Presión

Matemáticamente: ^{[ 4 ]}$${\displaystyle p={\frac {F}{A}},{\text{ o }}P={\frac {F}{A}},}$$ dónde:

• ${\displaystyle p}$es la presión,
• ${\displaystyle F}$es la magnitud de la fuerza normal ,
• ${\displaystyle A}$es el área de la superficie en contacto.

La presión es una magnitud escalar . Relaciona el elemento de área vectorial (un vector normal a la superficie) con la fuerza normal que actúa sobre ella. La presión es la constante de proporcionalidad escalar que relaciona estos dos vectores normales: $${\displaystyle d\mathbf {F} _{n}=-p\,d\mathbf {A} =-p\,\mathbf {n} \,dA.}$$

El signo negativo proviene de la convención de que la fuerza se considera dirigida hacia el elemento de superficie, mientras que el vector normal apunta hacia afuera. La ecuación tiene sentido porque, para cualquier superficie S en contacto con el fluido, la fuerza total ejercida por el fluido sobre dicha superficie es la integral de superficie sobre S del lado derecho de la ecuación anterior.

Es incorrecto (aunque bastante común) decir que "la presión está dirigida en tal o cual dirección". La presión, como magnitud escalar, no tiene dirección. La fuerza, según la relación anterior con dicha magnitud, sí tiene dirección, pero la presión no. Si cambiamos la orientación del elemento de superficie, la dirección de la fuerza normal cambia en consecuencia, pero la presión permanece constante.

La presión se distribuye en los límites sólidos o a través de secciones arbitrarias de fluido normales a estos límites o secciones en cada punto. Es un parámetro fundamental en termodinámica y es conjugado al volumen . ^{[ 5 ]} Se define como una derivada de la energía interna de un sistema: ^{[ 6 ]}

$${\displaystyle p=-\left({\frac {\partial U}{\partial V}}\right)_{S,N},}$$

dónde:

• ${\displaystyle U}$es la energía interna,
• ${\displaystyle V}$es el volumen del sistema,
• Los subíndices significan que la derivada se toma con entropía fija (${\displaystyle S}$) y número de partículas (${\displaystyle N}$).

La unidad del SI para la presión es el pascal (Pa), equivalente a un newton por metro cuadrado (N/m² ^o kg·m⁻¹ ^· s⁻² ⁾ . Este nombre para la unidad se añadió en 1971; ^{[ 7 ]} antes de eso, la presión en el SI se expresaba en newtons por metro cuadrado.

Otras unidades de presión, como libras por pulgada cuadrada (lbf/in² ⁾ y bar , también son de uso común. La unidad de presión del CGS es el barye (Ba), equivalente a 1  dyn·cm⁻² ^, o 0,1  Pa. La presión a veces se expresa en gramos-fuerza o kilogramos-fuerza por centímetro cuadrado ("g/cm² ^" o "kg/cm² ^" ) y similares sin identificar correctamente las unidades de fuerza. Sin embargo, el uso de los nombres kilogramo, gramo, kilogramo-fuerza o gramo-fuerza (o sus símbolos) como unidades de fuerza está desaconsejado en el SI. La atmósfera técnica (símbolo: at) es 1  kgf/cm² ⁽ 98,0665  kPa, o 14,223  psi).

La presión está relacionada con la densidad de energía y puede expresarse en unidades como julios por metro cúbico (J/m³ ^, que es igual a Pa). Matemáticamente: $${\displaystyle p={\frac {F\cdot {\text{distancia}}}{A\cdot {\text{distancia}}}}={\frac {\text{trabajo}}{\text{volumen}}}={\frac {\text{energía (J)}}{{\text{volumen }}({\text{m}}^{3})}}.}$$

Algunos meteorólogos prefieren el hectopascal (hPa) para la presión atmosférica, equivalente al antiguo milibar (mbar). En la mayoría de los demás campos, excepto en la aviación, donde se suele usar el prefijo hecto-, se utilizan presiones similares en kilopascales (kPa). En Estados Unidos todavía se usa la pulgada de mercurio. Los oceanógrafos suelen medir la presión submarina en decibares (dbar) porque la presión en el océano aumenta aproximadamente un decibar por metro de profundidad.

La atmósfera estándar (atm) es una constante establecida. Es aproximadamente igual a la presión atmosférica típica al nivel medio del mar de la Tierra y se define como101 325  Pa (la IUPAC recomienda el valor100 000  Pa , pero antes de 1982 el valor Se solía utilizar 101 325 Pa (= 1 atm). ^{[ 8 ]}

Dado que la presión se mide comúnmente por su capacidad para desplazar una columna de líquido en un manómetro , a menudo se expresa como la profundidad de un fluido determinado (por ejemplo, centímetros de agua , milímetros de mercurio o pulgadas de mercurio ). Las opciones más comunes son el mercurio (Hg) y el agua; el agua no es tóxica y está fácilmente disponible, mientras que la alta densidad del mercurio permite utilizar una columna más corta (y, por lo tanto, un manómetro más pequeño) para medir una presión dada. La presión ejercida por una columna de líquido de altura h y densidad ρ viene dada por la ecuación de presión hidrostática p = ρgh , donde g es la aceleración gravitatoria . La densidad del fluido y la gravedad local pueden variar de una lectura a otra dependiendo de factores locales, por lo que la altura de una columna de fluido no define la presión con precisión.

Cuando hoy se citan milímetros de mercurio (o pulgadas de mercurio), estas unidades no se basan en una columna física de mercurio; más bien, se les han dado definiciones precisas que pueden expresarse en términos de unidades del SI. ^{[ 9 ]} Un milímetro de mercurio es aproximadamente igual a un torr . Las unidades basadas en agua todavía dependen de la densidad del agua, una cantidad medida, no definida. Estas unidades manométricas todavía se encuentran en muchos campos. La presión arterial se mide en milímetros (o centímetros) de mercurio en la mayor parte del mundo, y las presiones pulmonares en centímetros de agua todavía son comunes.

Los buceadores utilizan las unidades de presión metro de agua de mar (msw o MSW) y pie de agua de mar (fsw o FSW), que son las unidades que se utilizan en los manómetros para medir la exposición a la presión en las cámaras de buceo y en los ordenadores de descompresión personales .

La presión manométrica se suele expresar en unidades con la letra "g" añadida, por ejemplo, "kPag", "barg" o "psig", y a las unidades de presión absoluta a veces se les añade el sufijo "a", por ejemplo, "kPaa", "psia". Sin embargo, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU . recomienda que, para evitar confusiones, cualquier modificador se aplique a la magnitud que se mide en lugar de a la unidad de medida. ^{[ 10 ]} Por ejemplo, " p _g = 100 psi" en lugar de " p = 100 psig" .

La presión diferencial se expresa en unidades con la letra "d" añadida; este tipo de medición resulta útil al considerar el rendimiento del sellado o si una válvula se abrirá o se cerrará.

Entre las unidades de presión populares en la actualidad o en el pasado se incluyen las siguientes:

• atmósfera (atm)
• unidades manométricas:
  • centímetro, pulgada, milímetro (torr) y micrómetro (mTorr, micra) de mercurio,
  • altura de columna de agua equivalente, incluyendo milímetros (mm H₂ O),centímetro(cmH₂ O), metro,pulgaday pie de agua;
• Unidades imperiales y consuetudinarias:
  • kip , tonelada-fuerza corta , tonelada-fuerza larga , libra-fuerza , onza-fuerza y ​​libra por pulgada cuadrada,
  • toneladas-fuerza cortas y toneladas-fuerza largas por pulgada cuadrada,
  • fsw (pies de agua de mar) utilizado en el buceo, particularmente en relación con la exposición a la presión de buceo y la descompresión ;
• Unidades métricas no pertenecientes al SI:
  • bar , decibar, milibar ,
    • msw (metros de agua de mar), utilizado en el buceo, particularmente en relación con la exposición a la presión de buceo y la descompresión ,
  • kilogramo-fuerza, o kilopondio, por centímetro cuadrado ( atmósfera técnica ),
  • gramos-fuerza y ​​toneladas-fuerza (tonelada-fuerza métrica) por centímetro cuadrado,
  • baria ( dina por centímetro cuadrado),
  • kilogramo-fuerza y ​​tonelada-fuerza por metro cuadrado,
  • estena por metro cuadrado ( pieze ).

Como ejemplo de presiones variables, se puede presionar un dedo contra una pared sin dejar ninguna marca; sin embargo, si ese mismo dedo presiona una chincheta , puede dañar fácilmente la pared. Aunque la fuerza aplicada a la superficie es la misma, la chincheta ejerce mayor presión porque la punta concentra esa fuerza en un área menor. La presión se transmite a los límites sólidos o a través de secciones arbitrarias de fluido normales a estos límites o secciones en cada punto. A diferencia del esfuerzo , la presión se define como una magnitud escalar . El gradiente negativo de presión se denomina densidad de fuerza . ^{[ 11 ]}

Otro ejemplo es un cuchillo. Si se usa el filo plano, la fuerza se distribuye sobre una superficie mayor, lo que resulta en menor presión, y no cortará. En cambio, al usar el filo afilado, que tiene menor superficie, se genera mayor presión, por lo que el cuchillo corta con precisión. Este es un ejemplo de una aplicación práctica de la presión. ^{[ 12 ]}

En el caso de los gases, la presión a veces se mide no como una presión absoluta , sino en relación con la presión atmosférica ; estas mediciones se denominan presión manométrica . Un ejemplo de esto es la presión del aire en un neumático de automóvil , que podría decirse que es de " 220 kPa (32 psi) ", pero que en realidad es 220 kPa (32 psi) superior a la presión atmosférica. Dado que la presión atmosférica a nivel del mar es de aproximadamente 100 kPa (14,7 psi), la presión absoluta en el neumático es, por lo tanto, de aproximadamente 320 kPa (46 psi) . En el lenguaje técnico, esto se escribe como "una presión manométrica de 220 kPa (32 psi) ".          

Cuando el espacio es limitado, como en manómetros , placas de identificación , etiquetas de gráficos y encabezados de tablas, se permite el uso de un modificador entre paréntesis, como "kPa (manométrica)" o "kPa (absoluta)". ^{[ 13 ]} En trabajos técnicos que no utilizan el SI , una presión manométrica de 32 psi (220 kPa) a veces se escribe como "32 psig" y una presión absoluta como "32 psia", aunque se prefieren los otros métodos explicados anteriormente que evitan adjuntar caracteres a la unidad de presión. ^{[ 10 ]}    

La presión manométrica es la medida de presión relevante cuando se estudia la tensión en los depósitos de almacenamiento y los componentes de tuberías de los sistemas fluidodinámicos. Sin embargo, cuando se deben calcular propiedades de la ecuación de estado, como densidades o cambios en las densidades, las presiones deben expresarse en términos de sus valores absolutos. Por ejemplo, si la presión atmosférica es de 100 kPa (15 psi) , un gas (como el helio) a 200 kPa (29 psi) (manométrica ) ( 300 kPa o 44 psi [absoluta]) es un 50 % más denso que el mismo gas a 100 kPa (15 psi) (manométrica ) ( 200 kPa o 29 psi [absoluta]). Centrándose en los valores manométricos, se podría concluir erróneamente que la primera muestra tenía el doble de densidad que la segunda.          

En un gas estático , el gas en su conjunto parece no moverse. Sin embargo, las moléculas individuales del gas se encuentran en constante movimiento aleatorio . Debido a la enorme cantidad de moléculas y a que el movimiento de las moléculas individuales es aleatorio en todas las direcciones, no se detecta movimiento. Cuando el gas está al menos parcialmente confinado (es decir, no puede expandirse rápidamente), presenta una presión hidrostática . Este confinamiento puede lograrse mediante un recipiente físico o en el campo gravitatorio de una gran masa, como un planeta, también conocido como presión atmosférica .

En el caso de las atmósferas planetarias , la fuerza del gradiente de presión del gas que empuja hacia afuera desde altitudes más bajas y mayor presión hacia altitudes más altas se equilibra con la fuerza gravitatoria , lo que impide que el gas se difunda al espacio exterior y mantiene el equilibrio hidrostático .

En un recipiente físico, la presión del gas se origina por la colisión de las moléculas con las paredes del recipiente. Las paredes del recipiente pueden estar en cualquier punto dentro del gas, y la fuerza por unidad de área (la presión) es la misma. Si el "recipiente" se reduce a un punto muy pequeño (lo cual se vuelve menos cierto a medida que nos acercamos a la escala atómica), la presión seguirá teniendo un único valor en ese punto. Por lo tanto, la presión es una magnitud escalar, no vectorial. Tiene magnitud, pero no dirección. La fuerza de presión actúa en todas las direcciones en un punto dentro de un gas. En la superficie de un gas, la fuerza de presión actúa perpendicularmente (en ángulo recto) a la superficie. ^{[ 14 ]}

Una magnitud estrechamente relacionada es el tensor de tensión σ , que relaciona la fuerza vectorial.${\displaystyle \mathbf {F} }$al área vectorial${\displaystyle \mathbf {A} }$a través de la relación lineal${\displaystyle \mathbf {F} =\sigma \mathbf {A} }$.

Este tensor puede expresarse como la suma del tensor de esfuerzos viscosos menos la presión hidrostática. El negativo del tensor de esfuerzos se denomina a veces tensor de presión, pero en lo sucesivo, el término «presión» se referirá únicamente a la presión escalar. ^{[ 15 ]}

Según la teoría de la relatividad general , la presión aumenta la intensidad de un campo gravitatorio (véase el tensor de energía-impulso ) y, por lo tanto, contribuye a la causa masa-energía de la gravedad . Este efecto es imperceptible a presiones cotidianas, pero es significativo en las estrellas de neutrones , aunque no se ha comprobado experimentalmente. ^{[ 16 ]}

La presión de un fluido es, con mayor frecuencia, la tensión de compresión en algún punto dentro del mismo . (El término fluido se refiere tanto a líquidos como a gases; consulte más abajo para obtener información específica sobre la presión de líquidos o la presión de gases ). La presión de un fluido se produce en una de dos situaciones:

• Una condición abierta, denominada "flujo de canal abierto", por ejemplo, el océano, una piscina o la atmósfera.
• Una condición de circuito cerrado, denominada "conducto cerrado", por ejemplo, una tubería de agua o una tubería de gas.

La presión en condiciones abiertas generalmente puede aproximarse a la presión en condiciones estáticas (incluso en el océano, donde hay olas y corrientes), ya que los movimientos generan cambios insignificantes en la presión. Estas condiciones se ajustan a los principios de la estática de fluidos . La presión en cualquier punto de un fluido en reposo (estático) se denomina presión hidrostática .

Los cuerpos cerrados de fluido pueden ser "estáticos" cuando el fluido no se mueve o "dinámicos" cuando puede moverse, como en una tubería o al comprimir el aire en un recipiente cerrado. La presión en condiciones cerradas se rige por los principios de la dinámica de fluidos .

Los conceptos de presión de fluidos se atribuyen principalmente a los descubrimientos de Blaise Pascal y Daniel Bernoulli . La ecuación de Bernoulli se puede utilizar en casi cualquier situación para determinar la presión en cualquier punto de un fluido. La ecuación hace algunas suposiciones sobre el fluido, como que el fluido sea ideal ^{[ 17 ]} e incompresible. ^{[ 17 ]} Un fluido ideal es un fluido en el que no hay fricción, es inviscido ^{[ 17 ]} ( viscosidad cero ). ^{[ 17 ]} La ​​ecuación para todos los puntos de un sistema lleno de un fluido de densidad constante es ^{[ 18 ]}$${\displaystyle {\frac {p}{\gamma }}+{\frac {v^{2}}{2g}}+z=\mathrm {const} ,}$$

dónde:

• p , presión del fluido,
• ${\displaystyle {\gamma }}$= ρg , densidad × aceleración de la gravedad es el peso específico (volumétrico) del fluido, ^{[ 17 ]}
• v , velocidad del fluido,
• g , aceleración de la gravedad ,
• z , elevación,
• ${\displaystyle {\frac {p}{\gamma }}}$, cabezal de presión,
• ${\displaystyle {\frac {v^{2}}{2g}}}$, cabeza de velocidad.

Las presiones de explosión o deflagración son el resultado de la ignición de gases explosivos , nieblas, polvo/suspensiones de aire, en espacios abiertos y confinados.

Si bien las presiones son, en general, positivas, existen diversas situaciones en las que pueden presentarse presiones negativas:

• Cuando se trabaja con presiones relativas (manométricas), por ejemplo, una presión absoluta de 80  kPa se puede describir como una presión manométrica de -21  kPa (es decir, 21  kPa por debajo de una presión atmosférica de 101  kPa). Por ejemplo, la descompresión abdominal es un procedimiento obstétrico durante el cual se aplica intermitentemente presión manométrica negativa al abdomen de una mujer embarazada.
• Las presiones absolutas negativas son posibles. Son efectivamente tensión , y tanto los sólidos como los líquidos a granel pueden someterse a presión absoluta negativa al tirar de ellos. ^{[ 19 ]} Microscópicamente, las moléculas en sólidos y líquidos tienen interacciones atractivas que superan la energía cinética térmica, por lo que se puede mantener cierta tensión. Termodinámicamente, sin embargo, un material a granel bajo presión negativa se encuentra en un estado metaestable , y es especialmente frágil en el caso de los líquidos, donde el estado de presión negativa es similar al sobrecalentamiento y es fácilmente susceptible a la cavitación . ^{[ 20 ]} En ciertas situaciones, se puede evitar la cavitación y mantener presiones negativas indefinidamente, ^{[ 20 ]} por ejemplo, se ha observado que el mercurio líquido puede soportar hasta−425  atm en recipientes de vidrio limpios. ^{[ 21 ]} Se cree que las presiones negativas del líquido están involucradas en el ascenso de la savia en plantas más altas de 10  m (la altura de la presión atmosférica del agua). ^{[ 22 ]}
• El efecto Casimir puede crear una pequeña fuerza de atracción debido a las interacciones con la energía del vacío ; esta fuerza a veces se denomina "presión de vacío" (que no debe confundirse con la presión manométrica negativa del vacío).
• En cuerpos rígidos sometidos a tensiones no isotrópicas, dependiendo de la orientación de la superficie, la misma distribución de fuerzas puede presentar una componente de tensión positiva a lo largo de la normal a una superficie y una componente de tensión negativa a lo largo de la normal a otra superficie. La presión se define entonces como el promedio de las tres tensiones principales.
  • Las tensiones en un campo electromagnético son generalmente no isotrópicas, siendo la tensión normal a un elemento de la superficie (la tensión normal ) negativa y positiva para los elementos de la superficie perpendiculares a este.
• En cosmología , la energía oscura crea una cantidad muy pequeña, pero cósmicamente significativa, de presión negativa, que acelera la expansión del universo .

La presión de estancamiento es la presión que ejerce un fluido cuando se ve obligado a detenerse. Por consiguiente, aunque un fluido que se mueve a mayor velocidad tendrá una presión estática menor , puede tener una presión de estancamiento mayor cuando se detiene por completo. La presión estática y la presión de estancamiento se relacionan mediante: $${\displaystyle p_{0}={\frac {1}{2}}\rho v^{2}+p}$$ dónde

• ${\displaystyle p_{0}}$es la presión de estancamiento ,
• ${\displaystyle \rho }$es la densidad,
• ${\displaystyle v}$es la velocidad del flujo,
• ${\displaystyle p}$es la presión estática.

La presión de un fluido en movimiento se puede medir utilizando un tubo Pitot , o alguna de sus variantes como la sonda Kiel o la sonda Cobra , conectadas a un manómetro . Dependiendo de la ubicación de los orificios de entrada en la sonda, esta puede medir presiones estáticas o presiones de estancamiento.

Existe un análogo bidimensional de la presión: la fuerza lateral por unidad de longitud aplicada sobre una línea perpendicular a la fuerza.

La presión superficial se denota por π : $${\displaystyle \pi ={\frac {F}{l}}}$$

Aclaración: la expresión no se evalúa a la constante pi (π).

y comparte muchas propiedades similares con la presión tridimensional. Las propiedades de los productos químicos superficiales se pueden investigar midiendo isotermas de presión/área, como el análogo bidimensional de la ley de Boyle , πA = k , a temperatura constante.

La tensión superficial es otro ejemplo de presión superficial, pero con signo invertido, porque "tensión" es lo opuesto a "presión".

En un gas ideal , las moléculas no tienen volumen y no interactúan. Según la ley de los gases ideales , la presión varía linealmente con la temperatura y la cantidad, e inversamente con el volumen: $${\displaystyle p={\frac {nRT}{V}},}$$ dónde:

• p es la presión absoluta del gas,
• n es la cantidad de sustancia ,
• T es la temperatura absoluta,
• V es el volumen,
• R es la constante de los gases ideales .

Los gases reales exhiben una dependencia más compleja de las variables de estado. ^{[ 23 ]}

La presión de vapor es la presión que ejerce un vapor en equilibrio termodinámico con sus fases condensadas en un sistema cerrado. Todos los líquidos y sólidos tienden a evaporarse y convertirse en gas, y todos los gases tienden a condensarse de nuevo en estado líquido o sólido.

El punto de ebullición a presión atmosférica de un líquido (también conocido como punto de ebullición normal ) es la temperatura a la que la presión de vapor se iguala a la presión atmosférica ambiente. Con cualquier incremento de esta temperatura, la presión de vapor se vuelve suficiente para superar la presión atmosférica y elevar el líquido, formando burbujas de vapor en su interior. La formación de burbujas a mayor profundidad requiere una presión más alta y, por lo tanto, una temperatura más elevada, ya que la presión del fluido aumenta por encima de la presión atmosférica a medida que aumenta la profundidad.

La presión de vapor que un solo componente de una mezcla aporta a la presión total del sistema se denomina presión parcial de vapor .

Cuando una persona nada bajo el agua, siente la presión del agua sobre sus tímpanos. Cuanto más profundo nada, mayor es la presión. Esta presión se debe al peso del agua que se encuentra sobre la persona. A mayor profundidad, mayor es la cantidad de agua que hay sobre ella y, por lo tanto, mayor es la presión. La presión que ejerce un líquido depende de su profundidad.

La presión de un líquido también depende de su densidad. Si una persona se sumergiera en un líquido más denso que el agua, la presión sería proporcionalmente mayor. Por lo tanto, podemos afirmar que la profundidad, la densidad y la presión del líquido son directamente proporcionales. La presión en un líquido de densidad uniforme se representa mediante la siguiente fórmula: $${\displaystyle p=\rho gh,}$$ dónde:

• p es la presión del líquido,
• ρ es la densidad del líquido,
• g es la aceleración debida a la gravedad,
• h es la profundidad dentro del líquido.

Otra forma de expresar la misma fórmula es la siguiente: $${\displaystyle p={\text{densidad}}\times {\text{aceleración gravitacional}}\times {\text{profundidad}}.}$$

La presión que un líquido ejerce contra las paredes y el fondo de un recipiente depende de su densidad y profundidad. Si se ignora la presión atmosférica, la presión del líquido contra el fondo es el doble al doble de profundidad; al triple de profundidad, la presión del líquido es el triple; y así sucesivamente. O bien, si el líquido es dos o tres veces más denso, la presión del líquido es correspondientemente dos o tres veces mayor para cualquier profundidad dada. Los líquidos son prácticamente incompresibles; es decir, su volumen apenas puede modificarse por la presión (el volumen del agua disminuye solo en 50 millonésimas partes de su volumen original por cada atmósfera de aumento de presión). Por lo tanto, salvo pequeñas variaciones producidas por la temperatura, la densidad de un líquido determinado es prácticamente la misma a todas las profundidades.

La presión atmosférica que actúa sobre la superficie de un líquido debe tenerse en cuenta al intentar determinar la presión total que actúa sobre él. La presión total de un líquido, por lo tanto, es igual a ρgh más la presión atmosférica. Cuando esta distinción es importante, se utiliza el término presión total . En otros casos, al hablar de la presión de un líquido, se hace referencia a la presión sin considerar la presión atmosférica, que normalmente está siempre presente.

La presión no depende de la cantidad de líquido presente. El volumen no es el factor importante, sino la profundidad. La presión media del agua que actúa contra una presa depende de la profundidad media del agua y no del volumen de agua retenida. Por ejemplo, un lago ancho pero poco profundo con una profundidad de 3 m (10 pies) ejerce solo la mitad de la presión media que ejerce un pequeño estanque de 6 m (20 pies) de profundidad. (La fuerza total aplicada a la presa más larga será mayor, debido a la mayor superficie total sobre la que actúa la presión. Pero para una sección dada de 1,5 m (5 pies) de ancho de cada presa, el agua de 3 m (10 pies) de profundidad aplicará una cuarta parte de la fuerza del agua de 6,1 m (20 pies ) de profundidad). Una persona sentirá la misma presión tanto si su cabeza está sumergida un metro bajo la superficie del agua en una piscina pequeña como a la misma profundidad en medio de un lago grande.         

Si cuatro jarrones interconectados contienen diferentes cantidades de agua, pero todos están llenos a la misma profundidad, un pez con la cabeza sumergida unos centímetros bajo la superficie experimentará la misma presión del agua en cualquiera de los jarrones. Si el pez nada unos centímetros más profundo, la presión sobre él aumentará con la profundidad y será la misma independientemente del jarrón en el que se encuentre. Si el pez nada hasta el fondo, la presión será mayor, pero no importará en qué jarrón esté. Todos los jarrones están llenos a la misma profundidad, por lo que la presión del agua es la misma en el fondo de cada jarrón, independientemente de su forma o volumen. Si la presión del agua en el fondo de un jarrón fuera mayor que la presión del agua en el fondo de un jarrón vecino, la mayor presión empujaría el agua hacia los lados y luego hacia arriba en el jarrón vecino hasta un nivel superior, hasta que las presiones en el fondo se igualaran. La presión depende de la profundidad, no del volumen, por lo que existe una razón por la que el agua busca su propio nivel.

Reformulando esto como una ecuación de energía, la energía por unidad de volumen en un líquido ideal e incompresible es constante en todo su recipiente. En la superficie de un líquido estacionario en un recipiente, la energía potencial gravitatoria es grande, pero la presión del líquido es baja. En el fondo del recipiente, toda la energía potencial gravitatoria se convierte en presión. Los dos componentes de energía cambian linealmente con la profundidad, por lo que la suma de la presión y la energía potencial gravitatoria por unidad de volumen es constante en todo el volumen del fluido. ^{[ 24 ]} Las unidades de presión son equivalentes a la energía por unidad de volumen. (En el sistema de unidades SI , el pascal es equivalente al julio por metro cúbico). Matemáticamente, se describe mediante la ecuación de Bernoulli , donde la carga de velocidad es cero y las comparaciones por unidad de volumen en el recipiente son $${\displaystyle {\frac {p}{\gamma }}+z=\mathrm {const} .}$$

Los términos tienen el mismo significado que en la sección Presión de fluidos .

$${\displaystyle P={\frac {p}{\rho _{0}}}}$$ es la presión cinemática, donde${\displaystyle p}$es la presión y${\displaystyle \rho _{0}}$Densidad de masa constante. La unidad SI de P es m² ^/ s² ^. La presión cinemática se utiliza de la misma manera que la viscosidad cinemática.${\displaystyle \nu }$para calcular la ecuación de Navier-Stokes sin mostrar explícitamente la densidad${\displaystyle \rho _{0}}$.

La presión generalizada es un concepto físico que describe un conjunto termodinámico de todos los factores que producen la misma deformación volumétrica en un material. Este concepto fue propuesto en un artículo publicado en 2022 en Physical Review B por el grupo de Lei Li en la Universidad de Sichuan. ^{[ 26 ]}

Este marco conceptual se inspira en el principio de equivalencia de la teoría de la relatividad general de Einstein y busca unificar las diferentes fuentes de deformación volumétrica. Dentro de este enfoque, distintas fuerzas impulsoras —como la presión química y la presión mecánica— pueden considerarse equivalentes si generan la misma magnitud de deformación volumétrica.

A partir de un modelo de tensión-deformación, se derivó una ecuación de estado bajo condiciones de presión generalizada. La teoría se examinó posteriormente utilizando la aleación semiconductora ternaria Al _x Ga _1−x N como caso de estudio. ^{[ 26 ]} Se informó que el sistema de aleación y sus materiales extremos correspondientes presentan puntos de transición de fase idénticos cuando se expresan en términos de presión generalizada.