دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
دید کلی :
آیا میدانید پاشنه نوک تیز کفش به کف اتاق آسیب میرساند ؟
آیا میدانید چرا کفش اسکی در برف سر نمیخورد ؟
آیا تا به حال با کفش ورزشی میخ دار روی برف راه رفته اید ؟
آیا تابه حال از خود پرسیدهاید که چرا جاقو دست را میبرد ؟
چرا کفش معمولی به زمین آسیب نمیرساند ؟
اینها همه پدیدههایی هستند که مفهوم فشار در آنها نهفته است وبه نوعی آن را بیان میکنند.
تعریف فشار:
فشار عبارتست از نیروی وارده بر واحد سطح که با علامت اختصاری p نشان میدهند. این کمیت در گازها نقش عمده را ایفا میکند زیرا یکی از کمیات مشخصه گاز میباشد، از این رو بیشتر قوانین فشار در گازها نهفته شده و به دست آوردن معادله حالت گاز به کار برده میشود.
مفهوم فشار:
اثر نیرو بر روی یک سطح بستگی دارد که نیرو چگونه اعمال شود. شخصی که کفش ورزشی میخ دار پوشیده. میخ کفشهایش در زمین فرو میرود در صورتیکه کفش معمولی بر زمین آسیب نمیرساند. نکته قابل توجه این است که در هر دو مورد نیرویی که بر سطح وارد میشود یکسان بوده و همان نیروی وزن اوست. اختلاف میان این دو حالت در این است که کفش ورزشی نیرو را بر سطح کوچکی وارد میکند.
میخ کفشها مقدار نیروی کل را تغییر نمیدهد ، بلکه نیرو بر واحد سطح را به شدت افزایش میدهد. که کمیت نیروی وارد بر واحد سطح نیز فشار نام دارد. به زبان ریاضی فشار بصورت زیر بیان میشود:
P=F/A که در آن P فشار ، F نیرو و A سطح مقطع اثر نیرو میباشد.
اسکیبازان موقع اسکی کفش اسکی میپوشند زیرا دارای سطح مقطع بزرگتری است و فشار وارد بر سطح را کاهش میدهد.
چاقو به خاطر سطح مقطع بسیار کوچک تماس با اجسام (مثلا دست) در اثر اعمال مقدار نیروی هر چند ناچیز ، نیروی واحد سطح (فشار) بزرگتری را ایجاد کرده و سبب برش اجسام میشود.
یکای فشار:
فشاربا یکاهای مختلفی بیان میشود. یکای استاندارد ما در دستگاه SI پاسکال میباشد که برابر(1Pa=1N/m2) میباشد. یک پاسکال برابر مقدار یک نیوتن نیروست که بر یک متر مربع سطح جسمی وارد میگردد. بهترین یکایی که میتواند مرجعی برای سایر یکاها به کار برده شود اتمسفر یا جو (Atmospher ) است که به صورت فشار متوسط هوا در سطح دریا تعریف میشود.
چون پاسکال یکای کوچکی برای فشار است معمولا از کیلو پاسکال(kpa) که برابر 1000 پاسکال است، استفاده میکنند. هر جو تقریبا برابر 100 kpa است. هواشناسان ازواحد میلی بار استفاده میکنند که برابر یک دهم پاسکال است. از سایر واحدهای فشار میتوان دین بر سانتیمتر مربع (dyn/cm2) یا torr را نام برد.
چون در اندازه گیری فشار در لوله U شکل از طول سنجی مایع جیوه به فشار سنجی پی می برند، واحد سانتیمتر جیوه (cmHg) نیز برای کمیت فشار به غلط مرسوم شده است.
نحوه اندازه گیری فشار:
فشار را به کمک دستگاههای فشار سنج اندازه میگیرند عمدهترین فشار سنجها که بر حسب مکانیزم کارشناسان نام گذاری شده است عبارتند از:
فشارسنج لوله U شکل
فشار سنج مکلئود
فشار سنج جیوهای
فشار سنج ترموکوپل
فشارسنج صوتی
فشار سنج خازنی
فشارسنج گازایدهآل
ساده ترین و معروترین آنها فشار سنج لوله U شکل است که در آن مقداری جیوه در لوله U شکل ریخته شده و میزان اختلاف فشار محیط (هواکه برابر p0 است) و ماده د اخل فشارسنج که بر مایع جیوه فشار وارد میکند ازطریق اختلاف ارتفاع ستون مایع جیوه اندازه گیری میشود. بنابراین از این طریق فشار واقعی را میتوانیم به دست آوریم: « P=P0+ρg(h-h0)
در رابطه اخیر P فشار و ρ چگالی ماده و P0 فشار اتمسفر ، h0 ارتفاع ستون مایع در فشار اتمسفر ، g شتاب جاذبه وh ارتفاع ستون مایع در فشار ماده میباشد.
فشار جو
فشار به عنوان نیرو بر واحد سطح تعریف می شود. فشار یک گاز برابر با نیرویی است که گاز به واحد سطح جدا از ظرف خود وارد می کند. واحد نیرو در SI ، اسحاق نیوتن است و واحد فشار یک واحد فرعی SI است که یک اسحاق نیوتن بر متر مربع می باشد که در کنفرانس عمومی اوزان و مقادیر ، نام پاسکال بر آن پذیرفته شد. ولی شیمیدانها معمولا فشار گاز را در ارتباط با فشار جو اندازه گیری می کنند.
اتمسفر (یا جو) بر سطح زمین فشار وارد می کند. دستگاهی که برای اندازه گیری فشار جو به کار می رود هواسنج نامیده می شود.این دستگاه اولین بار بوسیله اوان جلیستاتوریچلی ، شاگرد گالیله، اختراع شد. برای تهیه این دستگاه ، لوله طویلی را که یک طرف آن مسدود است از جیوه پر می کنیم و آن را واژگون در یک ظرف جیوه در باز قرار می دهیم. اگر لوله به قدر کافی بلند باشد، جیوه در لوله پایین می آید ولی از آن کاملا خارج نمی شود. فشار جو که بر سطح جیوه درون ظرف وارد می شود، ستونی از جیوه را داخل لوله نگه می دارد.بر سطح بالای جیوه درون لوله عملا فشاری وارد نمی شود و چون جیوه در دمای معمولی چندان فرار نیست، مقدار بخار جیوه در فضای بالای جیوه مایع درون لوله اندک است و هوای آن نیز خارج شده است. خلائی که به این ترتیب حاصل می شود، خلاءتوریچلی نامیده می شود. بنابراین ، فشار درون لوله بالاتر از سطح مرجع ، تنها مربوط به وزن ستون جیوه است. این فشار برابر فشار جو است که خارج لوله و بالای سطح مرجع وجود دارد.
ارتفاع جیوه درون لوله به عنوان میزانی از فشار جو به کار می رود. گفتیم که فشار عبارت از نیرویی است که بر واحد سطح وارد می شود. بنابراین ، سطح مقطع لوله خواه نسبتا بزرگ و خواه کوچک باشد، یک فشار جو معین، جیوه درون لوله را در یک ارتفاع نگه می دارد.
وقتی که فشار عادی جو در سطح دریا اندازه گیری می شود ارتفاع ستون جیوه 76 سانتی متر ، یا 760 میلی متر خواهد بود. اتمسفر استاندارد(atm) در ابتدا بر حسب این شرایط تعریف شده است. تور (torr که از نام توریچلی گرفته شده) فشار هم ارز 1 میلی متر جیوه است و 1atm برابر 760 تور است.اتمسفر استاندارد امروزه به صورت فشاری برابر با pa101325 تعریف می شود و کمیته بین المللی اوزان و مقادیر توصیه می کند که از تور استفاده نشود. در برخی موارد آسانتر آن است که میلی متر جیوه یا تور به کار برده شود (که در صورت لزوم باید به اتمسفر تبدیل گردد). مثلا ، فشار بخار مایعات معمولا بر حسب میلی متر جیوه ،یا تور ثبت می شود. یه طور کلی ، فشارهای پایین بر حسب واحد کوچک فشار مانند تور، آسانتر بیان می شوند. همچنین وقتی که فشار گاز به وسیله هواسنج اندازه گیری می شود، استفاده از میلی متر جیوه ، یا تور ، آسانتر است.
فشار سنج که وسیله ای برای اندازه گیری فشار نمونه ای از گاز است، پس از هواسنج ساخته شده است. بازوی راست فشار سنج باز و مرتبط با جو است. بنابران، بر سطح جیوه در این بازو فشار جو وارد می شود. بازوی سمت چپ به یک محفظه گاز متصل است که از طریق آن، فشار نمونه گاز بر جیوه وارد می شود. چون سطح جیوه در بازوی چپ پایین تر از سطح آن در بازوی راست است، بنابراین، این حالت بیانگر آن است که در آن ، فشار گاز بیشتر از فشار جو است. اگر فشار گاز برابر فشار جو باشد، سطح جیوه در هر دو بازوی لوله U شکل، یکسان خواهد بود. در آزمایش مربوطه ، تفاوت ارتفاع بین دو سطح جیوه (بر حسب mm جیوه) باید به فشار جو (بر حسب میلی متر جیوه،یا تور) اضافه شود تا فشار گاز (بر حسب میلی متر جیوه، یا تور) به دست آید. این فشار کل را با تقسیم آن به 760، می توان به اتمسفر تبدیل کرد. اگر فشار گاز کمتر از فشار جو باشد، جیوه در بازوی چپ بالاتر از بازوی راست خواهد ایستاد. در این صورت باید تفاوت ارتفاع را از فشار جو کم کنیم.
فشار کمیتی است اسکالر و برابر است با نیروی عمود بر سطح در واحد سطح. فشار رابطه نزدیکی با تانسور تنش دارد و مقدار آن برابر با میانگین عناصر قطری ماتریس تنش است. واحد آن در اسآی پاسکال است.
واحدهای فشار
پاسکال
(Pa)
بار
(bar) اتمسفر فنی
(at)
اتمسفر
(atm)
تر
(Torr) پوند−نیرو
بر اینچ مربع
(psi)
1 Pa ≡ 1 N/m2
10−5 1.0197×10−5 9.8692×10−6 7.5006×10−3 145.04×10−6
1 bar 100,000 ≡ 106 dyn/cm2 1.0197 0.98692 750.06 14.504
1 at 98,066.5 0.980665 ≡ 1 kgf/cm2
0.96784 735.56 14.223
1 atm 101,325 1.01325 1.0332 ≡ 1 atm
760 14.696
1 torr 133.322 1.3332×10−3 1.3595×10−3 1.3158×10−3 ≡ 1 Torr; ≈ 1 mmHg
19.337×10−3
1 psi 6,894.76 68.948×10−3 70.307×10−3 68.046×10−3 51.715 ≡ 1 lbf/in2
مثال: ۱Pa = ۱ N/m۲ = ۱۰−۵ bar = ۱۰/۱۹۷×۱۰−۶ at = ۹/۸۶۹۲×۱۰−۶ atm
فشار هوا
اولین بار در قرن هفدهم «توریچلی» ثابت نمود که هوا دارای وزن است و با اعلام وزن و فشار هوا فشارسنج جیوهای خود را در سال هزار و ششصد چهل دو اختراع نمود.
واحد فشار هوا : امروزه متداول ترین واحد مورد استعمال در مورد فشار اتمسفر میلی بار است فشار آتمسفر در 45 درجه عرض جغرافیایی و در هوای صفر درجه و در ارتفاع سطح دریا فشار بهنجار (Normalpressure) نامیده میشود و میزان آن برابر هزار و سیزده میلی بار (هفصد و شصد میلیمتر جیوه و دو بیست و نه صدم اینچ ستون جیوه) میباشد فشارهای بیشتر از این را فشار زیاد و فشار کمتر را فشار کم میگویند.
تغییرات قائم فشار جو : فشار جو با افزایش ارتفاع کاهش یافته و در ارتفاع پنج هزار متری به میزان نصف فشار سطح دریا میرسد.
جدول فشار x معیار اتمسفر در ارتفاعات مختلف
ارتفاع به کیلومتر فشار به میلی بار
0 1013
1 900
2 795
3 700
4 616
جدول فشار x معیار اتمسفر در ارتفاعات مختلف
ارتفاع به کیلومتر فشار به میلی بار
5 540
6 471
7 410
10 264
15 120
فشار اتمسفر به نسبت ارتفاع از سطح زمین کم میشود ولی هیچگونه رابطه سادهایی بین تغییرات فشار و ارتفاع وجود ندارد. به طور تقریبی میتوان گفت که فشار هوا در هر دویست و پنجاه و هفت متر ارتفاع به نسبت تصاعد هندسی با قدرمطلق یک سیام کاهش مییابد. بدین ترتیب فشار جو در ارتفاع دویست و پنجاه و هفت متری بالای زمین بیستونه سیام فشار در سطح دریا و در ارتفاع پانصدوپنجاه متری بیست و هشت سیام فشار در ارتفاع دویست وهفتاد وپنج متری است.
فشار اتمسفر با چگالی هوا ارتباط نزدیک دارد به این جهت به نسبت ازدیاد ارتفاع، فشار با آهنگ سریعتری کاهش مییابد از طرفی دیگر چگالی هوا ارتباط نزدیکی با درجه حرارت دارد و نتیجه ارتباط فشار هوا و درجه حرارت واضح است.
فشار هوا با نیروی جاذبه زمین نیز ارتباط دارد.
پراکندگی افقی فشار هوا : عرض جغرافیاییـ پراکندگی دریاها و خشکیها و اختلاف درجه حرارت نواحی مختلف کره زمین از عواملی هستند که در پراکندگی افقی فشار اثر میگذارند.
سیستم ناوه (Trough) : سیستم ناوه منطقهای کشیده و طویل از یک دستگاه جوی کم فشار است که در امتداد خط ناوه کمترین فشار وجود دارد در این سیستم هوای ابری و توأم بارندگیهای شدید و طولانی و همراه با گرد و خاک و یا تگرگ میباشد. معمولاً در سیستمهای فشار کم و ناوه به علت تجمع ذرات در سطح زمین و صعود تودههای هوا و در اثر عمل انبساط و سرد شدن، مقدار بخار آب موجود در هوا به حد اشباع و تراکم رسیده و تشکیل ابر و بالنتیجه تشکیل پدیدههای جوی از قبیل بارانـ برفـ بارانیخزدهـ تگرگ و غیره میدهد.
سیستم پشته (Ridge) : منطقهایی طویل و کشیده از یک دستگاه جوی پرفشاری است که در امتداد خط پشته بیشترین فشار جو وجود دارد. در این سیستم به علت فرونشینی یعنی نزول تودههای هوا از سطح بالای جو به سطح زمینی هوا گرم شده و در صورتی که ابری وجود داشته باشد تبخیر گردیده و هوا صاف میشود. به این جهت است که مناطق تحت نفوذ چنین سیستمهایی دارای اقلیم خشک و بیابانی است.
کمربدهای فشار در جهان ( Planetary Pressure Belts) : آرامگانهای استواییـ پرفشارهای جنب حاره (عرضهای اسب)ـ کمربندهای کمفشار جنب قطبیـ کلاهک پرفشار قطبی.
پرفشاری خون؛ قاتلی خاموش و بیهیاهو
بیماری پرفشاری خون قاتل خاموش نامیده میشود، زیرا بیسروصدا و بدون علامت شخص مبتلا را به مرگ و پایان زندگی نزدیک میکند. قلب فرد مبتلا به پرفشاری خون بهسختی فعالیت میکند و اگر پرفشاری خون در مراحل اولیه کنترل نشود، نهتنها فعالیت دستگاه قلب و عروق، بلکه تمام اعضای بدن دچار مشکل میشود.
بیش از نیمی از زنان بالای 55 سال به پرفشاری خون مبتلا هستند، بهطوریکه از هر 14 نفر در امریکا، 1 نفر دچار پرفشاری خون است. این بیماری در زنان سیاهپوست بهمراتب شایعتر و شدیدتر است.
طبق آمارهای جهانی، از هر 5 مورد نارسایی قلبی در زنان، 3 مورد بهدلیل کنترل نکردن پرفشاری خون ایجاد میشود. پرفشاری خون به کلیهها آسیب میرساند و موجب نارسایی کلیوی، سکتة مغزی، حملة قلبی و بیماریهای مرگآفرین دیگری میشود. همچنین، زنانی که علاوه بر پرفشاری خون به بیماری دیابت مبتلا هستند بهمراتب بیشتر از سایرین به نارسایی کلیوی و سکتة مغزی دچار میشوند.
علل پرفشاری خون
در اغلب موارد، علت دقیق ابتلا به پرفشاری خون مشخص نیست، اما برخی عوامل ممکن است فرد را در معرض خطر قرار دهد.
عوامل خطرزای مهارنشدنی
برخی از عوامل مؤثر بر فشار خون را نمیتوان تغییر داد. ارث یکی از این عوامل است. فشار خون بالا جزء مواردی است که به ارث میرسد. نژاد عامل دیگر است. سیاهپوستان نسبت به سفیدپوستان بیشتر مستعد ابتلا به پرفشاری خوناند. جنس نیز تأثیرگذار است؛ تا 55 سالگی، مردان بیشتر در معرض خطر ابتلا هستند، بعد از 55 سال، نسبت در هر دو جنس یکسان میشود و از 75 سال به بعد زنان بیشتر در معرض خطر ابتلا قرار میگیرند؛ بنابراین افراد مسن بیشتر به پرفشاری خون مبتلا میشوند.
برخی از بیماریها نظیر دیابت و بیماریهای کلیوی باعث پرفشاری خون میشوند. این قبیل بیماریها را نیز باید از عوامل مهارنشدنی دانست.
عوامل خطرزای مهارشدنی
اگر فشار خون بالایی دارید، با درمان مناسب آن را پایین بیاورید و کنترل کنید و اگر درحالحاضر مشکل فشار خون ندارید، با رعایت موارد زیر، از بروز آن جلوگیری کنید:
ـ وزنتان را کنترل کنید. اگر اضافه وزن دارید، رژیم بگیرید. کم کردن حتی یک کیلوگرم از وزنتان هم مفید است.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 65 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید