ماذا تفعل هذه الحاسبة
تقدّر حاسبة ضغط الماء حسب العمق مقدار الضغط الذي يمارسه سائل عند عمق محدّد تحت سطحه. تعتمد على معادلة الضغط الهيدروستاتيكي التي تجمع بين الضغط الواقع من الغلاف الجوي وبين وزن عمود السائل الموجود فوق النقطة المدروسة. وهذه فيزياء تنطبق في كل مكان — فهي مفيدة للغوّاصين والمهندسين ومصمّمي أحواض الأسماك والطلاب وكل من يتعامل مع المنشآت المغمورة بالماء.
كيفية الاستخدام
أدخِل العمق تحت السطح بالأمتار، وكثافة السائل (1000 كجم/م³ للماء العذب، ونحو 1025 كجم/م³ لماء البحر)، وتسارع الجاذبية المحلي (9.81 م/ث² على سطح الأرض)، والضغط الجوي عند السطح (101,325 باسكال عند مستوى سطح البحر). تعرض لك الحاسبة الضغط المطلق بالباسكال، مع تحويلات عملية إلى الكيلوباسكال والجو، إضافةً إلى الضغط المقياسي (وهو الجزء الناتج عن الماء وحده).
شرح المعادلة
العلاقة الأساسية هي $$P = \text{P}_{atm} + \rho \cdot g \cdot h$$ حيث \(P\) هو الضغط المطلق، و\(\text{P}_{atm}\) هو الضغط الجوي عند السطح، و\(\rho\) كثافة السائل، و\(g\) تسارع الجاذبية، و\(h\) العمق. والحدّ \(\rho \cdot g \cdot h\) هو الضغط الهيدروستاتيكي أو المقياسي — وهو يزداد خطيًّا مع العمق. فالضغط يرتفع بنحو 9,810 باسكال (أي نحو 0.097 جو) عن كل متر من الماء العذب، ولذلك يصبح العمق هو العامل المهيمن بسرعة.
مثال محلول
لنفترض أن غوّاصًا يوجد على عمق 10 أمتار في ماء عذب. بأخذ \(\rho = 1000\) كجم/م³، و\(g = 9.81\) م/ث²، و\(h = 10\) م، يكون الضغط المقياسي $$1000 \times 9.81 \times 10 = 98{,}100 \text{ باسكال}$$ وبإضافة الضغط الجوي البالغ 101,325 باسكال نحصل على ضغط مطلق قدره 199,425 باسكال، أي ما يعادل نحو 199.4 كيلوباسكال أو قرابة 1.97 جو.
الأسئلة الشائعة
ما الفرق بين الضغط المقياسي والضغط المطلق؟ يتجاهل الضغط المقياسي الغلاف الجوي ويقيس عمود الماء وحده فقط (\(\rho \cdot g \cdot h\))، بينما يضيف الضغط المطلق الضغط الجوي فوق ذلك.
هل يؤثّر الشكل أو مساحة السطح؟ لا. يعتمد الضغط الهيدروستاتيكي على العمق وكثافة السائل والجاذبية فقط — لا على شكل الوعاء أو عرضه.
هل يمكنني استخدامها لماء البحر؟ نعم — ما عليك سوى ضبط الكثافة عند نحو 1025 كجم/م³ لماء البحر الاعتيادي، وهو ما يعطي ضغوطًا أعلى قليلًا من الماء العذب.
