静水圧計算機

深さと液体の密度を入力して、その位置の圧力を求めます。

水面からの深さ
m
液体の密度
kg/m³
表面の圧力
kPa
重力加速度
m/s²

液体による圧力の増加

98.1 kPa

絶対圧199.425 kPa
深さ1単位あたりの増加9.81 kPa/m

静水圧計算機の使い方

水槽の水面からの深さと底付近の圧力計を示す図

液面から測定点までの鉛直距離、液体の密度、重力加速度、液面にかかる圧力を入力します。主な答えは液柱によって増える圧力です。液面の圧力を含めた絶対圧も確認できます。

入力前に確認したいこと

初期値の101.325 kPaはNISTが示す標準大気圧であり、現在地の気圧ではありません。密閉容器では、液面に実際にかかる絶対圧を入力してください。深さは容器の高さや斜面に沿った長さではなく、液面から測定点までの鉛直距離です。

メートル法とヤード・ポンド法を切り替えると、入力済みの値も換算され、同じ物理的状況を保ちます。表示値だけを丸め、計算途中では丸めません。

液体が増やす圧力の式

pg=ρgh,pabs=p0+ρghp_{\mathrm{g}}=\rho gh,\qquad p_{\mathrm{abs}}=p_0+\rho gh

ρは密度、gは重力加速度、hは鉛直方向の深さ、p₀は液面の絶対圧です。静止した、密度がほぼ一定の液体に対する関係で、OpenStaxの流体の章でも説明されています。容器の幅は一点の圧力には入りません。

深さと密度を変えた例

水深0.5 m。密度1000 kg/m³、g = 9.81 m/s²、液面圧101.325 kPaなら、増分は4.905 kPa、絶対圧は106.23 kPaです。浅い位置のセンサーには水槽全体の深さを使いません。

水深10 m。同じ密度、g、液面圧では、増分が98.1 kPa、絶対圧が199.425 kPaになります。増分は深さに比例します。

密度800 kg/m³の液体を3 m。g = 9.81 m/s²、液面圧101.325 kPaなら、増分は23.544 kPa、絶対圧は124.869 kPaです。水以外の液体に水の密度を当てはめると誤差が出ます。

流れ、ポンプ、密度の大きな変化、異なる液体の層はこの単一密度の式だけでは扱えません。出力は測定点の圧力であり、壁面全体に働く力や容器の耐圧ではありません。

よくある質問

ゲージ圧と絶対圧はどう違いますか？

ゲージ圧は液柱による増分です。絶対圧には液面にもともとかかっている絶対圧も含まれます。

深さ0 mではどうなりますか？

液体による増分は0で、絶対圧は入力した液面圧と同じです。

容器を広くすると圧力は上がりますか？

同じ液体、深さ、重力、液面圧なら、一点での圧力は上がりません。

液体が二層の場合は？

各層の密度と厚さでρghを別々に求め、圧力の増分を足してください。

流れている液体にも使えますか？

静水圧の成分は求められますが、流速や摩擦による圧力変化は計算に含まれません。

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