วิทยาศาสตร์ระดับประถม สารบัญ


ความดัน (Pressure) คือ แรงที่กระทำตั้งฉากกับพื้นที่

ป้จจัยที่มีผลต่อความดัน
  1. แรง
    ถ้าแรงที่กระทำต่อพื้นที่มาก ความดันมาก
    ถ้าแรงที่กระทำต่อพื้นที่น้อย ความดันน้อย
  2. พื้นที่
    ถ้าพื้นที่รับแรงมาก ความดันน้อย
    ถ้าพื้นที่รับแรงน้อย ความดันมาก

ความดันของของเหลว

  1. ความดันของของเหลวขึ้นกับความลึกยิ่งลึกมาก ความดันมากดังนั้น ฐานเขื่อนจะต้องมีขนาดใหญ่เพื่อรับแรงดัน

    คำถาม

    เหตุใดน้ำทีตำแหน่ง A จึงพุ่งออกไปได้ระยะสั้นที่สุด

    จากภาพ จะเห็นได้ว่า น้ำจะรักษาระดับเสมอแม้ว่าภาชนะจะมีรูปร่างแตกต่างกัน
    นักเรียนคิดว่าถ้าเรานำเครื่องวัดความดันไปวัดที่ตำแหน่ง A, B, C, D ตำแหน่งใดจะมีค่าความดันสูงสุด
    เชื่อว่าหลายคนคงจะเลือกตำแหน่ง A เพราะมีปริมาณน้ำมากที่สุด แต่เป็นคำตอบที่ผิด เพราะในความจริงแล้วถ้าอยู่ที่ระดับเดียวกันแล้ว ทุกตำแหน่งจะมีค่าความดันเท่ากัน เพราะค่าความดันไม่ได้ขึ้นกับขนาดของภาชนะแต่ขึ้นกับความสูงของระดับน้ำ ถ้าความสูงเท่ากันค่าความดันก็เท่ากัน จากสูตรจะเห็นว่าระดับความสูงของของเหลวมีผลต่อความดัน ยิ่งสูงมากความดันยิ่งมาก

  2. ความดันของของเหลวขึ้นกับความหนาแน่นของของเหลว

    ความดันของของเหลวที่มีความหนาแน่นมากจะมีค่ามากกว่าความดันของของเหลวที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า จากสูตรเดียวกันจะเห็นว่า ความดันขึ้นกับความหนาแน่นของของเหลว ยิ่งความหนาแน่นของของเหลวมาก ความดันยิ่งมาก

ความดันอากาศ (ความดันบรรยากาศ)

อากาศจัดเป็นสสาร คือสิ่งที่มีตัวตน ต้องการที่อยู่ สัมผัสได้ อากาศมีน้ำหนักจึงมีแรงกด และเมื่อแรงกดกระทำตั้งฉากกับพื้นที่ จะเรียกว่า ความดันอากาศ

ระดับความสูง

โมเลกุลของอากาศก็ถูกแรงโน้มถ่วงของโลกดึงเข้าสู่ศูนย์กลาง ดังนั้นที่ระดับน้ำทะเลโมเลกุลอากาศจะหนาแน่นกว่าที่บนเขาทำให้ ความดันอากาศที่ระดับน้ำทะเลสูงกว่าที่บนเขา โดยที่ระดับน้ำทะเลจะกำหนดค่าความดันอากาศที่ 760 มิลลิเมตรปรอท(mmHg) หรือเรียกว่า ความดัน 1 บรรยากาศ (ATM) และทุกๆความสูงที่เพิ่มขึ้น 11 เมตร ค่าความดันจะลดลง 1 mmHg

ความสูง แปรผกผัน ความดันอากาศ
ยิ่งสูง ความดันอากาศยิ่งลด

อุณหภูมิ

อุณหภูมิ แปรผกผัน ความดันอากาศ
อุณหภูมิเพิ่ม ความดันอากาศลด
อุณหภูมิลด ความดันอากาศเพิ่มขึ้น
(ใช้อธิบายได้ในระบบเปิด)

อากาศร้อนจะลอยตัวสูงขึ้นเพราะความหนาแน่นน้อยจึงเบากว่าทำให้ลอย ส่วนอากาศที่เย็นความหนาแน่นจะมากกว่า หนักจึงจมลงด้วยความรู้นี้เราสามารถนำไปใช้อธิบายการเกิดลมบก-ลมทะเลได้

  • ดินจะดูดความร้อนได้เร็วกว่าน้ำ และดินจะคายความร้อนได้เร็วกว่าน้ำ
  • เวลากลางวัน ดวงอาทิตย์ที่แผ่รังสีพลังงานความร้อนดินจะรับความร้อนได้เร็วกว่า อุณหภูมิเหนือดินจึงสูงกว่าเหนือน้ำ อากาศเมื่อได้รับความร้อนก็จะลอยตัวสูงขึ้น อากาศเย็นกว่าจึงเข้ามาแทนที่ เกิดเป็น“ลมทะเล”
  • เวลากลางคืน น้ำคายความร้อนได้ช้ากว่าดิน ทำให้อุณหภูมิเหนือน้ำสูงกว่า อากาศเมื่อได้รับความร้อนจึงลอยตัวสูงขึ้น อากาศเย็นจากบกจึงไหลมาแทนที่ เกิดเป็น "ลมบก”