दबाव क्या है? परिभाषा, सूत्र, इकाई, उदाहरण
दबाव को किसी वस्तु पर लगाए गए भौतिक बल के रूप में परिभाषित किया गया है। लगाया गया बल प्रति इकाई क्षेत्रफल पर वस्तुओं की सतह के लंबवत होता है। दबाव का मूल सूत्र एफ/ए (प्रति इकाई क्षेत्र बल) है। दाब की इकाई पास्कल (Pa) है। दबाव के प्रकार निरपेक्ष, वायुमंडलीय, विभेदक और गेज दबाव हैं। स्ट्रॉ से पेय पदार्थ पीते समय, क्या आपने देखा है कि आप वास्तव में स्ट्रॉ से हवा खींचते हैं? जब आप पेय पीते हैं, तो आप वास्तव में ‘दबाव’ डाल रहे होते हैं। लेकिन इसका मतलब क्या है? आइए इसके बारे में और अधिक अध्ययन करें।
दबाव क्या है?(दाब किसे कहते है details)
किसी सतह पर प्रति इकाई क्षेत्रफल पर लगने वाले बल की मात्रा को ‘दबाव’ के रूप में परिभाषित किया जाता है। इसे क्षेत्र (जिस पर बल कार्य कर रहा है) पर बल के अनुपात के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है।
दबाव का सूत्र और इकाई
दबाव (p) = बल /क्षेत्र
SI इकाई ‘पास्कल (Pa)’ है। 1pa = 1N/m2
उदाहरण: किसी कुंद पिन पर हथौड़ा मारने की तुलना में तेज़ पिन पर हथौड़ा मारना आसान है। ऐसा इसलिए है क्योंकि नुकीले पिन के अंत का क्षेत्र कुंद पिन के अंत के क्षेत्र से छोटा होता है। इससे दबाव में वृद्धि होती है जिससे तेज पिन आसानी से हथौड़ी मारती है।
दबाव के प्रकार
वायु – दाब
काफी दबाव
अंतर दबाव
अनुमान दबाब
वायु – दाब
पृथ्वी की वायुमंडलीय हवा गैसों की एक परत से घिरी हुई है और इसलिए पृथ्वी के चारों ओर यह हवा एक दबाव डालती है जिसे ‘वायुमंडलीय दबाव’ के रूप में जाना जाता है। समुद्र तल पर इसका मान 101325 Pa है।
इसे पारा बैरोमीटर (इसलिए वायुमंडलीय दबाव को बैरोमीटर के दबाव के रूप में भी जाना जाता है) का उपयोग करके मापा जाता है, जो पारा के एक स्तंभ की ऊंचाई को दर्शाता है जो बैरोमीटर पर वायुमंडल के स्तंभ के वजन को बिल्कुल संतुलित करता है। इसे इकाइयों की कई अलग-अलग प्रणालियों में व्यक्त किया जा सकता है जैसे पारा के मिलीमीटर (या इंच), प्रति वर्ग इंच पाउंड (पीएसआई), प्रति वर्ग सेंटीमीटर डायन, मिलीबार (एमबी), मानक वायुमंडल, या किलोपास्कल।
प्रत्येक 30 मीटर (100 फीट) के लिए लगभग 3.5 मिलीबार की दर से, पृथ्वी की सतह के पास वायुमंडलीय दबाव कम हो जाता है।
कंटेनर की दीवारों पर दबाव
दबाव
कंटेनर (जिसमें यह भरा हुआ है) के तल पर तरल कुछ दबाव डालता है जो कंटेनर में भरे पानी की ऊंचाई पर निर्भर करता है। कंटेनर की पार्श्व दीवारों पर तरल द्वारा लगाए गए दबाव का मान; किसी भी बिंदु पर तापमान उस बिंदु के ऊपर पानी की मात्रा पर निर्भर करता है। चूंकि एक कंटेनर में सतह के ऊपर तरल की ऊंचाई सभी बिंदुओं के लिए समान होती है, इसलिए, तरल एक विशेष स्तर पर समान दबाव डालता है।
गैसें भी अपने कंटेनर की दीवार पर दबाव डालती हैं। गैस अणुओं से बनी होती है और प्रत्येक अणु में कुछ गतिज ऊर्जा होती है। ये अणु जब किसी पात्र की दीवारों से टकराते हैं तो उस पर दबाव डालते हैं।
आइए इसे प्रदर्शित करने के लिए टिन के डिब्बे का उपयोग करके एक प्रयोग करें। टिन के डिब्बे में पानी भरकर उबालें। इसके बाद, टिन के डिब्बे को स्टॉपर से सील कर दें ताकि टिन के डिब्बे में कम दबाव पर भाप रहे। फिर बाहर से टिन के डिब्बे पर थोड़ा ठंडा पानी डालें।
जब आप ऐसा करते हैं, तो यह देखा जाता है कि टिन का डिब्बा अंदर की ओर ढह जाता है। टिन का डिब्बा ढह जाता है क्योंकि जब उस पर ठंडा पानी डाला जाता है तो उसके अंदर भाप संघनित हो जाती है और अंदर हवा का दबाव कम हो जाता है। अंदर और बाहर इस दबाव में अंतर एक बल का कारण बनता है जो कंटेनर की बाहरी दीवारों पर लगाया जाता है। यह बल ही टिन के डिब्बे को अंदर की ओर कुचलने का कारण बनता है।
ध्यान दें: टिन-कैन आमतौर पर अपना आकार बनाए रखता है क्योंकि कंटेनर के बाहर गैस अणुओं द्वारा लगाया गया बल कंटेनर के अंदर के बल द्वारा संतुलित होता है।
आपके लिए हल किया गया उदाहरण
Q. भौतिकी की दृष्टि से निम्नलिखित में से किसे तरल पदार्थ माना जाता है?
A। ठोस और गैसें
B। गैसें और तरल पदार्थ
C। केवल तरल पदार्थ
D। तरल पदार्थ और ठोस
Ans: बी. गैसें और तरल पदार्थ
द्रव को ऐसे पदार्थ के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसका कोई निश्चित आकार नहीं होता है और जो आसानी से बाहरी दबाव झेलता है। वे दो प्रकार के होते हैं- गैस और तरल
दबाव को प्रभावित करने वाले कारक
चूँकि दबाव उस क्षेत्र पर निर्भर करता है जिस पर बल कार्य कर रहा है, बल में कोई बदलाव किए बिना दबाव को बढ़ाया और घटाया जा सकता है। लागू बल स्थिर रहता है यदि सतह छोटी हो जाती है तो दबाव बढ़ जाता है और इसके विपरीत।
उदाहरण के लिए, सतह पर बैठी एक ईंट जिस वस्तु पर टिकी हुई है उस पर अपने वजन के बराबर बल लगाती है। अब हम जानते हैं कि एक आयताकार ईंट की सतह चौड़ी और किनारों पर पतली सतह होती है। किसी सतह पर टिकी हुई ईंट की दिशा को बदलकर, हम उसी ईंट द्वारा सतह पर लगने वाले दबाव को प्रभावी ढंग से बदल रहे हैं। अधिक जानकारी के लिए नीचे दी गई छवि देखें
दूसरे शब्दों में, यदि सतह छोटी हो जाती है, तो दबाव बड़ा हो जाता है। यही कारण है कि हमारे चाकू और नाखून इतने तेज़ होते हैं। एक चाकू अपनी पूरी काटने वाली धार पर बल वितरित करता है। धार जितनी तेज़ होगी, दबाव उतना अधिक होगा, और परिणामस्वरूप तेज़ चाकू से काटना आसान होगा। एक कुंद चाकू में, बल को एक बड़े सतह क्षेत्र के साथ इसकी कुंद सतह पर वितरित किया जाता है। इसलिए, हमें काटने के लिए अधिक बल लगाना होगा। इसलिए, चाकू तभी सबसे अच्छा होता है जब वह सबसे तेज़ हो।
उसी कारण से – अर्थात्, सतह क्षेत्र में कमी से शुद्ध दबाव बढ़ जाता है – एक विशेषज्ञ द्वारा दिया गया कराटे चॉप खुले हाथ के थप्पड़ की तुलना में कहीं अधिक हानिकारक और घातक है। जब आप किसी को थप्पड़ मारते हैं, तो सतह पर थप्पड़ मारने में आप जो बल लगाते हैं वह आपके हाथ की पूरी हथेली पर वितरित हो जाता है। इसके विपरीत, कराटे चॉप आपके हाथ के किनारों पर सारा बल केंद्रित करता है जिसका सतह क्षेत्र आपकी हथेलियों की तुलना में काफी कम होता है। इससे सतह पर अधिक दबाव पड़ता है जिससे कराटे चॉप एक थप्पड़ से भी अधिक घातक हो जाता है।
हालाँकि, कभी-कभी बड़े सतह क्षेत्र को भी प्राथमिकता दी जाती है। एक सामान्य ड्राइंग पिन एक सपाट गोल सिरे के साथ आता है जिसके साथ आप दूसरे नुकीले सिरे को ड्राइंग बोर्ड में धकेलते हैं। क्या आप कल्पना कर सकते हैं कि यदि किसी ड्राइंग पिन के दोनों किनारे नुकीले हों तो उसे बोर्ड में धकेलना कितना कठिन होगा? चूँकि एक सिरा सपाट है, आप आवश्यक बल आसानी से लगा सकते हैं। स्कीइंग और सर्फिंग में भी इसी तरह की रणनीति का उपयोग किया जाता है। सर्फ़बोर्ड और स्की का उपयोग करके, हम उस क्षेत्र को बढ़ाते हैं जिस पर हमारा वजन कार्य करता है जिससे हमें पानी या बर्फ की सतह पर तैरने या फिसलने की अनुमति मिलती है।
Frequently Asked Questions
Q1 दबाव को परिभाषित करें.
किसी वस्तु की सतह पर प्रति इकाई क्षेत्र पर लंबवत लगाया गया बल, जिस पर वह बल वितरित होता है, दबाव के रूप में जाना जाता है।
Q2 बल को परिभाषित करें.
किसी द्रव्यमान वाली वस्तु पर लगने वाला धक्का या खिंचाव जिसके कारण उसका वेग बदल जाता है, बल कहलाता है।
Q3 तरल पदार्थ दबाव क्यों डालते हैं?
द्रव सभी दिशाओं में दबाव डालता है क्योंकि द्रव के कण सभी दिशाओं में गति कर सकते हैं। इन अणुओं की गति के परिणामस्वरूप निरंतर टकराव होता रहता है। टक्कर के कारण दबाव बनता है जो सभी दिशाओं में फैलता है।
Q4 तापमान गैस के दबाव को कैसे प्रभावित करता है?
हम जानते हैं कि गैस का तापमान अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा के समानुपाती होता है। जैसे-जैसे गतिज ऊर्जा बढ़ती है, अणुओं के बीच टकराव बढ़ता है जिसके परिणामस्वरूप गैस में दबाव बढ़ता है।