabriksvävstol.
Detta tryck fick sin fysiska förklaring med den kinetiska teorin om gaser, där forskare insåg att om en gas innehöll en mängd olika partiklar (molekyler), så kunde det detekterade trycket representeras fysiskt av den genomsnittliga rörelsen hos dessa partiklar. Detta tillvägagångssätt förklarar varför tryck är nära besläktat med begreppen värme och temperatur, som också definieras som rörelse av partiklar med hjälp av kinetisk teori. Ett särskilt fall av intresse inom termodynamik är en isobarisk process, som är en termodynamisk reaktion där trycket förblir konstant.
Redigerad av Anne Marie Helmenstine, Ph.D.
