Tryck

För andra betydelser, se Tryck (olika betydelser).

Tryck är i fysiken det samma som kraft per ytenhet. Tryckenheten i SI-systemet är 1 pascal (1 Pa = 1 newton per kvadratmeter, N/m²). Då pascal är en liten enhet, brukar ofta andra tryckenheter användas, till exempel: Bar, Psi, mmHg, torr, mVp, mmVp samt atm. Tryck är en skalär, som inte har någon riktning.

Omvandlingstabell för tryckenheter

Enhet	kPa	bar	PSI	mmHg	mVp	atm
Kpa	1	0,01000	0,14504	7,50064	0,10197	0,00987
bar	100	1	14,50377	750,06000	10,19744	0,98692
PSI	6,89476	0,06895	1	51,71509	0,70309	0,06805
mmHg	0,13332	0,00133	0,01934	1	0,01360	0,00132
mVp	9,80638	0,09806	1,42230	73,55413	1	0,09678
atm	101,32500	1,01325	14,69594	760,00212	10,33256	1

Instrument för mätning av tryck är barometer och manometer.

Undervattensfarkoster måste stå emot starkt tryck utifrån.

På hög höjd är lufttrycket lägre än vid havsytan. Därför är det svårt att andas om man inte är i en lufttät flygkabin.

Lufttryck

Lufttrycket är det tryck som atmosfären åstadkommer. Ju högre ovanför havets yta som man befinner sig, desto mindre blir lufttrycket, eftersom man då har en mindre del av atmosfären ovanför sig. Man har försökt bestämma ett medelvärde för lufttrycket i olika standarder. STP och NTP är exempel på sådana standarder. I dessa två standarder anges det normala lufttrycket vid havsytan som 1 atm, det vill säga 101,325 kPa. Eftersom en millibar är ekvivalent med en hektopascal brukar mereorologer som förr mätte lufttryck i millibar numera använda hektopascal. 1 atm = 101,325 kPa = 1013,25 hPa = 101325 Pa = 101325 N/m2.

Hydrostatiskt tryck

Med det hydrostatiska trycket avses det tryck som en vätska (vanligtvis vatten) åstadkommer. Under vattenytan ökar trycket med en bar (cirka 100kPa) för var tionde meter. Det totala trycket som råder på en bestämd punkt på jorden är summan av lufttrycket och det eventuella hydrostatiska trycket.

Härledning av formeln för det hydrostatiska trycket

Låt oss tänka oss en vattenpelare, som har sin topp vid vattenytan, och som sträcker sig ända ner till en bestämd nivå. Avståndet ifrån denna nivå upp till ytan är h, som samtidigt är vattenpelarens höjd. Denna vattenpelare åstadkommer ett tryck på sin bottenarea A enligt

<math> P_h = \frac{m\,g}{A} </math>

där P_h är hydrostatiskt tryck, m massan, g tyngdaccelerationen och A arean. En kropps massa kan skrivas som <math> m = \rho\,V </math>

där ρ är densiteten och V är volymen. Detta ger:

<math> P_h = \frac{\rho\,V\,g}{A} = \frac{\rho\,A\,h\,g}{A} = \rho\,h\,g </math>

Det totala trycket vid en bestämd punkt räknas då enligt:

<math> P_{tot} = P_0 + P_h = P_0 + \rho\,g\,h </math>

där P₀ är lufttrycket.

Hydrodynamiskt tryck

Med det hydrodynamiska trycket avses den rörelseenergi, som vatten och andra inkompressibla fluider åstadkommer vid rörströmning och kanalströmning. Om vattnets rörelseenergi delas med dess volym, blir SI-enheten Pascal. Om man tänker sig att en ideal inkompressibel fluid passerar genom en plan sektionsförändring, så blir summan av det hydrostatiska och hydrodynamiska trycket konstant, det vill säga:

<math>P_{h,1} + P_{d,1} = P_{h,2} + P_{d,2} \Rightarrow P_{h,1} - P_{h,2} = P_{d,2} - P_{d,1} </math>

där P_h är hydrostatiskt och P_d är hydrodynamiskt tryck.

I verkligheten sker alltid en tilläggsförlust (h_t) vid alla sektionsförändringar, varför uttrycket får skrivas

<math>P_{h,1} + P_{d,1} = P_{h,2} + P_{d,2} + h_t</math>

Härledning av formeln för det hydrodynamiska trycket

Den klassiska formen för rörelseenergin E brukar skrivas

<math>E = \dfrac {m \cdot u^2}{2} = \dfrac {V \cdot \rho \cdot u^2} {2} </math>

Genom att dela vattenkroppens totala rörelseenergi (E) med dess volym (V), erhålls det hydrodynamiska trycket (P_d) enligt följande:

<math>P_d = \dfrac {E}{V} = \dfrac {m \cdot u^2}{2 \cdot V} = \dfrac {\rho \cdot u^2}{2}</math>

Se även

• Storleksordningar för tryck
• Tryckpotential
• Hastighetspotential
• Osmotiskt tryck