Ce se măsoară presiunea în fizică, unitățile de presiune

Imaginați-vă un cilindru umplut cu aer și etanș, cu un piston montat deasupra. Dacă începeți să împingeți pistonul, atunci volumul de aer din cilindru va începe să scadă, moleculele de aer se vor ciocni între ele și cu pistonul din ce în ce mai intens, iar presiunea aerului comprimat pe piston va crește.

Dacă pistonul este acum eliberat brusc, aerul comprimat îl va împinge brusc în sus. Acest lucru se va întâmpla deoarece cu o suprafață constantă a pistonului, forța care acționează asupra pistonului din partea de aer comprimat va crește. Zona pistonului rămâne neschimbată, dar forța moleculelor de gaz crește și presiunea crește în consecință.

Sau alt exemplu. Un bărbat stă pe pământ, pe ambele picioare. În această poziție, o persoană este confortabilă, nu experimentează disconfort. Dar dacă acea persoană decide să stea pe un picior? El va îndoi un picior la genunchi și acum se va odihni pe pământ cu un singur picior. În această poziție, o persoană va simți un oarecare disconfort, deoarece presiunea asupra piciorului a crescut și de aproximativ 2 ori.De ce? Pentru că zona prin care forța gravitației împinge acum o persoană la sol a scăzut de 2 ori. Iată un exemplu despre ce este presiunea și cât de ușor poate fi detectată în viața de zi cu zi.

Presiunea fizică

În ceea ce privește fizica, presiunea este o mărime fizică care este numeric egală cu forța care acționează perpendicular pe suprafață pe unitatea de suprafață a suprafeței date. Prin urmare, pentru a determina presiunea într-un anumit punct de pe suprafață, componenta normală a forței aplicate suprafeței este împărțită la aria elementului mic de suprafață pe care acționează această forță. Și pentru a determina presiunea medie pe întreaga zonă, componenta normală a forței care acționează asupra suprafeței trebuie împărțită la aria totală a acelei suprafețe.

Pascal (Pa)

Se măsoară presiunea în NE în pascali (Pa). Această unitate de măsură a presiunii a fost numită în onoarea matematicianului, fizicianului și scriitorului francez Blaise Pascal, autorul legii de bază a hidrostaticii - Legea lui Pascal, care afirmă că presiunea asupra unui lichid sau gaz se transmite în orice punct fără modificări în toate. directii. Pentru prima dată, unitatea de presiune „Pascal” a fost pusă în circulație în Franța în 1961, conform decretului privind unitățile, la trei secole după moartea savantului.

Un pascal este egal cu presiunea cauzată de o forță de un newton distribuită uniform și direcționată perpendicular pe o suprafață de un metru pătrat.

Pascalii măsoară nu numai presiunea mecanică (stresul mecanic), ci și modulul de elasticitate, modulul Young, modulul de volum, punctul de curgere, limita proporțională, rezistența la tracțiune, rezistența la forfecare, presiunea acustică și presiunea osmotică. În mod tradițional, pascalii exprimă cele mai importante caracteristici mecanice ale materialelor într-un material rezistent.

Atmosfera tehnică (at), fizică (atm), kilogram forță pe centimetru pătrat (kgf / cm2)

În plus față de Pascal, pentru măsurarea presiunii sunt folosite și alte unități (din afara sistemului). Una dintre aceste unități este „atmosfera” (c). Presiunea dintr-o atmosferă este aproximativ egală cu presiunea atmosferică de pe suprafața Pământului la nivelul Oceanului Mondial. Astăzi „atmosfera” este înțeleasă ca o atmosferă tehnică (c).

O atmosferă tehnică (at) este presiunea generată de o forță pe kilogram (kgf) distribuită uniform pe o suprafață de un centimetru pătrat. Un kilogram de forță, la rândul său, este egal cu forța gravitațională care acționează asupra unui corp cu o masă de un kilogram în condiții de accelerație gravitațională egală cu 9,80665 m/s2. Astfel, un kilogram de forță este egal cu 9,80665 newtoni, iar 1 atmosferă este exact egală cu 98066,5 Pa. 1 la = 98066,5 Pa.

În atmosfere, de exemplu, se măsoară presiunea în anvelopele auto, de exemplu, presiunea recomandată în anvelopele autobuzului de pasageri GAZ-2217 este de 3 atmosfere.

Există și o „atmosferă fizică” (atm), definită ca presiunea unei coloane de mercur de 760 mm înălțime la baza acesteia, în timp ce densitatea mercurului este de 13.595,04 kg/m3, la o temperatură de 0°C și în condiții de accelerația gravitațională, egală cu 9,80665 m/s2.Deci, se dovedește că 1 atm = 1,033233 la = 101 325 Pa.

În ceea ce privește kilogramul-forță pe centimetru pătrat (kgf / cm2), această unitate nesistematică de presiune echivalează cu o precizie bună cu presiunea atmosferică normală, care este uneori convenabilă pentru evaluarea diferitelor efecte.

Bar (bar), bariu

În afara unității de sistem, «bar» este egal cu aproximativ o atmosferă, dar este mai precis - exact 100.000 Pa. În sistemul SGS, 1 bar este egal cu 1.000.000 de dine/cm2. Anterior, denumirea de «bar» era purtată de unitatea numită acum «bariu» și era egală cu 0,1 Pa sau în sistemul CGS 1 bariu = 1 dyn / cm2. Cuvintele „bar”, „bariu” și „barometru” provin din același cuvânt grecesc pentru „greutate”.

Adesea unitatea mbar (milibar), egală cu 0,001 bar, este utilizată pentru măsurarea presiunii atmosferice în meteorologie. Și pentru a măsura presiunea pe planete în care atmosfera este foarte subțire — μbar (microbar), egal cu 0,000001 bar. La manometrele tehnice, scara este cel mai adesea gradată în bare.

Milimetru de mercur (mmHg), milimetru de apă (mmHg)

Unitatea de non-milimetru de mercur este egală cu 101325/760 = 133,3223684 Pa. Se notează „mm Hg”, dar uneori se notează „torr” – în onoarea fizicianului italian, student al lui Galileo, Evangelista Torricelli, autorul conceptului de presiune atmosferică.

Unitatea a fost creată în legătură cu un mod convenabil de măsurare a presiunii atmosferice cu un barometru, în care coloana de mercur este în echilibru sub influența presiunii atmosferice. Mercurul are o densitate mare de aproximativ 13.600 kg/m3 și are o presiune scăzută a vaporilor saturați la temperatura camerei, motiv pentru care mercurul a fost ales simultan pentru barometre.

La nivelul mării, presiunea atmosferică este de aproximativ 760 mm Hg, iar această valoare este considerată acum presiunea atmosferică normală, egală cu 101325 Pa sau o atmosferă fizică, 1 atm. Adică, 1 milimetru de mercur este egal cu 101325/760 pascali.

În milimetri de mercur, presiunea este măsurată în medicină, meteorologie și navigație aviatică. În medicină, tensiunea arterială se măsoară în mm Hg, în tehnologia vacuum instrumente de măsurare a presiunii sunt gradate în mmHg împreună cu bare. Uneori chiar scriu doar 25 de microni, ceea ce înseamnă microni de coloană de mercur când vine vorba de evacuare, iar măsurătorile de presiune se fac cu manometre.

În unele cazuri se folosesc milimetri de apă și apoi 13,59 mm coloană de apă = 1 mm Hg. Uneori este mai convenabil și mai convenabil. Un milimetru de coloană de apă, ca un milimetru de coloană de mercur, este o unitate din afara sistemului egală la rândul său cu presiunea hidrostatică de 1 mm a unei coloane de apă pe care această coloană o exercită pe o bază plană la o temperatură a coloanei de apă de 4 °C.