¿Cuál es el significado de la presión de un gas

Question

Entiendo el significado de la presión sobre una superficie a ser la fuerza que actúa por unidad de área.

Pero cuando se trata de la comprensión de la presión en el contexto de los fluidos en movimiento o en reposo creo que estoy teniendo algunos problemas para comprender el concepto.

Cuando decimos que la presión de un gas en un recipiente (que puede ser de cualquier blobby forma), es decir 2 Pascales, ¿qué significa esto realmente?

1) Qué significa la presión de gas en ALGUNA pequeña zona considerada sobre la superficie del recipiente == 2 pascales?

2) O Qué significa la presión sobre una delgada pequeña hostia (posible imaginario?) colocar en cualquier lugar dentro del gas == 2 pascales?

Estoy realmente confundido!

Para agregar a mi problema de entender la presión, es una frase de Chorin y Marsden un Mathemtical introducción a la dinámica de fluidos cuando se define un fluido ideal.

*"Nos permite definir un fluido ideal con la siguiente propiedad: Para cualquier movimiento del fluido no es una función p(x,t) llamado la presión de tal forma que si S es una superficie en el líquido con un elegido de la unidad normal n, la fuerza de la tensión ejercida a través de la superficie S por unidad de área en x en S en el tiempo t es p(x,t) n es decir,

de la fuerza a través de S por unidad de área=p(x,T)n"*

Aquí está mi problema: Supongamos que tenemos un fluido ideal y una hora y posición de la variación de la presión de la función que el anterior. Para pequeñas y delgadas obleas coloca en x en el tiempo t, no hay dos iguales y oppsite fuerzas que actúan a través de su superficie, es decir, p(x,t)n y p(x,t)n , ya que la superficie tiene 2 fuerzas en la dirección de los dos normales.

Este razonamiento implica que la fuerza sobre la delgada pequeña hostia es cero. Lo que significa que la fuerza en cualquier punto de la del fluido en cualquier momento es igual a cero. Lo cual es totalmente contrario a la intuición. Por qué habrían de definir un fluido ideal como que?

Answer 1

1) a grandes rasgos la presión de un gas significa que x moléculas de gas golpear la pared con la unidad y la velocidad por unidad de tiempo. Esta forma intuitiva corresponde a la ley de los gases ideales: $$P\ V = N\ k_B\ T$$ Usted puede aumentar la presión mediante la adición de más moléculas de gas o el aumento de la temperatura (energía cinética) de las moléculas de gas. La presión se define como fuerza por unidad de área, por lo que si usted pone una fina oblea en un recipiente con gas que va a experimentar la misma presión en la parte delantera y la parte trasera. No hay ninguna diferencia entre la presión en la oblea o en el interior de las paredes del contenedor.

2) Para el fluido ideal que las cosas son un poco diferentes. Aquí, sin movimiento, la presión es cero. Según su definición $\vec{F} = p\ \vec{n}$ la fuerza siempre sería paralela a la normal de la superficie. Esto no puede ser correcto, ya que claramente la experiencia cuando usted pone la oblea en un ángulo a su movimiento fluido $\vec{x}$. (O, alternativamente, la dirección de la fuerza es independiente del fluido en la dirección del movimiento, lo cual tampoco es cierto.)

Answer 2

La presión es la fuerza externa ejercida sobre un cuerpo por unidad de área y el estrés es la resistencia interna ejercida por un cuerpo por unidad de área.

La presión ejercida por el gas sobre las paredes del cilindro, significa la suma de la fuerza de las moléculas de gas ejercen, por unidad de área, en las paredes; 2 Pascales quiere decir que en cada $1 m^2$ área del cilindro, el gas ejerce una fuerza de 2 Newtons. Ahora bien, si su área varía así será la fuerza ejercida, pero será 2 Pascal siempre.

Answer 3

Creo que la oblea de un experimento de pensamiento, es un poco de auto-derrota, la razón de ser de que la fuerza que existe por igual en ambos lados de la oblea. Tal vez usted va a decir, bueno, eso no es un problema, porque aún hay una apreciable fuerza entre las dos superficies. Pero esa fuerza también existe en los bordes, de modo que podemos cambiar el problema de la definición y medición de la presión en un gas a medir en un sólido. No avanzar para responder a la pregunta.

Mi definición:

Considere la posibilidad de un rígido recipiente que contiene un perfecto vacío en el interior. Este contenedor debe ser colocado en el gas en cuestión, y no debe estar en movimiento con respecto al gas. La presión de gas se define como la fuerza por unidad de área en cualquier superficie plana de este contenedor. En el caso de un ser infinitamente plana del cilindro derecho, esto puede ser medido directamente por la fuerza de compresión entre los dos plana circular lados.

Poco práctico? Sí. Sin embargo, creo que esto responde a la pregunta. Hay un objetivo concepto físico de un perfecto vacío. Sin la introducción de eso, no puede haber ninguna definición de la presión absoluta. De lo contrario, ¿quién dice qué a presión cero es?

Answer 4

La manera más fácil de onu-confundido con respecto a esto es a considerar la noción de impulso de los flujos.

Cuando se tiene una corriente de 5 a, sabes 5 Coulombs fluye a través del alambre a cada segundo. Esto significa que 5 Coulombs fluyen a través de cualquier superficie que cruza el cable, no importa cómo arrugado o deformado, cada segundo. Usted no se confunde en este caso.

Cargo es un escalar conserva la cantidad, por lo que sus flujos son un vector. El impulso es un vector que conserva la cantidad, por lo que su flujo, su corriente es un vector de vectores. Este es el llamado tensor de tensiones. El T_xy el estrés es el flujo de la componente x del momento en la dirección y. Al igual que cualquier corriente, no es pensado como compuesto de una densidad de corriente, el cual integra sobre una superficie para obtener la corriente total.

La presión es simplemente una diagonal tensor de tensiones--- T_xx=T_yy=T_zz = p. El flujo de x con el impulso en la dirección x, el flujo de y el impulso en la dirección y, y el flujo de z con el impulso en la dirección z. Esta es una rotación invariable corriente de impulso, y es la única rotación invariable impulso de flujo posible (porque sólo la diagonal 1,1,1 tensor es de rotación invariable).

Este punto de vista hace que sea muy intuitiva por qué la presión no depende de la crumply superficie, o en cualquier otra cosa. Es como el actual, a excepción de un vector de impulso.