Basınç

BASINÇ

Birim yüzeye etkiyen kuvvet (simgesi P,p). SI birim sisteminde birimi paskaldır. Ayrıca inç kareye düşen libre (psi) olarak ve santimetre kareye düşen din (bari) ya da kilogram olarak da ölçülür. Atmosfer, mm. Hg (milimetre cıva okunur), milibar da birer basınç birimidir. Kinetik teoriye göre, gazlarda basınç, gaz moleküllerinin, içinde bulundukları kabın çeperlerine çarpmalarıyla ilgilidir.

İdeal gazlar için basınç, mutlak sıcaklıkla doğrudan, hacimle ters orantılıdır. Hareketli olmayan bir sıvının basıncı hidrostatik basınç olarak adlandırılır. Bu basınç, derinlikle artar ve eşit derinlikteki bütün noktalarda aynıdır. Sabit sıcaklık altındaki bir gazın basıncı, yükseklikle birlikte azalır; bu azalma, sıvılardaki gibi lineer değil, üsteldir. Düzgün hareket hâlindeki sıkıştırılamayan bir akışkanın basıncı, hızı ve yüksekliği arasındaki ilişki, Bernouilli eşitliğiyle ifade edilir. Bir sıvı, değişken kesitli bir borunun içinde akarken, kesitin daraldığı yerlerde yüksek hız ve düşük basınç oluştuğu gözlenir.

Gaz basıncı en doğru şekilde, bir silindir içinde, yüzey alanı bilinen pistonun ağırlığıyla gaz basıncından doğan kuvvetin dengelenmesiyle ölçülür. Kapalı kaplardaki basınçlar yani atmosfer basıncının üzerindeki basınçlar manometreyle ölçülür. Mutlak basınçsa, atmosfer basıncının bu değere eklenmesiyle bulunur. Pratikte bu iki basınç, "ata" ve "atü" biçiminde ifade edilir.

Sıvılarda basınç: Bir sıvı, içinde bulunduğu kabın kenarlarına veya içine daldırılmış cisimlere kuvvetle tesir eder. Bir sıvının 1 sm.2'lik yüzeye yaptığı basınca, «hidrostatik basınç» denir. Sıvılar pek az sıkışabilirler. Bu özelliklerinden faydalanılarak su cendereleri ve hidrolik frenler yapılmıştır.

Gazlarda basınç: Gazlar da, aynı sıvılar gibi içinde bulundukları kabın kenarlarına bir basınç yaparlar. Fakat gazların basıncı pek önemli değildir. Hava basıncı barometre ile ölçülür. Kapalı bir kapta bulunan bir gazın ve su buharının basıncını ölçmek İçin de «manometre» denilen alet kullanılır.

Birim alana dik olarak etki eden kuvvet miktarı. Bu kuvvet, ağırlık, zorlama veya gaz moleküllerinin (hareketli olmalarından dolayı) yüzeye çarpmaları neticesi meydana gelen darbelerin toplamı olabilir. Basınç, yüzeye tesir eden toplam kuvvet miktarının yüzey alanına bölünmesiyle bulunur. (P= F/S) basıncın ölçüsünü ifade etmek için pekçok birim kullanılır. MKS (metre, kilogram, saniye) birim sisteminde basınç birimi Newton/m2 dir. (Bu da bir pascal’a eşittir.)

Ad: Basınç Nedir.jpg
Gösterim: 854
Boyut: 13.9 KB

Kuvvet, kütle ile ivmenin çarpımına eşittir. Kütle birimi kg, ivme birimi m/sn2 ise, kuvvet birimi newton= kg.m/sn2 dir.) CGS (santimetre, gram, saniye) birim sisteminde basınç birimi dyn /cm2dir. (Bu da bir bari’ye eşittir.) Bari birimi çok küçük olduğundan bunun 106 katı (milyon katı) olan bar kullanılır. (dyn, CGS sisteminde kuvvet birimidir ve dyn= gr.cm/sn2 dir.) mühendislik sisteminde kuvvet olarak kg kullanıldığından basınç birimi kg/cm2 dir. İngiliz birim sisteminde ise basınç birimi psi= 1b/inç2dir.

Çok kullanılan diğer bir basınç birimi de atmosfer dir ki, 76 cm yüksekliğindeki civa sütununun birim alana yaptığı basınçtır. Civanın özgül ağırlığı 13,6 gr/cm3 olduğundan, atmosfer 1,033 kg/ cm2 ye eşittir. Buna benzer bir basınç birimi de 1 mm civa sütununun yaptığı basınca eşit olan Tordur. Sıvıların ve gazların yaptığı basınç, daha değişik bir açıdan değerlendirilir. Sıvılar, içinde bulunduğu kabın yan çeperlerine ve içlerindeki herhangi bir noktaya da basınç uygularlar. Belli bir derinlikteki basınç, o noktanın üzerinde kalan sıvı sütununun yüksekliği ile sıvı özgül ağırlığının çarpımına eşittir. Sıvıların basıncı ağırlıktan ileri gelmektedir. Sıvılar hemen hemen sıkışmaz.

Yani basınç altında yoğunluğu sabit kalan akışkanlardır. Gazlar ise tam tersine, sıkışabilir akışkanlardır ve bu sebeple basınçla yoğunluğu değişir. Bundan dolayı deniz seviyesinde hava basıncı maksimum değerdedir ve bu da 760 mm civa sütununun basıncına eşittir. Deniz seviyesinden yükseldikçe, basınç, hem hava sütununun kısalmasından, hem de yoğunluğun azalmasından dolayı düşer. Üst kısımlardaki havanın ağırlığı alt kısımlardaki havayı sıkıştırdığından alt kısımların yoğunluğu daha fazladır.

Gazın bulunduğu yer, atmosfer gibi çok geniş değilse, gazın ağırlığının basınca tesiri çok azdır. Çünkü gazların yoğunluğu çok küçüktür. Küçük kaplar gibi, ağırlığın ihmal edilebileceği durumlarda basınç, gazın moleküllerinin çeperlere çarpmasından ileri gelir. Kapalı kaplardaki gaz basıncını ölçmek için Manometre, atmosfer basıncını ölçmek için ise Barometre denilen aletler kullanılır. Basınç ifade edilirken, mutlak basınç ve efektif basınç olmak üzere iki tarif kullanılır. İçinde yaşadığımız atmosferde hali hazırda mevcut olan bir atmosfer basıncı vardır. Bu basınç, atmosfere açık olan gaz ve sıvı sistemlerine tesir eder.

Dolayısıyla atmosfere açık sistemlerde sıvı veya gaz sütununun yüksekliği ile özgül ağırlığı çarparak bulduğumuz basınç gerçek basınç değildir. Buna bir de atmosferin yaptığı basıncı eklemek gerekir. Bu toplam basınca "mutlak basınç" denir. Diğer taraftan atmosferin basıncını gözönüne almayıp, içinde yaşadığımız çevrenin basıncını sıfır kabul ettiğimiz zaman bulunan basınca ise "efektif basınç" adı verilir. Yani mutlak basınç, atmosfer basıncı ile efektif basıncın toplamına eşittir. P= mutlak basınç Pa= atmosfer basıncı Pe= efektif basınç P= Pe+ Pa'dır.

Basıncı etkileyen faktörler

1. Sıcaklık: Isınan havanın molekülleri birbirinden uzaklaşır, hava genişler, hafifler ve yükselir. Yükselen havanın yere uygulamış olduğu basınç azalır. Dolayısıyla sıcaklığın artmasıyla basınç azalır. Ekvator ve çevresi, güneş ışınlarını yıl içerisinde daima dik ve dike yakın açılarla aldığı için, sıcaklık değerleri her mevsim yüksektir. Sıcaklığın her mevsim yüksek olmasından dolayı sürekli alçak basınç alanlarıdır. Soğuyan havanın hacmi daralır, sıkışır, ağırlaşır ve alçalmaya başlar. Alçalan havanın yere yapmış olduğu basınç da artar. Kutuplar ve çevresine güneş ışınları daima yatay açı ile düşer. Ayrıca yılın belli zamanlarında, güneş hiç doğmadığı için sıcaklık değerleri düşüktür. Kutuplar ve çevresinde sıcaklık her mevsim düşük olduğu için sürekli yüksek basınç alanıdır. Sıcaklık ile basınç arasında ters orantı vardır.

2. Yerçekimi: Maddenin ağırlığını yerçekimi belirler. Dünya’nın geoid şeklinden dolayı, Ekvator’dan kutuplara doğru yer çekimi, artmaktadır. Buna bağlı olarak atmosferin yere yapmış olduğu basınç değeri de enleme bağlı olarak değişmektedir. Teorik olarak yerçekiminin etkisi, Ekvator’dan kutuplara doğru atmosfer basıncını, arttırıcı rol oynamaktadır. Yerçekimi ile basınç arasında doğru orantı vardır.

3. Yükselti: Deniz seviyesinden yükseldikçe atmosferin kalınlığı ve gazların yoğunluğu azalmaktadır. Yoğunluğun azalmasına bağlı olarak, yükseldikçe basınç da azalır. Yükseldikçe basınç yaklaşık her 10,5 metrede 1 mm düşer. Yükselti ile basınç arasında ters orantı vardır.

4- Dinamik Etkenler (Günlük Hareket): Hava kütlelerinin, sıcaklık dışında başka bir kuvvetle, alçalarak yığılması veya yükselerek seyrekleşmesi sonucunda da basınç değerleri değişir. Dinamik etkenlerin rolü, atmosferi oluşturan gazların, atmosfer yoğunluğunu etkilemesi ile olur. Buna göre yoğunluğun artması ile basınç artar. Yoğunluğun azalmasına bağlı olarak, basınç da azalır.

Örneğin Ekvator’dan yükselen hava kütlelerinin 30° enlemeleri çevresinde alçalmasıyla Asor ve Hawaii gibi dinamik yüksek basınçlar oluşmaktadır. Yine 60° enlemleri civarında karşılaşan Batı rüzgârları ile Kutup rüzgârları yükselmeye uğrar.Burada İzlanda ve Aleut gibi dinamik alçak basınçlar oluşur. Yoğunluk ile basınç doğru orantılıdır. 1 nolu kapta gazların miktarı fazla olduğundan yoğunluk fazladır. Yoğunluğun artması basıncı arttırır.

Basınç Merkezlerinin Özellikleri

1) Alçak Basınç: 1013 milibardan daha az olan basınçlara alçak basınç denir. İki yönlü hareketi vardır.

Dikey Yönlü Hava Hareketi: Alçak basınç alanının merkezinde hava hareketi yükselici bir özellik gösterir.
Yatay Yönlü Hava Hareketi: Alçak basınç alanlarındaki yatay yönlü hava hareketi çevreden merkeze doğrudur. Ancak bir doğru boyunca ilerlemez. Dünyanın dönmesi nedeniyle sapmalar olur. Kuzey yarım kürede esme yönünün sağına, Güney yarım kürede ise esme yönünün soluna sapar. Daha kolay bir ayrım ise KYK’de “S”, GYK’de ise ‘Ters S’ oluşturur.

2) Yüksek Basınç: 1013 milibardan daha fazla olan basınçlara yüksek basınç denir. İki yönlü hareketi vardır.

Dikey Yönlü Hava Hareketi: Yüksek basınç alanlarının merkezinde hava hareketi alçalıcı bir özellik gösterir.
Yatay Yönlü Hava Hareketi: Yüksek basınç alanlarındaki yatay yönlü hava hareketi, merkezden çevreye doğrudur.

Basınç Alanlarının Özellikleri

Alçak basınç alanlarında
Yükselici hava hareketi vardır.
Hava hareketi çevreden merkeze doğrudur.
Yıllık yağışı fazla olan yerler.
Gökyüzü kapalı-bulutlu
Yerin ısı kaybı azdır. Sıcaklık farkı az.
Bitki örtüsü gürdür.

Yüksek Basınç alanlarında

Alçalıcı hava hareketi vardır.
Hava hareketi merkezden çevreye doğrudur.
En az yağışlı yerler
Gök yüzü açık.
Yerin ısı kaybı fazla. Sıcaklık farkı fazladır.
Bitki örtüsü cılızdır.

İzobar Haritaları: Haritalarda basıncın yeryüzündeki dağılışını göstermek için izobar (eş basınç) eğrilerinden yararlanılır. İzobar eğrileri, yeryüzünde aynı basınç değerlerine sahip noktaların birleştirilmesi ile elde edilir.

MsXLabs.org
-derlemedir.

MsXLabs Üye Girişi

BASINÇ

Basıncı etkileyen faktörler

Basınç Merkezlerinin Özellikleri

Basınç Alanlarının Özellikleri

Yüksek Basınç alanlarında