Bugün günlük hayatımızda adını sıkça duyduğumuz bir konuyu ele alacağız. Basınç. Yaşantımızın herhangi bir noktasında daha çok eğitim alanında basınç karşımıza çıkmaktadır. O yüzden sizler basıncın ne olduğunu, nasıl ölçüldüğünü ve maddeye göre halini inceleyeceğiz. Dilersek hadi başlayalım.

Basınç nedir?

Basınç fiziğin bir alt başlıklarından biridir. Bir cismin birim yüzeye uyguladığı dik kuvvete basınç denmektedir. Tüm yüzeye uyguladığı kuvvete ise basınç kuvveti denilmektedir. Basınç birimi Pa (Pascal) şeklinde gösterilir.

Pascal’ın formülü: 1 Pa = 1N/m² = 1kg/m.s²

Pascalın birimleri nelerdir?

• Hectopascal: 1 hPa = 100 Pa
• Kilopascal: 1 kPa = 1000 Pa
• Megapascal: 1 MPa = 1.000.000 Pa

1 Pa (Pascal) ne kadar basınca eşittir?

1 Pa: 1 N/m² = 10−5 bar = 9.8692×10−6 atm (atmosfer basıncı) = 7.5006×10−3 tor’dur.

1 bar: 100,000 Pa = 106 dyn/cm² bar = 0.98692 atm = 750.06 tor

1 atm: 101,325 Pa = 1.01325 bar = 1 atm = 760 tor

1 tor: 133.322 Pa = 1.3332×10−3 bar = 1.3158×10−3 atm = 1 mmHg

Basıncın maddenin hallerine göre ayrımı nasıldır?

Basınç maddenin hallerine göre üç farklı kategoride incelenir: Katı basıncı, sıvı basıncı ve gaz basıncı.

Katı basıncı: katı fazdaki bir cismin yüzeye uyguladığı kuvvettir. Cismin ağırlığı arttıkça yüzeye uygulanan kuvvette artar. Durum tam tersi de olabilir. Cismin ağırlığı daha az ise yüzeye uygulanan kuvvette az olacaktır. Yani buradaki olay cismin kütlesinin uyguladığı kuvvetle basıncın miktarı doğru orantılıdır. Katı basıncı ölçmek için barometre kullanılır.

• Formülize edilmiş hali şöyledir: P = F/S

(Buradaki P basıncı, F basınç kuvvetini S ise yüzey alanıdır.)

Sıvı basıncı: basınç alanında sıvılar daha fazla etkene sahiptir. Bunlar basınç kuvveti (P), yoğunluk (D), yükseklik (H) ve yer çekimi ivmesidir (G). Daha açıklayıcı olmak gerekirse bir sıvı akışkanlığından dolayı tüm yüzeye ve etrafına etki etmektedir. Sıvının bulunduğu yerdeki derinlik arttıkça zemine uygulanan kuvvette artmaktadır. Aynı durum sıvının yoğunluğu içinde geçerlidir. Sıvının yoğunluğu arttıkça zemine yani yüzeye uygulanan basınç artış gösterecektir. Sıvı basıncı ölçmek için manometre kullanılmaktadır.

• Formülize edilmiş hali şöyledir. P = H.D.G

Gaz basıncı: gaz basıncı sıvı basıncına biraz benzese de birkaç farklı parametre daha bulundurur içerisinde. Öyle ki gaz basıncında gazın basıncı (P), gazın hacmi (V), sıcaklığı (T) ve gazın içerisinde bulunan molekül sayısı (N) bulunur. Ayrıca “ideal gaz sabiti” dediğimiz “R” sabiti bulunur. Gaz basıncını ölçmek için manometre kullanılmaktadır. Basınç gazla dolu kabın içindeki moleküllerin kabın duvarına çarpmasıyla oluşmaktadır. Gazın sıcaklığı arttıkça moleküller arası etkileşim daha da artacağından basınç yükselmektedir. Yani gazın sıcaklığıyla gaz basıncı doğru orantılıdır. Gaz basıncıyla hacim ters orantılıdır. Kabın hacmi arttıkça gaz moleküllerinin kabın duvarlarına çarpma uzaklığı daha fazla olacağından hacim arttıkça basınç azalmaktadır. Tabii bunların tam tersi de geçerlidir. Gazın sıcaklığı azalırsa gaz basıncıda azalır ya da kabın hacmi küçüldükçe moleküllerin duvara çarpma uzaklığı azalır ve etkileşim artar bu nedenle gaz basıncı artış göstermektedir.  

• Formül ile göstermek istediğimizde ise şöyledir: P.V = N.R.T

– Gaz basıncında kısmi basınç diye bir olay vardır. Bunu şöyle açıklayabiliriz. Kısmi basınç bir gaz molekülünün etrafına uyguladığı basınçtır. Örnekle açıklayacak olursak bir kap düşünelim ve kabın içerisine gaz dolduralım ister hava olsun ister helyum gazı olsun fark etmez. Kabın içerisindeki bir gaz molekülünün uyguladığı basınca kısmi basınç denmektedir.

– Mutlak basınç atmosfer basıncı ile basınç ölçerde görülen basınç değerinin toplamına verilen isimdir.

Basınç günlük yaşantımızda nerelerde kullanılır?

Basınç günlük hayatımızda çok farklı yerlerde karşımıza çıkmaktadır. Hatta basıncı bile bilmeden basınç uyguladığımızın farkına varmayız. Öyle ki bir tahtaya çivi çaktığımızı düşünelim. Çivinin bir ucu daha sivri diğer tarafı daha geniş ve düz yapıdadır. Çekiçle çiviye vurduğumuzda geniş tarafı hedef alarak vururuz. Buradaki basıncı uygulayan alet elimizdeki çekiçtir. Çekiçle geniş tarafa vurduğumuzda sivri olan uca doğru kuvvet uygulanır. Sivri tarafın yüzeye etki eden tarafı daha yüksek basınç uygulamaya müsait olduğundan kolaylıkla çiviyi tahtaya çakabiliriz.

Basınç sadece bu alanda kullanılmamaktadır. Çoğunlukla sanayi alanlarında kullanılan basınç ölçerler Isıtma/soğutma sistemlerinde içerideki havanın basıncını ayarlamak için, hidrolik fren sistemlerinde, kepçelerdeki hidrolik kollarda, hava kompresörlerinde ve birçok alanda daha kullanılmaktadır.