bar

Ciśnienie jest wielkością fizyczną, wyrażającą stosunek siły F (tzw. siły ciśnienia) działającej prostopadle, równomiernie i ciągle na powierzchnię do powierzchni tej S.

p = F / S

Jednostką ciśnienia jest pascal (Pa), czyli niuton na metr kwadratowy - N.m^(-2). Ciśnienie nie działa tylko w punkcie działania siły, ale przenosi się objętością ciała. Należy do podstawowych wielkości termodynamicznych.

Gdy wektor siły działa tylko prostopadle, mówimy o "prostym", "czystym" lub "jednorodnym" ciśnieniu. Jeśli siła nie jest rozłożona równomiernie na powierzchni, mówimy o "średnim" lub "średnim" ciśnieniu. Jeśli siła działa w punkcie, mówimy o "lokalnym" ciśnieniu, tzn. ciśnieniem działającym w punkcie rozważanej powierzchni rozumiemy iloraz różniczkowy:

p = dF / dS

Generalizując definicję ciśnienia (dla sił działających w dowolnym kierunku na ogólną powierzchnię) możemy zapisać równanie:

dFs = p * dS

gdzie dFs jest składową wektora siły prostopadłą do elementu powierzchni dS, na który działa, przy czym kierunek wektora elementu dS ma kierunek normalny do tej powierzchni.

Rozmiar fizyczny wielkości to (p) = L^(-1) * M * T^(-2).

Jeśli substancja jest sprężysta, odpowiednio sprężalna, ciśnienie spowoduje odkształcenie. W przypadku działania siły na ciało stałe rozróżniamy rozciąganie i ściskanie. Siła rozciągająca powoduje rozciągnięcie ciała, siła ściskająca powoduje ściskanie ciała. Siły rozciągające i ściskające różnią się tylko kierunkiem działania siły (przeciwny wektor siły).

 

Ciśnienie kinetyczne

Ciśnienie w gazach (np. ciśnienie napinające oponę rowerową) ma inny charakter niż ciśnienie wywołane np. cegłą leżącą na ziemi. Spowodowane jest uderzeniami poszczególnych cząsteczek gazu, które poruszają się przestrzenią i uderzają w ścianki naczynia (czasem również w inne cząsteczki). Dlatego czasem mówimy o tzw. ciśnieniu kinetycznym – to podkreśla fakt, że głównym powodem obecności ciśnienia jest faktycznie ruch cząsteczek. Ruch cząsteczek gazów jest badany przez tzw. kinetyczną teorię gazów, jednym z jej ważnych wyników jest tzw. równanie stanu dla gazu doskonałego.

Ciśnienie hydrostatyczne

patrz główny artykuł: Ciśnienie hydrostatyczne Ciśnienie hydrostatyczne w gazach i cieczach jest wynikiem masy górnych warstw, które w polu grawitacyjnym działają siłą na warstwy pod nimi. Siłę działającą na powierzchnię nazywamy ciśnieniem hydrostatycznym. Oblicza się ją za pomocą wzoru

p = ρ * g * h

gdzie

ρ to gęstość cieczy lub gazu g to przyspieszenie ziemskie (na Ziemi 9,81 m.s^(-2)) h to głębokość (wysokość słupa cieczy lub gazu)

 

Ciśnienie atmosferyczne

Ciśnienie atmosferyczne jest specjalnym przypadkiem ciśnienia hydrostatycznego wywołanego masą powietrza tworzącego atmosferę. Pod wpływem pogody ciśnienie atmosferyczne lekko się zmienia, dlatego wprowadzono tzw. standardowe ciśnienie atmosferyczne lub ciśnienie normalne o wartości 101 325 Pa i jest mniej więcej równe typowej wartości ciśnienia na poziomie morza. Ciśnienie w atmosferze maleje wraz z wysokością nad poziomem morza, ponieważ zmniejsza się słup powietrza nad punktem pomiarowym.

 

Ciśnienie nadmiarowe i podciśnienie

Jest to relatywne wyrażenie ciśnienia, zazwyczaj jako ciśnienie w jakimś zamkniętym obszarze w stosunku do ciśnienia w otaczającym obszarze (często atmosferycznym). Nadciśnienie oznacza wyższe niż odniesienie, podciśnienie niższe niż odniesienie.