Fluide - presiune si densitate
Exista o diferenta in modul in care o forta de suprafata actioneaza asupra unui fluid si asupra unui solid. Pentru un solid nu exista restrictii privind directia unei astfel de forte, dar pentru un fluid in repaus forta de suprafata trebuie sa fie totdeauna indreptata perpendicular pe suprafata. Aceasta deoarece un fluid in repaus nu poate sustine o forta tangentiala; paturile de fluid ar aluneca pur si simplu unele peste altele daca ar fi supuse unei astfel de forte. In adevar, incapacitatea fluidelor de a rezista la asemenea forte tangentiale ( sau eforturi de forfecare sau alunecare ) este aceea care le confera capacitatea lor caracteristica de a-si schimba forma sau de a curge.
De aceea este convenabil sa descriem forta care actioneaza asupra unui fluid specificand presiunea p, care este definita ca intensitatea fortei normale pe unitatea de suprafata. Presiunea se transmite catre frontierele solide sau prin sectiuni arbritare ale fluidului, perpendicular pe aceste frontiere sau sectiuni in fiecare punct. Presiunea este o marime scalara si poate varia de la punct la punct pe suprafata.
Densitatea ( Ro ) a unui fluid omogen ( masa impartita la volum ) poate depinde de mai multi factori, cum sunt temperatura si presiunea la care el este supus. Pentru lichide densitatea variaza foarte putin pe intervale largi de presiune si temperatura si o putem trata ca o constanta. Densitatea unui gaz, insa, este foarte sensibila la variatii de temperatura si presiune.
Evangelista Torricelli ( 1608 - 1647 ) a propus o metoda de masurare a presiunii atmosferice prin inventarea barometrului cu mercur in anul 1643. Barometrul cu mercur este un tub lung de sticla care a fost umplut cu mercur si apoi rasturnat intr-o cuva cu mercur. Sa determinat astfel foarte usor ca presiunea atmosferica este po = Ro g h. Presiunea reala intr-un punct intr-un fluid se numeste "presiune absoluta ". Presiunea relativa ( manometrica ) se da fie peste, fie sub presiunea atmosferica.
Un manometru care masoara presiuni sub presiunea atmosferica se numeste de obicei manometru de vid. Presiunea atmosferica intr-un punct descreste cu altitudinea. Exista variatii ale presiunii atmosferice de la o zi la alta, deoarece atmosfera nu este statica. Coloana de mercur din barometru va avea o inaltime de aproximativ 76 cm de mercur la 0 grade Celsius, in camp gravitational normal
( standard ), gn = 9,80665 metrii pe secunda la patrat, se numeste " o atmosfera " ( 1 atm ). Semnificatia principala a acestor experiente din acel timp era conceptia pe care o afirmau ca poate fi creat un spatiu vid. Timp de doua mii de ani, filozofii vorbeau de oroarea pe care natura o are pentru spatiul vid : horror vacui. Datorita acestei orori se spunea ca natura previne formarea unui vid apucand orice substanta invecinata si umpland cu ea instantaneu orice spatiu vidat. Experientele lui Torricelli si Pascal au aratat ca exista limitari in capacitatea naturii de a prevenii un vid.