Schon in der Antike ahnten die Menschen, was der Druck von Luft und Flüssigkeiten wirklich ist. Einige der Ideen über die atomare Struktur der Materie sind uns in dem Gedicht „Über die Natur der Dinge“von Lucretius Cara überliefert, und dies ist die Zeit der Antike, während die Eigenschaften des Drucks bereits im alten Ägypten effektiv genutzt wurden. Die Priester benutzten das erhitzte und expandierte Gas, um die Türen der Tempel "magisch" zu öffnen, und die Bauarbeiter benutzten einen hydraulischen Aufzug, um schwere Steinblöcke anzuheben.
Heute antwortet man auf die Frage, was Druck als physikalische Größe ist: Er ist gleich dem Verhältnis von Kraft zu Flächeneinheit. Daher sind Luftdruck, Fluiddruck in einem Gefäß und Festkörperdruck auf einem Träger ähnliche Phänomene. Da sie Gew alt beinh alten, kann Druck ausgeübt werden, um Arbeit zu verrichten (was die unternehmungslustigen altägyptischen Priester taten).
Beim Druck eines Festkörpers auf eine Unterlage ist im Prinzip alles klar. Das Gewicht des Körpers ist eine Kraft und wird durch die Kontaktfläche des Körpers mit der Stütze geteilt. Aber in Flüssigkeit und Gas sind Teilchen nicht in Ruhe. Sie sind ständig in Bewegung, entweder chaotische Brownsche oder gerichtete Übertragung aufgrund des Einflusses externer Kräfte oder interner Bedingungen des Systems. Druck wird durch den Aufprall von Partikeln auf die Wände erzeugtSchiff.
Die Kraft, die in diesem Fall an der Druckerzeugung beteiligt ist, ist der Impuls, den jedes Teilchen pro Zeiteinheit abgibt. Woher der Impuls und die Kraft kommen, werden wir verstehen, wenn wir uns an die Formeln der Kinematik erinnern, die den elastischen Stoß von Körpern beschreiben. Als elastische Kugel wird ein Molekül oder Atom aus Flüssigkeit und Gas betrachtet. In einer flüssigen und gasförmigen Substanz kollidieren ständig Teilchen miteinander, tauschen Energie und Impuls aus. Druck besteht also nicht nur in Bezug auf die Gefäßwand, sondern auch in jeder Substanz.
Auch im Vakuum gibt es immer eine gewisse Menge an Teilchen, die darin einen kleinen Druck erzeugen. Es hat zwar einige Zeit gedauert, um herauszufinden, dass ein solcher Druck in einem Vakuum existiert. Anfänglich wurde angenommen, dass Vakuum eine absolute Leere ist und keinen Druck erzeugt. Die Physik des Schulkurses geht auch heute noch von dieser Annahme aus.
Kehren wir zur Partikelbewegung zurück. Es wird uns helfen zu verstehen, was Druck kinetisch und statisch ist. Wenn sich Partikel in chaotischer thermischer Bewegung befinden, die konstant ist, gibt es einen statischen Druck. Wenn ein externer Einfluss auf das System ausgeübt wird und vorherrschende Richtungen in der Bewegung von Partikeln auftreten, beginnen dieselben Partikel, kinetischen Druck auszuüben.
Statischer Druck kann zum Beispiel am Boden einer mit Wasser gefüllten Wanne beobachtet werden. Wenn Sie den Wasserhahn öffnen, erzeugt der fallende Wasserstrahl zusätzlichen kinetischen Druck. Vereinfacht lässt sie sich daraus berechnenÜberlegungen, die oben in Bezug auf elastische Kollisionen von Teilchen beschrieben wurden. Der Strahl hat eine messbare Geschwindigkeit und tauscht beim Aufprall Impuls mit dem Wannenboden aus. Der Gesamtdruck des Systems (Wasserbad) ist gleich der Summe aus statischem und kinetischem Druck.
