Vì sao áp suất dưới hai lớp chất lỏng không được tính bằng một khối lượng riêng chọn tùy ý?

Giải thích nguyên lý

Mỗi lớp đóng góp một độ tăng áp suất bằng ρgh của chính lớp ấy trong cân bằng. Muốn tìm áp suất dưới đáy phải cộng các phần tăng, kèm áp suất ở mặt trên nếu hỏi áp suất tuyệt đối. Không lấy tổng chiều cao rồi chọn khối lượng riêng của một lớp bất kỳ.

Ví dụ tính từng bước

Bình hở chứa 0,1 m dầu 800 kg/m³ trên 0,2 m nước 1000 kg/m³, g = 10 m/s². Áp suất dư đáy là 800×10×0,1 + 1000×10×0,2 = 2800 Pa. Dùng toàn nước cho 0,3 m sẽ được 3000 Pa, không đúng hai lớp đã cho.

Điểm dễ hiểu sai

Giữa hai lớp cân bằng, áp suất liên tục ở cùng mặt phân cách trong mô hình bỏ tác dụng bề mặt; khối lượng riêng vẫn đổi theo lớp.

Tự kiểm tra

Nếu áp suất khí quyển cho là 100000 Pa, áp suất tuyệt đối đáy là 102800 Pa.

Điều kiện áp dụng

Hai chất lỏng không trộn, đứng yên, khối lượng riêng gần không đổi; chưa xét dòng chảy hoặc hiệu ứng mao dẫn.

Đọc hình minh họa

Bình cắt lớp với dầu cao 0,1 m, nước cao 0,2 m và các mức tăng áp suất được ghi theo từng lớp. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Các đồ thị đọc theo số liệu và đơn vị hai trục.

Học tiếp

Khối lượng riêng tính theo khối lượng và thể tích Phân biệt áp lực với áp suất trên bề mặt