Põhierinevus tahkete ainete ja vedelike rõhu vahel on see, et tahkete ainete rõhk tekib ainult tahke aine massi tõttu, samas kui vedeliku rõhk tuleneb nii vedeliku molekulide kaalust kui ka liikumisest.
Rõhk on füüsikas väga oluline mõiste. Rõhu mõiste mängib väga olulist rolli sellistes rakendustes nagu termodünaamika, aerodünaamika, vedeliku mehaanika ja deformatsioonid. Seega on ülioluline omada head arusaama survest, et olla silmapaistev mis tahes valdkonnas, mis kasutab survet põhikontseptsioonina.
Mis on tahkete ainete rõhk?
Tahke aine rõhk tekib tahke aine kaalu tõttu. Seda rõhku saame tõlgendada vedeliku rõhul põhineva argumendi abil. Tahke aine sees olevad aatomid on staatilised. Seetõttu ei teki tahke aine impulsi muutumisel survet. Kuid kindlast punktist kõrgemal oleva tahke samba kaal on selles punktis efektiivne. See tekitab tahke aine sees survet.
Kuid tahked ained ei laiene ega tõmbu selle rõhu tõttu suurel määral kokku. Surve tahke keha küljel, mis on risti kaaluvektoriga, on alati null. Seetõttu on tahkel ainel oma kuju, erinev alt vedelikest, mis võtavad anuma kuju.
Mis on vedelike rõhk?
Et mõista vedelike rõhu mõistet, peame kõigepe alt mõistma rõhu mõistet üldiselt. Staatilise vedeliku rõhk on võrdne meie mõõdetava rõhu punkti kohal oleva vedelikusamba massiga. Seetõttu sõltub staatilise (mittevoolava) vedeliku rõhk ainult vedeliku tihedusest, gravitatsioonikiirendusest, atmosfäärirõhust ja vedeliku kõrgusest rõhu mõõtmispunkti kohal. Samuti võime defineerida rõhku kui jõudu, mida avaldab osakeste kokkupõrge. Selles mõttes saame rõhku arvutada gaaside molekulaarkineetilise teooria ja gaasivõrrandi abil. Termin "hüdro" tähendab vett ja termin "staatiline" tähendab muutumatut. See tähendab, et hüdrostaatiline rõhk on mittevoolava vee rõhk. Kuid see kehtib ka kõigi vedelike, sealhulgas gaaside kohta.
Kuna hüdrostaatiline rõhk on vedelikusamba kaal mõõdetud punktist kõrgemal, saame selle esitada võrrandis P=hdg, kus P on hüdrostaatiline rõhk, h on vedeliku pinna kõrgus mõõdetud punkt, d on vedeliku tihedus ja g on gravitatsioonikiirendus.
Joonis 01: Vedeliku rõhk
Mõõdetud punkti kogurõhk on hüdrostaatilise rõhu ja vedeliku pinnal oleva välisrõhu (st atmosfäärirõhu) liit. Liikuva vedeliku rõhk erineb staatilise vedeliku rõhust. Bernoulli teoreemi abil saame arvutada mitteturbulentse kokkusurumatu vedelike dünaamilise rõhu.
Mis vahe on tahkete ainete ja vedelike rõhul?
Põhierinevus tahkete ainete ja vedelike rõhu vahel on see, et tahkete ainete rõhk tekib ainult tahke aine massi tõttu, samas kui vedeliku rõhk tekib nii vedeliku molekulide kaalu kui ka liikumise tõttu. Nende rõhkude arvutamisel saame tahkete ainete rõhu arvutamiseks kasutada tahke aine massi ja vedelike rõhku nii vedeliku massi kui ka vedelate molekulide liikumise abil. Tahkete ainete ja vedelike kuju arvestades on tahkel ainel kindel kuju, kuna rõhk tahke aine küljel, mis on risti kaaluvektoriga, on alati null, samal ajal kui vedelik omandab anuma kuju, kuna vedeliku rõhk mõjub külgedele nii vedelikust kui ka põhjast.
Kokkuvõte – tahkete ainete rõhk vs vedelikke
Põhierinevus tahkete ainete ja vedelike rõhu vahel on see, et tahkete ainete rõhk tekib ainult tahke aine massi tõttu, samas kui vedeliku rõhk tekib nii vedeliku molekulide kaalu kui ka liikumise tõttu.
