Что считает этот калькулятор
Калькулятор давления воды на глубине показывает, с какой силой жидкость давит в выбранной точке ниже поверхности. В основе расчёта лежит формула гидростатического давления: она складывает давление атмосферы, прижимающей поверхность сверху, и вес столба жидкости над интересующей нас точкой. Это универсальная физика, которая пригодится дайверам, инженерам, проектировщикам аквариумов, студентам и всем, кто имеет дело с подводными конструкциями.
Как пользоваться
Укажите глубину под поверхностью в метрах, плотность жидкости (1000 кг/м³ для пресной воды и около 1025 кг/м³ для морской), местное ускорение свободного падения (9,81 м/с² на Земле) и атмосферное давление на поверхности (101 325 Па на уровне моря). Калькулятор выдаст абсолютное давление в паскалях, удобные пересчёты в килопаскали и атмосферы, а также избыточное давление — ту часть, которую создаёт только толща воды.
Разбор формулы
Основное соотношение выглядит так: $$P = \text{P}_{atm} + \rho \cdot g \cdot h$$ где \(P\) — абсолютное давление, \(\text{P}_{atm}\) — атмосферное давление на поверхности, \(\rho\) — плотность жидкости, \(g\) — ускорение свободного падения, \(h\) — глубина. Член \(\rho g h\) — это и есть гидростатическое (избыточное) давление, и оно растёт линейно с глубиной. На каждый метр пресной воды давление увеличивается примерно на 9810 Па (около 0,097 атм), поэтому глубина начинает «весить» очень быстро.
Пример расчёта
Дайвер находится на глубине 10 м в пресной воде. При \(\rho = 1000\) кг/м³, \(g = 9{,}81\) м/с² и \(h = 10\) м избыточное давление составит $$1000 \times 9{,}81 \times 10 = 98\,100 \text{ Па}.$$ Прибавив атмосферное давление 101 325 Па, получаем абсолютное давление 199 425 Па — это примерно 199,4 кПа или около 1,97 атмосферы.
Частые вопросы
Чем избыточное давление отличается от абсолютного? Избыточное давление не учитывает атмосферу и описывает только столб воды (\(\rho g h\)). Абсолютное давление прибавляет к этому атмосферное давление.
Влияют ли форма и площадь поверхности? Нет. Гидростатическое давление зависит только от глубины, плотности жидкости и силы тяжести — форма и ширина ёмкости роли не играют.
Подходит ли калькулятор для морской воды? Да. Просто задайте плотность около 1025 кг/м³ — типичную для морской воды, — и давление получится немного выше, чем для пресной.
