açık hava basıncını niye hissetmeyiz

Açık Hava Basıncının Yaşamımızdaki Etkileri

19/12/2009 ·

Dünya’nın etrafı atmosfer tabakası ile çevrilidir. Azot, oksijen, az miktarda hidrojen, su buharı, karbon dioksit ve diğer gazlardan oluşan atmosfer, ağırlığından dolayı temas ettiği bütün yüzeylere basınç uygular. Buna, açık hava basıncı ya da atmosfer basıncı denir.
     Ağzına kadar su dolu bir bardak, kâğıtla kapatılıp ters çevrildiğinde kâğıt yere düşmez. Bunun sebebi açık hava basıncının bardak içindeki sıvı basıncını dengelemesidir.
     Bir pet şişenin içindeki hava çekilirse, şişenin büzüldüğü görülür. Bunun sebebi plastik şişenin içindeki hava boşalınca iç basınç hava basıncından daha küçük olur ve şişe içe doğru büzülür.
     Meyve suyu kamış ile kutudan çekilirken iç basınç düşer ve kutu yüzeyleri açık hava basıncı etkisiyle içeriye doğru büzülür.
     Kamışla bir bardaktan meyve suyu çekerken, kamışın içinde hava basıncı düşer. Kamışın alt ucundaki basınç üst ucundakine göre daha yüksek olduğu için sıvı kamışın içinde yukarı doğru hareket eder.
     Düz yüzeylere yapışan askıların içindeki hava basıncı, dıştaki hava basıncından daha düşük olduğu için askı yapıştırıldığı yüzeyde asılı kalır.
     İnsan vücudunda iç basınç (kan basıncı) dış basıncı (atmosfer basıncını) dengeler. Fakat yükseklere çıkıldıkça hava basıncı düşer, bu yüzden bazı insanların burunlarında iç basınç fazla geldiği için kanama olur.
     Atmosferi, bir hava denizi olarak düşünürsek, insan bu denizin dibinde duran bir balık gibi düşünülebilir. Hava da su gibi akışkan olduğu için, açık hava basıncı insana her doğrultuda etki eder.
     Hava her 1cm ye 10N luk kuvvet uygular. Ortalama bir insan vücudunun yüz ölçümü 1,5 m² ise, bir insan vücuduna etki eden havanın ağırlığı F = 100 000 x 1,5 m² F = 150 000 N olur. Bu basınç VÜCUT içi SIVI BASINCI ile dengelenir ve hissedilmez.
     Açık hava basıncının değeri yeryüzüne yakın yerlerde en büyüktür. Yükseklere çıkıldıkça, hava molekülleri azalacağı için açık hava basıncının değeri azalır.

basıncın sebebi kuvvettir

Basınca Kuvvet Neden Olur

19/12/2009 ·

Bütün maddeler ağırlıkları nedeniyle bulundukları yüzeye bir kuvvet uygularlar. Kar üzerine duran bir insan basınç uygular. Eğer bu kişi bir ayağını kaldırıp durursa ağırlığı değişmediği halde batma oranı artar. Öyleyse basınç kuvvete ve yüzeye bağlı olarak değişir. Ağırlıkları aynı olan bir leylek ve bir ördeğin bataklıkta yürürken batma oranları değişik olur. Ördek daha az leylek daha çok batacaktır. Bunun sebebi ördeğin yere değen ayak yüzeyinin leyleğinkinden daha büyük olmasıdır. Birim yüzeye dik olarak etki eden kuvvete basınç adı verilir. Bir toplu iğneyi iki parmağımız arasına alıp bastırırsak sivri uçlu kısım parmağımıza batar. Bunun sebebi sivri ucun yüzeyinin baş kısmından küçük olmasıdır.
Basıncın cisimler üzerindeki etkisi kuvvetin etkisiyle aynıdır. Cisimlerin hareketinin ve şekillerinin değişmesine neden olur. Ayrıca ağır araçları kaldırmada kullanılan kriko ve lift gibi düzenekler basınçtan yararlanarak yapılmıştır. Örneğin havası boşaltılmış bir teneke kutu havanın dış basıncı karşısında içe doğru çökerek biçim değişikliğine uğrar.
Cisimlerin ağırlıkları artarsa yüzeye uyguladıkları basınçta artar. Basınç cisme uygulanan kuvvetle doğru orantılıdır. Yine değme yüzeyi küçüldükçe basınç artar yüzey büyüdükçe azalır. Yumuşak karda normal ayakkabı giyerek yürümeye çalışan bir yürürken zorlanır. Çünkü ayakkabının kar yüzeyine değen bölümü küçük olduğundan basınç büyük olur. Bu insan kara batarak yürümeye çalışır. Ancak geniş tabanlı bir ayakkabı giyilirse vücut ağırlığının etkisi büyük bir alana yayılacağından basınç etkisi azalır. Böylece kara batmadan yürünebilir. Yüzey küçülürse basınç artar. Yüzey büyüdükçe basınç azalır.

**Belirli bir ağırlığa sahip cismin temas yüzeyi küçüldükçe basınç artar. Cisimlerin uyguladıkları basınç,cismin yüzeyi ile ters orantılıdır.

P₂ > P₁ dir. Çünkü P₂ de birim alana düşen kuvvet P₂ den büyüktür. Cismin ağırlığı değişmemiştir. Yanlız yere deyme yüzey alanı azalmıştır.

**Cisimlerin ağırlıkları artarsa temas ettikleri yüzeye uyguladıkları basınçta artar. Basınç, cisme uygulanan kuvvetle doğru orantılıdır.
 

P₂ > P₁ dir. Çünkü P₂ de birim alana düşen kuvvet P₂ den büyüktür. Cismin yere deyme yüzey alanı değişmemiştir. Yanlız ağırlığı artmıştır.

Basınç P, kuvvet F ve değme yüzeyi A ile gösterilir. Buna göre basınç formülü;
 

 Bu formülde kuvveti bulmak için F = P . A bağıntısı kullanılır.

Küçük bir kuvvetin etkisiyle büyük basınç elde etmek, pek çok alanda işimizi kolaylaştırır: iğne ile dikiş dikme, bıçak ile meyve kesme, balta ile odun yarma ... gibi.

BASINÇ BİRİMLERİ
1 m2 lik yüzeye dik olarak etkiyen 1 N’luk kuvvetin oluşturduğu basınca 1 Pa denir 1 Pascal= 1 (nt/m2)
 

 SI birimler sisteminde

F = Newton,
A = m2 alınırsa
P = 1 N / 1 m2 = 1 Pa ( Pascal ) olur.

ÖNEMLİ EŞİTLİKLER
1 Pascal= 10 bari 1 Bar= 1.000.000 Bari
1 Milibar= 1000 Bar 1 Pascal=0.00005 bar 1 Bar= 1000 Milibar
1 Atmosfer=1000.000 pascal 1 Atmosfer=1.013 Bar 1 Bar= 100.000 Pascal

Havanında bir ağırlığı vardır. Hava dünya üzerinde her şeye basınç uygular. Deniz seviyesinde 1 m²’lik yüzeye 101 300 N’luk bir kuvvet uygulayan basınca 1 atm(atmosfer) denir.
1cm²lik bir yüzeye 1 dyn’lik bir kuvvetin yaptığı basınca 1 dyn/cm2 ya da 1 bari denir.
Meteorolojide bar ve milibar kullanılır. Yaklaşık 76 cm – civanın tabana yapmış olduğu basınca 1 bar denir.
1 atm = 1 bar = 1013 milibar’dır. = 105pa = 76 cm-civa

Sıvı Basınç Nelere Bağlıdır?

Bildiğimiz gibi sıvılar da yer çekiminin etkisi altındadır. Katlılardan farklı olarak sıvılar akışkandır. Bu yüzden sıvılar,  içine konuldukları kabın yalnız tabanına değil temas ettikleri bütün yüzeylerine kuvvet uygular.

Sıvı içerisindeki bir cisim Üzerinde, onun yukarısında kalan Sıvı sütunun ağırlığından dolayı bir basınç oluşur. Bu yüzden huniye gerilmiş balon, derinlere daldırıldıkça daha çok Sıvı ağırlığının etkisinde kalır. Esnek balona etki eden kuvvetin adım adim artması bu yüzeyde giderek artan bir  . basınç oluşturur. Balon, artan basıncın etkisiyle daha çok içe doğru çöker. ve u borusunun karşı kolundaki su seviyesinin giderek yükselmesine sebep olur.Sıvı basıncının derinlikle artması, Sıvı içerisine bırakılan bir cismin alt yüzündeki basınçın daha büyük olmasana  sebep olur. Buna bağlı olarak Sıvı içerisindeki bir cisme etki eden kaldırma kuvvetinin, cismin tabanıyla tavanı arasındaki basınç farkından kaynaklandığını söyleyebiliriz. Huni, değişik sıvılarda aynı derinliğe daldırıldığı halde u borusunun bir kolundaki su seviyesi aynı miktarda yükselmez.

 Su etil alkolden yoğun olduğundan etil alkole göre daha büyük basınç oluşturur. Bu yüzden huni  üzerindeki balon daha fazla içe doğru çöker ve u borusunun bir kolundaki su seviyesi daha çok yükselir. u borusunun karşı kolundaki bu yükselmede huninin daldırıldığı kabın 1 L'lik veya 2 L'lik olması etkili değildir. Buna göre Sıvı basınçlın, Sıvının hacmine, konulduğu kabın genişliğine ve şekline bağıl olmadığı; Sıvı derinliğine ve Sıvı yoğunluğuna bağlı olduğu görülür.

Yukarıdaki şekillerde sıvı basıncı yükseklik ilişkisi net olarak görülebilir. Uygulanan sıvı basıncı , deliklerden çıkan suların uzağa gidiş mesafeleri ile doğru orantılıdır. 1. Delikten A mesafesine düşerken 3. Delikten C mesafesine düşer. Buna göre en fazla basınç en aşağıdaki 3. delikdedir. 3. delik aynı zamanda sıvı yüzeyine en uzak veya en derindeki delikdir.

Yukarıdaki basıncın sıvı akışı üzerine etkisini gözlemleyebileceğiniz bir etkinliği yaparak arkadaşlarınızı şaşırtabilir. Sistemin çalışmasını beraberce tartışabilirsiniz.

Maddenin tanecikli yapıda olduğunu biliyoruz. Bu tanecikler, gazlarda sıvılara göre daha seyrek ve hareketlidir. Enjektör içerisindeki gaz molekülleri, her doğrultuda olan hareketleri sırasında birbirine ve enjektör çeperlerine itme uygular. Başlangıçta enjektör içerisinde büyük hacme yayılmış olan hava, pistonunun ileri doğru hareketiyle çıkış deliğinin kapalı olmasından dolayı daha küçük hacme toplanır. Bu sırada enjektör içerisine ve pistona daha çok molekül çarparak daha büyük itme oluşturur. Oluşan itme enjektör içerisindeki basıncı artmış olur.
Aynı durumu enjektöre su koyduğumuzda gözleyemeyiz. Çünkü uygulanan basıncın etkisiyle sıvıların hacimlerinde gözle görülebilir düzeyde bir değişme olmaz. Bu yüzden sıvılar "sıkıştırılamaz" kabul edilir.

Sıvı Basıncı her tarafa eşit olarak iletir.

İçi suyla dolu balona üzerindeki herhangi bir noktadan basınç uygulandığında balondaki su. balon üzerindeki bütün deliklerden aynı hızla akar. Yandaki kavanoz resimlerinden de anlaşılacağı gibi sıvıya bir noktadan uygulanan basınç, sıvı ile temasta olan her
noktaya sadece kuvvet doğrultusunda değil bütün doğrultularda aynen iletilir. Bu gerçek Fransız bilim insanı Rlaise Pascal {Rleyz Paskal) tarafından şöyle ifade edilmiştir: "Kapalı bir kaptaki sıvıya uygulanan basınç, bu sıvının her noktasına ve kabın iç yüzeyinin her noktasına aynen iletilir."
Sıvıların basıncı iletme özelliğinden günlük hayatın birçok alanında yararlanmaktayız.

Bazı yerleşim birimlerindeki evlere verilen su genellikle yüksek bir yere yapılmış depolardan büyük bir basınçla aktarılır. Bu sistem bileşik kap örneğidir.

Kompresörün uyguladığı basınç kapalı kaptaki sıvının her noktasına ve sıvı ile temasta olan her yere aynen iletilir Bu yüzden yük silindirinde otomobilleri kaldıracak kadar kuvvet oluşur.

Bunların dışında taşıma ve sıkıştırma sistemleri, tulumbalar, hidrolik fren sistemleri, berber koltukları, vinçler ve lunaparktaki atlıkarınca gibi birçok araç Pascal Prensibi'ne göre çalışır.

Gazların Basıncı
 

Hava  hem yerküreye hem de kendi içindeki bütün cisimlere, moleküllerinin ağırlığı ve hareketi nedeniyle bir kuvvet uygular. Bu kuvvetin birim yüzey alanına düşen payına "açık hava basıncı" veya "atmosfer basıncı" denir.
Hava her cm²'ye yaklaşık 10 N'luk kuvvet uygular. İnsan vücudunun ortalama yüzey alanı 1,5 m₂=15000 cm² olarak kabul edilirse bir kişi üzerine, toplam 150.000 N'luk kuvvet etki eder. Yaklaşık 15 adet binek arabasının ağırlığına eşit olan bu etkinin oluşturduğu basınç vücut içi sıvı basıncı tarafından dengelenir ve bu yüzden hissedilmez.

1664 yılında, hava basıncının etkisini göstermek amacıyla Otto Von Guerrike (Otto Fon Gürrik) tarafından, Magdeburg Yarım Küreleri olarak anılan bir deney yapılır. Metal olan iki büyük yarım küre birleştirilip içindeki hava boşaltılır. Daha sonra, oluşan vakum küreye çok sayıda at koşularak yarım küreler birbirinden ayrılmaya çalışılır ama küreler birbirinden ayrılmaz, işte bunu sağlayan etki, kürenin dışındaki hava basıncıdır.

Yukarıdaki etkinlikte yanan mum, cam kase içindeki oksijeni azaltmıştır. Cam kavanoz içindeki dış basıncı dengeleyen gaz miktarı azaldığı için toplam  gazın hacmini azaltarak tekrar dış basınç seviyesine çıkması gerekir. Bu sebeple su kavanozun içine girer iç basınç dış basınç ile eşit hale gelir.

Kapalı bir kaptaki gazın basıncı, kabın içerisindeki her noktada aynıdır. Bunu şişirilen bir topun her tarafının aynı anda hareketlenmesinden veya şişirilmiş bir bisiklet tekerleğinin düzgün görünmesinden anlayabiliriz. Tekerleği şişirmek için bir bisiklet pompasının pistonu itildiğinde pompa silindiri içerisinde oluşan yüksek basınçlı hava, hortum yoluyla bisiklet tekerleğine aynen iletilir. Tekerleğin pompalama sonucunda bir süre sonra şişmesi tekerlek içerisindeki basıncın açık hava basıncından büyük olmasındandır.

Torricelli (Toriçelli) adlı bilim insanı açık hava basıncını araştırırken deniz seviyesinde, 0 °C'ta, yaklaşık 1 m uzunluğunda ve bir ucu kapalı olan cam boruyu tamamen cıva ile doldurur. Borunun açık ağzını parmağı ile kapatarak cıva çanağına ters daldırır ve parmağını çeker. Borudaki cıvanın bir kısmının çanağa boşaldığını ve bir süre sonra cıva seviyesinin 76 cm'de dengede kaldığını gözler. Bu çalışma sonucunda deniz seviyesinde 0 °C'taki açık hava basıncının 76 cm cıva basıncı olduğunu ifade eder. Aynı deneyin değişik kesitteki borularla veya bu boruların değişik açılarla yerleştirilerek yapılması durumunda da borudaki ova seviyesinin yine 76 cm olduğu gözlenir.
Torricelli'nin açık hava basıncını ölçmek için yaptığı bu düzenek basit ama hassas bir barometredir.
 

Cıvanın sudan 13,6 kat daha yoğun olduğunu göz önüne alırsak Toriçelli  deneyinin su ile yapılması durumunda kullanacağımız borunun  10,5 metre olması gerekirdi.

Kapalı bir kaptaki basıncı ölçmek için ise manometre adı verilen aletler kullanılır. Aşağıda otomobil lastiklerinin basıncını ölçmede kullanılan bir manometre ve bu manometrenin iç yapısı görülmektedir.

Deniz seviyesinden yükseklere çıkıldıkça havanın yoğunluğu azalır. Bu yüzden hava basına yavaş yavaş düşen Buna karşılık suyun yoğunluğu, havanın yoğunluğundan yaklaşık 1000 kat büyük olduğu için denizin derinliklerine inildikçe su basıncı hızlı bir şekilde artar.

Gazların basıncından birçok alanda yararlanırız.
• Gazlar yüksek basınca dayanıklı çelik kaplar içerisinde sıvılaştırılmış olarak depolanır. İhtiyaç duyulduğunda bu kapların vanaları açılır. Yüksek basınçtan kurtulan sıvı, gaz hâline geçer. Hastanelerde kullanılan oksijen tüpleri, evlerimizde kullandığımız LPG ve yangın söndürme tüpleri buna örnektir,
• Pipetle bir şeyler içerken açık hava basıncından yararlanırız. Pipetin içerisindeki havayı ciğerlerimize çekerken pipet içindeki basınç azalmış olur. içtiğimiz sıvıya etki eden açık hava basıncı sıvının yükselmesini sağlar.
• Elektrikli süpürgenin içindeki hava süpürge motoruyla emilir ve düşük basınçlı bir ortam oluşturulur. Toz ve kir bu düşük basınçlı bölgeye kayar. Süpürgenin torbası tozu durdururken havanın geçmesine izin verir.

B A S I N Ç

Bir kumsalda yada karda sivri topuklu ayakkabı ile yürümek neden zordur ? Çivi ve rabdiyelerin başının geniş yapılmasının nedenini hiç düşündünüz mü?
Yeryüzünde bulunan bütün maddeler ağırlıkları nedeniyle bulundukları yüzeye bir kuvvet uygular.Bir otomobil yere değen dört tekerleğinin
kapladığı yüzeye,ağırlığı sebebiyle bir kuvvet uygular. Bu kuvvet dört tekerlek arasında eşit olarak paylaşılır. Birim alana( yüzeye ) dik olarak etki eden kuvvete BASINÇ denir,tüm yüzeye etki eden kuvvete ise BASINÇ KUVVETİ denir.
Basınç,cisimler üzerinde,kuvvetin yaptığı bütün hareketleri etkileri (parçalama,sıkıştırma,itme,çarpma,esneme,yarılma gibi)gösterir. Yani basınç,
cisimlerin hareket etmesini ,şekil ve biçim değiştirmesini sağlar.

Örneğin;bir yelkenli,rüzgarın esmesiyle hareket eder. Balta ve kama ile odun kolayca yarılabilir .Taş,üzerinde bulunduğu toprağa , Tahta kutu üstüne bırakıldığı yastığa, Deniz hem çevresindeki karalara, hemde içindeki bütün cisimlere,Atmosfer dünyaya ve dünya üzerindeki her şeye bir kuvvet uygular.


Bunların hepsi birer basınca örnektir. Bu şekillerde de görüldüğü gibi taşla toprağa,baltala oduna,elimizle rabdiyeye,her birisine teker teker kuvvet uygularız. Sanayide kullanılan presler basınçla çalışır. Mobilya parçalarının bağlantı yerlerinin tutturulmasında, kömür tozlarının blok haline getirilmesinde basınçtan yararlanılmaktadır.


Pamuk ,saman,kağıt ve ot gibi maddelerin hacimlerinin küçültülerek Balya haline getirilmesinde basınçtan yararlanılır. Ayrıca otobüs, kamyon, gibi
Araçları kaldırmak için kullanılan sistemler( kriko,fork- lift gibi) basınç ile çalışır. Kompresörler,tulumbalar,hidrolik fren sistemleri basıncın etkilerinden
Yararlanılarak yapılır.

BASINÇ BİRİMLERİ VE BASINÇ


Basınç birimlerini örnek vererek açıklayalım. Kum üzerine dikine koyulan tuğlanın, yatık şekilde koyduğumuz tuğladan daha derin iz bıraktığını anlayabiliriz. Tuğla sayısı arttıkça ,tuğlanın kum üzerine bıraktığı izin daha derin olduğunu anlayabiliriz. Bu durum,bizi şu sonuca götürür; Kuvvet sabit iken basınç ile yüzey arasında ters orantılı bir ilişki vardır. Yüzey sabit tutulup kuvvet artırıldığında yüzeye yapılan basınçta artar.
Bir cisim üzerine uygulanan kuvvet arttıkça ,basınçta artar. Yani basınç, kuvvet ile doğru orantılıdır. Buna karşın uygulama alanı büyüdükçe basınç azaldığına göre, basınç uygulama alanı( YÜZEY) ile ters orantılıdır.
BASINÇ ,birim yüzeye etki eden kuvvettir. Basınç P ,alan (yüzey) A , kuvvet
F ile gösterilirse;
Basınç=Kuvvet/Alan P=F/A olur.





Basınç birimi kuvvet ve yüzey birimine bağlıdır. SI birim sistemine göre kuvvet birimi Newton (N) ,yüzey birimi metrekare (m2) olarak alınırsa
,basınç birimi N / m2 olur.
1 m2’lik yüzeye dik olarak etki eden bir newtonluk kuvvetin yaptı-ğı basınca bir PASCAL denir. Pascal, Pa ile gösterilir.
1N /1m2 =1Pa ‘dır.
Günlük yaşantımızda sıkça kullanılan basınç birimlerinden biride atmosferdir.
Havanın bir ağırlığı vardır. Hava, ağırlığından dolayı Dünya üzerinde bulunan her şeye bir basınç uygular. Uygulanan bu basınca atmosfer basıncı denir . Atmosfer basıncı deniz seviyesinden olan yüksekliğe ,sıcaklığa ve hava akımlarına göre değişebilir.
Deniz seciyesinde 1m2’lik yüzeye 101300 N’luk bir kuvvet uygulayan basınca 1 atmosfer denir. Kısaca atm. İle gösterilir.
1atm=101300N / m2 yaklaşık 100000 N/m2’dir. Öyleyse;
1atm yaklaşık 105 N/m2 =105 Pa’dır.
1 Pa yaklaşık 0.00001 atm=10 –5atm yazılabilir.
1cm2’lik bir yüzey üzerine 1dyn’lik bir kuvvetin yaptığı basınca ,
1dyn/cm2 yada kısaca 1bari denir. Bilim alanında kullanılan basınç birimi,BARİ’dir.
Bari ,küçük birim olduğundan, bunun yerine meteorolojide, hava raporlarını açıklamak için bar ve milibar birimleri kullanılır. Yaklaşık 76cmHg’nin
tabanına yaptığı basınca 1 bar denir.
1 atm=760 mmHG = 1 Bar = 105 Pa
1kpa =1000 Pa
1 bar =1013 milibar yakl. 1000 milibar.

1- KATILARIN BASINCI

Katı cisimler ağırlıklarından dolayı üzerinde durdukları yüzeye basınç Uygularlar. Taban alanı S , ağırlığı G olan bir katı cismin üzerinde durduğu yü-
-zeye uyguladığı basınç; P = G / S ile bulunur.
Maddelerin moleküllerden oluştuğunu ve bu moleküllerin gelişigüzel Hareketler yaptıklarını biliyoruz. Katı halde moleküller,birbirine yakındır ve birbirlerine daha sıkı sıkıya bağlıdır. Bu nedenle ,katı cisimler, biçimlerini ve Hacimlerini korur.
Katı cisimler basıncı, yer çekimi doğrultusuna dik olan yatay düzlemde hissedilir. Yan yüzeyler eğik ise yer çekiminden dolayı basıncın etkisinde
kalır.
Katı maddelere uygulanan basınç kuvvetinin, kuvvet doğrultusunda iletildiği sonucuna varırız.



KATI CİSİMLER BASINCI NASIL İLETİR ?

Katı cisimler,oturdukları tabanları üzerine ağırlıklarından dolayı bir basınç uygularlar. Basınç ile yüzey ters orantılı olduğundan cismin taban alanı
büyük olursa , basınç azalır. Bu yüzden kayak takarak karda gezmeyi kolaylaştırırız. Katı cisimler üzerlerine uygulanan basınç kuvvetini aynı yönde ,aynı değerde iletirler. Yüzeyin değişik olduğu yerde basınç değişir. Örneğin; çivinin tepesi geniş ,ucu sivridir. Tepeye uygulanan kuvvet ucada aynen gider.
Fakat ucunun yüzeyi küçük olduğundan basınç büyük olur ve çivi kolayca girer.
NOT; Katı cisimlerin basıncı bulunurken;cismin ağırlığı(newton olarak) oturma yüzeyine (m2 olarak) bölünür. Basınç birimi Pascal’dır.
ÖRNEK 1 : Yanda görülen prizma L yüzeyi
üzerinde oturduğunda basıncı PL, K yüzeyi
üzerinde oturduğunda PK’dır.PL /PK oranı kaçtır.



2- SIVILARIN BASINCI

Bir kapta bulunan sıvı ,ağırlığı nedeniyle bulunduğu kabın her noktasına basınç uygular.
1:SIVI BASINCI
Yandaki kapta bulunan sıvının kabın tabanına veya herhangi bir noktasına yaptığı basınç;




A) Derinlikle doğru orantılıdır.Derine inildikçe basınç artar. A noktasındaki sıvı basıncı ,B noktasındaki sıvı basıncından büyüktür.
B) Sıvının özkütlesi ile doğru orantılıdır. Buna göre kaptaki sıvının kabın herhangi bir noktasına yaptığı basınç;
P=h . d ifadesi ile bulunur. Bu bağıntıda;
P: basınç
h: noktanın sıvının açık yüzeyine olan uzaklığı
d : kaptaki sıvının özkütlesidir.

2 ) SIVI BASINÇ KUVVETİ

Yandaki kapta bulunan sıvının kabın tabanına
uyguladığı basınç kuvveti ;
a) Derinlikle doğru orantılıdır.
b) Sıvının özkütlesi ile doğru orantılıdır.
c) Kabın taban alanı ile doğru orantılıdır.



Buna göre; kaptaki sıvının kabın tabanına uyguladığı sıvı basınç kuvveti;
F=h.d . S ifadesi ile bulunur.
Bu bağıntıda;
F= sıvı basınç kuvveti
h= kaptaki sıvının yüksekliği
d= kaptaki sıvının özkütlesidir.

SIVILAR BASINCI NASIL İLETİR ?

Bir cam kap içersine sıvı doldurduğumuzu düşünelim. Ağzını bir mantarla kapatarak mantarı kuvvetle bastırırsak şişe kırılabilir.Veya lastik balonu su ile dolduralım , bir tarafına bastırınca balon içindeki su diğer taraflara doğru gider. Yani sıvıların bir etkiyi iletmesi,katılardan farklıdır. Sıvıya bir noktada etkiyen basınç,sıvı tarafından yalnız kuvvetin doğrultusunda değil,kabın her noktasına aynen iletilir. Buna PASKAL PRENSİBİ denir.
Sıvılar basınç kuvvetinin değerini değiştirirler. Yüzeyin büyük olduğu yerde basınç kuvveti de büyük olur.


PASKAL PRENSİBİ

Kapalı kaplardaki sıvıların birim yüzeylerine yapılan basınç, sıvı tarafından kabın bütün yüzeylerine aynen iletilir.
Bu prensip sıvıların basınç altında çok az sıkışmasından yararlanarak
Pascal tarafından bulunmuştur.
Pascal prensibinin günlük hayatta uygulamaları su cenderesi,yıkama yağlama sistemleri ,hidrolik frenler,damperli arabaların hidrolik sistemleri,
hidrolik frenler,emme tulumba,bileşik kaplar vs. ‘dir



BİLEŞİK KAPLAR :

Bileşik kapların genişlikleri farklı da olsa sıvıların basınçları birbirine eşittir.





SU CENDERESİ :

Sıvılar pratikte sıkıştırılamayacağından bir tarafına yapılan basıncı Her tarafa aynen iletir . yüzey büyürse , bu yüzeye gelen basınç kuvveti büyür. Bu prensipten yararlanılarak su cenderesi yapılmıştır.
Su cenderesinde biri dar diğeri geniş olan iki silindir ve bunları alttan birleştirmek içinde ince bir boru kullanılır. Bileşik kap esasına dayanır .
Bir silindire su veya sıvı doldurulunca diğer silindirde de su yükselir ve her iki silindirde aynı yükseklikte dururlar.
Su cenderesi ve buna benzer düzeneklerde küçük silindirin pistonundan kuvvet uygularsak büyük silindirin pistonundan daha büyük kuvvet alınır.
Eğer işlemi tersine yaparsak küçük kuvvet alırız.
Bunun için, küçük silindirden kuvvet verilmeli , büyük silindirden alınmalıdır. Su cenderesinde küçük silindir ne kadar ( kesit küçük ) olursa ,geniş silindirden o kadar büyük kuvvet alınır . Silindirin kesiti küçüldükçe kuvvet uygulaması güçleşeceğinden (zorlaşacağından ) bir kaldıraç yardımıyla kuvvet uygulanır.
Benzin istasyonlarında , arabaların bakımı için kullanılan düzenekler su cenderesi esasına dayanır.

SIVI İÇİNDE BİR NOKTADAKİ BASINÇ NELERE BAĞLIDIR ?

Aşağıdaki U borusuna renkli sıvı koyalım. A ve B seviyeleri önce Aynıdır. U borusunun A ucuna bir lastik boru ve borunun ucundaki huninin
Ağzına da bir lastik zar bağlayalım. Boyalı su A kolunda alçalır .B kolunda yükselir. Huniyi biraz daha bastırdığımızda A ve B deki seviye farkı daha da artar. Bunun sebebi suyun zara yaptığı basınçtır. Derinliklere inildikçe sıvı basıncı artar. Bu defada kaba su yerine başka sıvı koyalım. Huniyi aynı ( h )


HİDROLİK PRESLER :

Yandaki şekildeki,sıvıların ,küçük bir Kuvvetten, daha büyük kuvvetler,elde etmede nasıl kullanıldığını göstermektedir. Bu araçlara Hidrolik presler denir.
Küçük pistona aşağı yukarı,aşağı doğru Uygulanan kuvvet, sıvıda basınç oluşturur Sıvı tarafından her doğrultuda iletilen basınç Büyük pistonun, yukarı doğru büyük bir kuvvetle itilmesine neden olur.
Şekildeki gibi Pascal Yasasının uygulandığı hidrolik pres şeması verilmiştir. Alanı A1 olan küçük pistona F1 ;kuvveti uygulandığında
P1 = F1/A1 kadar bir basınç oluşur. Bu basınç sıvı tarafından ,alanı A2 olan büyük pistona iletilir. Büyük piston F2 =P2 . A2 kuvvetiyle yukarı doğru itilir. F2 kuvveti F1 kuvvetinden büyüktür. Sistemde sıvı basıncı eşit olduğundan;
P1 = P2
F1/A1 =F2/A2 yada F1/F2 = A1/A2 bağıntısı yazılabilir.

Hidrolik presler hurda metalleri sıkıştırmada ,hidrolik frenlerde ,sıvılı barometrelerde , manometrelerde , iş makinelerinde ,dişçi koltuklarında kullanılır.
Pascal Yasasının uygulama alanları olarak su cenderesi,hidrolik fren, Pres ve krikolar, basınç ölçmeye yarayan sıvılı barometre ve manometreler,otomobil tamirlerinde otomobilleri kaldırmak için kullanılan krikolar,dişçi koltukları örnek gösterilebilir.

GAZLARIN BASINCI

Sıvılar ağırlıkları yüzünden, kendileriyle temas haliyle olan yüzeyler üzerine hidrostatik basınç adı verilen bir basınç yapar. Bu basıncın büyüklüğü
P = h .d .g bağıntısından hesaplanır. Sıvılar gibi ağırlıkları olan gazlarda bulundukları kabın çeperlerine bir basınç uygular . Gazlar sıvılardan,farklı olarak sıkıştırılabilme özelliğine sahiptir.Bu nedenle değişik amaçlarla evlerimizde,hastanelerde ,fabrikalarda ,iş yerlerinde basınca dayanıklı çelik kaplar içersinde muhafaza edilirler. Örneğin; karbondioksit ,azot,oksijen ,neon gazı yüksek basınç altında , sıvı halde çelik tüplere doldurulur. Karbondioksit
yangın söndürücüsü olarak , oksijen hastanelerde suni solunumda ,neon gazı havası boşaltılmış lambalarda kullanılır. Yine mutfaklarda yakıt olarak kullandığımız doğal gaz ve likit gazda çelik tüplerde ,basınç altında muhafaza edilir. Çeşitli taşıtların tekerleri içinde sıkıştırılmış hava bulunur.




Gazlar da ağırlıklara sahip olduklarından basınç yaparlar. İçinde yaşadığımız atmosfer ( açık hava ) büyük bir basınç yapar. Fakat biz bu basıncı hissetmeyiz. Zira, dıştan yapılan bu basıncı içimize çektiğimiz gene aynı gaz (hava )basıncı ile dengeleriz. Dıştaki basıncın azalması (yükseklere çıkıldıkça ) içimizdeki basıncı fazlalaştıracağından damar çatlamaları ve kanamalar sonucu ölümler olabilir.
Gazların basıncını ölçmeye yarayan aletlere Manometre denir. Manometreler kapalı yerlerdeki gazların basıncını ölçmek için kullanılır. Manometreleri iki bölümde inceleyebiliriz.
1- Açık manometreler
2- Kapalı manometreler

1- AÇIK HAVA BASINCI VE ÖLÇÜLMESİ

Dünyanın çevresinde hava katmanı bulunur. Bu hava katmanının kalınlığı 10000 km kadardır. Bu hava katmanına Atmosfer denir .
Atmosfer ,çoğu azot ve oksijenden oluşan bir gaz karışımıdır. Havanın hacimce %21’i oksijen, %78’i azottur. Havanın geri kalan kısmı neon,argon,gibi
Soy gazlar ile karbondioksit ve su buharından oluşur. Havanın özellikleri her yerinde aynı değildir. Havanın yoğunluğu yer kabuğuna yakın yerlerde fazladır. Yükseklere çıkıldıkça yoğunluk azalır. Havanın yaklaşık %50’si deniz yüzeyi ile 600m yükseklikte bulunur.
Hava dünyayı bir örtü ile çevreler. Biz, bu kalın hava katmanının altında yaşamaktayız.
Ağzı kağıt parçası ile kapatılmış su dolu bardak ters çevrildiğinde içindeki suyun akmadığını görürüz. Bunun nedeni ,kağıdı aşağıdan yukarıya doğru iten ve suyun basıncından büyük olması gereken açık hava basıncıdır.
Açık hava temas ettiği yüzeylere basınç yapar. 1654’te Almanya’da Magdeburg ağızları birbirine gelecek şekilde tutulmuş iki küçük metal yarım kürenin içindeki havayı ,bir hava boşaltma tulumbası ile boşalttı. Küreleri birbirinden ayırmaya 16 atın gücü yetmedi. Su gibi hava da basıncı her doğrultuda iletir.

AÇIK HAVA BASINCININ ÖLÇÜLMESİ::

Televizyonlarda,gazetelerde, (alçak basınç) ve (yüksek basınç) alanlarını gösteren haritalar görmüşsünüzdür. Hava tahmininde ,hava basıncını dengeleyen sıvı sütununun yüksekliği ölçülür. Hava basıncı yaklaşık 10m yüksekliğindeki suyun basıncına eşittir.






Deniz seviyesinde hava basıncı yaklaşık 76 cmhg’dir.

Üstteki şekilde yukarıya doğru çıkıldıkça basıncın değişimi gösterilmiştir. Bu basınçlar dağcılar,pilotlar tarafından metal barometre kullanılarak ölçülmüştür. Yağmurlu yada karlı bir günde hava basıncı, kuru bir güne göre ,daha düşüktür.
Barometre;açık hava basıncını ölçen araçlara Barometre denir.
Civalı barometre ;Toriçelli deneyinde kullanılan cam boru ,civa çanağı ve cıvadan oluşan araçtır.
Altimetre ;Açık hava basıncı yükseklikle değişir. Hassas bir metal barometre açık hava basıncı yanında yüksekliği de ölçebilir. Altimetre yüksekliği ölçer.
Metal barometre ;kutunun üzerine tutturulmuş ibre,hava basıncının kutuyu içe doğru itmesiyle hareket ederek basıncı gösterir. Lastik pompalar; lastik pompalar açık hava basıncının etkisiyle çalışır.

TORİÇELLİ DENEYİ :
Normal şartlarda (0 C0 ve denizden yükseklik sıfır ) bir ucu kapalı 1m uzunlunda cam boruyu civa ile doldurarak ters çevirip civa ile dolu çanağa batırıyor. Civanın çanağa tamamen boşalmamasının nedeni açık hava basıncının borudaki basıncı dengelemesidir. Buna göre civa yüksekliği borunun genişliği ile ilgili değildir.




B-) KAPALI KAPLARDAKİ GAZLARIN BASINCI

Gazlar konuldukları kabın şeklini alır ve hacmini doldurur. Gazlar, Sıkıştırabilme özelliğinden yararlanılarak basınç altında çok küçük hacimlere
sığdırılabilir.
Gaz molekülleri her yönde serbestçe hareket eder. Kapalı bir kabın içinde bulunan gaz molekülleri ,birbirlerine ve kabın iç yüzeylerine çarpar.
Basınç altında saklanan gazlar kullanılırken, depo edilen kaptan ihtiyaca göre kontrollü alınır.
Kapalı kaplardaki gazların basıncı ,gazın hacmini azaltarak yada arttırarak değiştirebilir.
Hareketli pistonla kapatılmış hava dolu silindir şeklinde bir kap düşünelim. Pistonu ittiğimizde silindir içindeki hava moleküllerinin sayısı değişmez; ama moleküller daha küçük bir hacme sıkıştırılır. Moleküller kabın iç yüzeylerine daha seyrek çarpar ve yaptıkları basınç azalır.
Kapalı kaplardaki gazların basıncı gaz ısıtılarak veya soğutularak değiştirilebilir. Gazların basıncını ölçmek için manometreler kullanılır. Kapalı uçlu manometre ,içinde bir miktar civa olan, bir ucu kapalı , U şeklinde bir tüptür.Manometreye bağlı gaz kabında basınç arttığında, civa,diğer kolda yükselir.
Açık uçlu manometrede gaz basıncının belirlenmesi biraz daha farklıdır. Bu amaçla açık manometre uca etki eden hava basıncı (Po) , barometreden okunur. Kapalı kaplardaki gaz basıncı;
a) Sıcaklık ve hacim sabit ise ,molekül sayısı ile doğru orantılıdır.
b) Sıcaklık ve molekül sayısı sabit ise , hacim ile basınç ters orantılıdır.
c) Basınç sıcaklık ile doğru orantılıdır

Yukarıdaki üç özellik bir arada değerlendirilirse ;
P . V = N . R . T olur.
P= Basınç
N= Molekül sayısı
T= Sıcaklık
V= Hacim
R= Gaz sabiti

1. BOYLE – MARİOTLE KANUNU





Kapalı kaplardaki gazların sıcaklıkları sabit tutulmak şartı ile her durum
İçin hacimleriyle basınçlarının çarpımı sabittir.
t0 = Sıcaklık
P= Basınç
N= Molekül sayısı
V= Hacim

P1 .V1 = P2 . V2 = P3 . V3 =............................= Pn . Vn = sabit

• Kapalı kaplardaki gazların sıcaklıkları sabit kalmak şartıyla hacimleriyle basınçları ters orantılıdır.



2 ) CHARLES KANUNU :



3 . GAY – LUSSAC KANUNU






ÖRNEK soru ;5



Şekildeki manometrenin
ucu kapalıdır .Buna göre kaptaki
sıvının basıncı kaç grf/cm2 olur ?
( d civa = 13,6 grf /cm3 tür)

ÇÖZÜM :
Pciva= 20 cm h =20 cm
d civa= 13,6 grf /cm 3

Borunun ucu kapalı olduğu için gazın basıncı
civanın basıncına eşittir . .......
Pgaz = P civa
Pgaz = h civa . d civa CİVA
Pgaz = 20 . 13,6
Pgaz = 272 grf /cm 2 olur.

HACİM -- BASINÇ İLİŞKİSİ

Sıcaklık sabit kalmak koşuluyla herhangi bir gazın hacmi ile basıncı arasındaki ilişki plastik bir enjektörle anlaşılır. Enjektörün ucu baş parmakla kapatılarak piston ileriye doğru itilir .Hacim küçüldükçe içerideki havanın basıncı artar . Sabit sıcaklıkta hacim ile basınç arasındaki ilişkiyi biliyoruz.
Boyle-Maritto Yasasına göre , kapalı kaptaki bir gazın sıcaklığı sabit tutulduğunda , hacmi ile basıncının çarpımı sabittir .

P . V = sabit P1 . V1 = P2 .V2

Bir gazın sıcaklığı sabit tutularak hacmi değiştirildiğinde ,gazın ilk durumdaki hacim – basınç çarpımı , ikinci durumdaki hacim – basınç çarpımına eşittir.