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科學

液體靜壓(Hydrostatic Pressure)計算機

輸入流體密度、深度同重力加速度,即時計算靜水壓 P = ρ·g·h,並換算成 kPa、bar、psi、atm、mmHg 同米水柱。可額外加上表面壓力,得出絕對壓力。

錶壓 P = ρgh

由流體柱本身產生嘅壓力(相對表面)。潛水或水箱計算多數用呢個。

絕對壓力

錶壓加埋表面壓力 — 等於某深度感受到嘅總壓力。

其他單位(錶壓)

kPa 千帕
bar
psi 磅/平方吋
atm 大氣壓
mmHg 毫米汞柱
mH₂O 米水柱

公式

P_gauge = ρ · g · h · P_abs = P_surface + ρ·g·h

由帕斯卡原理推出:靜止流體中,壓力只取決於深度同密度,唔受容器形狀影響。

公式

P_gauge = ρ · g · h P_abs = P_surface + ρ · g · h

常見問題

點解 10 米水深 ≈ 多 1 個大氣壓?

淡水密度 1000 kg/m³,乘以 g ≈ 9.80665、再乘 10 m,得到 98 067 Pa,剛剛好接近 1 個標準大氣壓(101 325 Pa)。海水較重(1025 kg/m³)所以每 10 米接近 1.005 atm,潛水員 1 個大氣壓 / 10 米嘅 rule of thumb 就係咁嚟。

錶壓(gauge)同絕對壓力(absolute)有咩分別?

錶壓係相對表面(通常係大氣壓)嘅讀數,多數壓力錶顯示嘅就係呢個;絕對壓力係相對真空。例如海面以下 10 米:錶壓 ≈ 1 atm、絕對壓力 ≈ 2 atm。潛水訓練、水箱設計、管道應力分析通常用錶壓,氣體狀態方程(PV = nRT)就要用絕對壓力。

容器形狀會唔會影響底部嘅壓力?

唔會 — 呢個就係著名嘅「水靜力學悖論」。只要係靜止連通嘅流體,無論容器係細頸樽定大水缸,底部壓力都係 ρ·g·h,只取決於深度。橫向形狀影響嘅係「合力」(要乘截面積),但唔影響「壓強」。

為咩工程上重要?

靜水壓決定水缸壁同水壩需要嘅厚度、潛水設備嘅工作壓力、IV 點滴嘅流量、水管喺多層樓嘅可用水壓、海洋平台基樁設計等等。基本上凡係有「站立流體柱」嘅地方都要計呢條公式。

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