ضغط

أنبوب بيتومقياس ضغط تعتمد عليه الطائرات لقياس السرعة.

أنبوب غاز مضغوط مزود بمؤشر

الضغط (رمزه ض بالعربية، p بالإنجليزية) القوة النوعية المؤثرة عمودياً على مساحة سطح.

والضغط الجوي هووزن عمود الهواء الواقع على مساحة قدرها 1 سنتيمتر مربع في الخلاء. وهويعادل وزن عمود من الزئبق على نفس المساحة ارتفاعه 760 مليمتر.
ويقاس الضغط بوحدة مليمتر زئبق أوباسكال.

تعريف

الضغط هوتأثير يحدث عند تطبيق قوة على سطح، ويرمز للضغط بالرمز p أوض.

الصيغة

رياضياً:

{\displaystyle p={\frac {F {A \ {\mbox{or \ p={\frac {dF {dA

الضغط = القوة العمودية على المساحة (ض = ق / مس)

حيث p: الضغط. وF: القوة العمودية. وA: المساحة.

يعتبر الضغط كمية قياسية وحداتها في النظام الدولي للوحدات هي الباسكال Pa حيث 1 باسكال = 1 نيوتن/ متر²، وفي نظام الوحدات الأمريكي المتخصص وحدة البساي psi حيث 1 بساي = 1 باوند / انش²

يعتبر الضغط من الإحداثيات الأساسية في الديناميكية الحرارية وهومقترن دائماً بالحجم.

يسمى الضغط الحقيقي عند مسقط معطى بالضغط المطلق ويقاس نسبة إلى ضغط التفريغ المطلق (Absolute Vacuum) حيث عندهاقد يكون الضغط المطلق مساوياً للصفر. معظم أجهزة قياس الضغط تقيس فرق الضغط، حيث إنها تعتبر نقطة الصفر هي الضغط الجوي، ولذلك فهي تقيس الفرق بين الضغط المطلق والضغط الجوي المحلي، وهذا الفرق يدعى الضغط المقاس ويسمى الضغط الأقل من الضغط الجوي ضغط التفريغ ويقاس بأجهزة قياس التفريغ، والتي تقيس الفرق بين الضغط الجوي والضغط المطلق.

الضغط المطلق والضغط المقاس والضغط الجوي وضغط التفريغ كلها قيم موجبة وترتبط بالعلاقة:

للضغط أعلى من الضغط الجوي :

${\displaystyle P_{gauge =P_{abs -P_{atm \,$

للضغط أقل من الضغط الجوي:

${\displaystyle P_{vac =P_{atm -P_{abs \,$

الوحدات

عمود الزئبق

في النظام الدولي للوحدات يقاس الضغط بالباسكال Pa، والذي يساوي 1 نيوتن في المتر المربع (N·m⁻² or kg·m⁻¹·s⁻²)، وتم اعتماد اسم باسكال لهذه الوحدة في عام 1971، حيث كان يتم التعبير عن الضغط بـ N/m². أما الوحدات غير المعتمدة في النظام الدولي للوحدات مثل الرطل في الإنش المربع أو(بساي) والبار فتستخدم في نطاق محدود. ويقاس الضغط في نظام cgs (سنتيمتر، جرام،ثانية بالباري (ba) المساوي للداين على الـ سنتيمتر مربع.

الضغط الجوي التقني أواختصاراً جوتقني (بالإنجليزية: technical atmosphere)‏: يرمز له بـ at وهي وحدة غير معتمدة في النظام الدولي للوحدات وتساوي 1 كيلوغرام ثقلي على ال سنتيمتر مربع.

يفضل بعض فهماء الأرصاد استخدام وحدة الهيكتوباسكال (hPa) لقياس الضغط الجوي، والتي تساوي الوحدة القديمة مللي بار (1 مللي بار = 1/1000 بار)، ولكن يغلب استخدام الكيلوباسكال (kPa) (أي 1000 باسكال) في الفروع الأخرى حيث حتى استخدام الهيكتو(1 هيكتو= 100) نادر جداً.

هناك أيضاً وحدة الإنش الزئبقي ما زالت مستخدمة حتى يومنا هذا في الولايات المتحدة الأمريكية.

أما فهماء المحيطات فيستخدمون وحدة ديسيبار (dbar) لقياس الضغط تحت الماء، والسبب يعود إلى حتى زيادة الضغط تحت الماء بقيمة 1 ديسيبار يقابله زيادة في العمق بقيمة 1 متر تقريباً.

الضغط الجوي القياسي (جو) وهوقيمة ثابتة تساوي تقريباً ضغط الهواء في الأرض وفي مستوى سطح البحر، وقيمته تساوي: = 101325 Pa. أو101.325 Kpa أو1013.25 hPa وقد تم استبدال هذه الوحدة بوحدة البار لأسباب عملية بحتة، حيث 1bar = 100000Pa، وكما هوملاحظ فإن الفرق بين الوحدتين لا يتعدى حدود 1% ولا وجود لأي تغييرات إشارة بسبب هذا الفرق بين الوحدتين.

**وحدات الضغط**
	باسكال (Pa)	بار (bar)	ضغط جوي تقني (at)	ضغط جوي (atm)	ميلليمتر زئبق (Torr)	باوند ثقلي في البوصة المربعة (psi)
1 باسكال	≡ 1 نيوتن/م²	10⁻⁵	1.0197×10⁻⁵	9.8692×10⁻⁶	7.5006×10⁻³	145.04×10⁻⁶
1 بار	100,000	≡ 10⁶ داين/سم²	1.0197	0.98692	750.06	14.5037744
1 ضغط جوي تقني	98,066.5	0.980665	≡ 1 كجم ق/سم²	0.96784	735.56	14.223
1 ضغط جوي	101,325	1.01325	1.0332	≡ 1 ضغط جوي	760	14.696
1 ميلليمتر زئبق	133.322	1.3332×10⁻³	1.3595×10⁻³	1.3158×10⁻³	1ميلليمتر زئبق=1Torr	19.337×10⁻³
1 باوند ثقلي في البوصة المربعة	6,894.76	68.948×10⁻³	70.307×10⁻³	68.046×10⁻³	51.715	≡ 1 psi

1 باسكال ≡ 1 نيوتن/م² ≡ 1 جول/م³ ≡ 1 كجم/(م¹·ثانية²)≡ 10⁻⁵بار ≡ 10.197×10⁻⁶ضغط جوي ≡ 9.8692×10⁻⁶ضغط جوي تقني

الأنواع

الضغط الانفجاري

وهوالضغط الناتج من تفجير الغازات أوالأبخرة في فضاء مفتوح أومغلق.

الضغط السلبي

عادة ماقد يكون للضغط قيمة موجبة، ولكن هناك بعض الحالات التي قد نضطر فيها إلى التعبير عن الضغط بقيمة سالبة:

عند التعامل مع الضغط الجوي القياسي، عملى سبيل المثال، عندما تكون قيمة الضغط 80kPa فعندها يمكن القول بأن هذا الضغط قيمته -21 بالنسبة للضغط الجوي القياسي المساوي لـ 101kPa. (بمعنى حتى الضغط الحالي هو21kPa تحت الضغط الجوي القياسي).
عندما تكون القوى الجاذبة (مثل قوى فاندر فالس) بين جزيئات السائل أكبر من القوى الطاردة، في هذه الحالة ستتقارب جزيئات السائل من بعضها البعض، إلى حتى تتساوى القوى الجاذبة مع القوى الطاردة،
يمكن تأثير كازيمير حتى يخلق قوة جاذبة ضعيفة نتيجة للتفاعل مع طاقة الفراغ، وتسمى هذه القوة أحيانا بقوة الفراغ (يجب التمييز بين هذا النوع من الضغط والضغط القياسي السلبي للفراغ).
يمكن حتى نصف الضغط بأنه ضغط سلبي اعتماداً على الاتجاهات المعتمدة على السطح الذي يتعرض للضغط، فالضغط الذي يؤثر باتجاه العمود على السطح يسمى ضغطاً موجباً، والضغط الذي يؤثر باتجاه معاكس للعمود على السطح يسمى ضغطاً سلبياً.
في الثابت الكوني.

ضغط الغاز المثالي

في حالة الغاز المثالي، لا تمتلك الجزيئات حجماً ولا تتفاعل فيما بينها. يتناسب الضغط خطياً مع الحرارة والحجم وعدد المولات وفقاً لقانون الغاز المثالي.

${\displaystyle p={\frac {nRT {V$

حيث:

p : ضغط الغاز.

n : كمية المادة بالمول.

T : درجة الحرارة بالكلفن.

V : الحجم.

R : الثابت العام للغازات.

الضغط في الموائع الساكنة

الضغط في السوائل سببه : وزن السائل ويكون في جميع الاتجاهات أي عمودي على الجسم المغمور فيه وعلى جدران الوعاء .

العوامل المؤثرة على ضغط السائل :

كثافة السائل ( التناسب طردي ) حدثا زادت كثافة السائل زاد الضغط .
عمق النقطة ( التناسب طردي ) حدثا زاد عمق السائل زاد الضغط .

العلاقة الرياضية لحساب ضغط السائل : ض = جـ ( تسارع الجاذبية الأرضية )× ف ( عمق النقطة ) × ث ( كثافة السائل )

ملاحظات

ضغط السائل لا يتعلق بشكل الوعاء .
حدثا زاد عمق السائل، يزداد الضغط .
ضغط الهواء فوق سطح السائل يسمى الضغط الجوي .

الهوامش

^ يجب الانتباه إلى أنه عند استخدام اللغة الإنجليزية للتعبير عن الضغط يجب استخدام الحرف p (الحرف الصغير) وليس الحرف P (الحرف الكبير) الذي يستخدم للتعبير عن القدرة.
^ بالإنجليزية Gauge Pressure وفي بعض الدول gage pressure.