Ko mēra spiedienu fizikā, spiediena mērvienības

Iedomājieties ar gaisu piepildītu, noslēgtu cilindru ar virzuli, kas uzstādīts uz augšu. Ja jūs sākat spiest virzuli, tad gaisa tilpums cilindrā sāks samazināties, gaisa molekulas arvien intensīvāk saduras savā starpā un ar virzuli, kā arī palielināsies saspiestā gaisa spiediens uz virzuli.

Ja virzulis tagad tiek pēkšņi atbrīvots, saspiestais gaiss to strauji virzīs uz augšu. Tas notiks, jo ar nemainīgu virzuļa laukumu palielinās spēks, kas iedarbojas uz virzuli no saspiestā gaisa puses. Virzuļa laukums paliek nemainīgs, bet palielinās gāzes molekulu spēks un attiecīgi palielinās spiediens.

Vai cits piemērs. Vīrietis stāv uz zemes, stāv uz abām kājām. Šajā stāvoklī cilvēks jūtas ērti, neizjūt diskomfortu. Bet ko darīt, ja šī persona nolemj stāvēt uz vienas kājas? Viņš salieks vienu kāju pie ceļa un tagad atpūšas uz zemes tikai ar vienu kāju. Šajā stāvoklī cilvēks jutīs zināmu diskomfortu, jo spiediens uz kāju ir palielinājies un apmēram 2 reizes.Kāpēc? Jo laukums, caur kuru gravitācijas spēks tagad spiež cilvēku pie zemes, ir samazinājies 2 reizes. Šeit ir piemērs tam, kas ir spiediens un cik viegli to var noteikt ikdienas dzīvē.

Fiziskais spiediens

Fizikas ziņā spiediens ir fizikāls lielums, kas skaitliski ir vienāds ar spēku, kas darbojas perpendikulāri virsmai uz dotās virsmas laukuma vienību. Tāpēc, lai noteiktu spiedienu noteiktā virsmas punktā, virsmai pieliktā spēka parasto komponentu dala ar mazā virsmas elementa laukumu, uz kuru šis spēks iedarbojas. Un, lai noteiktu vidējo spiedienu visā apgabalā, parastā spēka sastāvdaļa, kas iedarbojas uz virsmu, ir jāsadala ar šīs virsmas kopējo laukumu.

Paskāls (Pa)

Spiediens tiek mērīts ZA paskālos (Pa). Šī spiediena mērvienība tika nosaukta par godu franču matemātiķim, fiziķim un rakstniekam Blēzam Paskālam, hidrostatikas pamatlikuma - Paskāla likuma autoram, kas nosaka, ka spiediens uz šķidrumu vai gāzi tiek pārnests uz jebkuru punktu, nemainot visu. norādes. Pirmo reizi spiediena mērvienība "Pascal" tika laista apgrozībā Francijā 1961. gadā, saskaņā ar dekrētu par mērvienībām, trīs gadsimtus pēc zinātnieka nāves.

Viens paskals ir vienāds ar spiedienu, ko rada viena ņūtona spēks, kas vienmērīgi sadalīts un vērsts perpendikulāri viena kvadrātmetra virsmai.

Paskāli mēra ne tikai mehānisko spiedienu (mehānisko spriegumu), bet arī elastības moduli, Janga moduli, tilpuma moduli, tecēšanas robežu, proporcionālo robežu, stiepes izturību, bīdes pretestību, skaņas spiedienu un osmotisko spiedienu. Tradicionāli Pascals izsaka svarīgākās materiālu mehāniskās īpašības izturīgā materiālā.

Tehniskā atmosfēra (at), fiziskā (atm), kilograma spēks uz kvadrātcentimetru (kgf / cm2)

Papildus Pascal spiediena mērīšanai tiek izmantotas citas (ārpus sistēmas) vienības. Viena no šīm vienībām ir "atmosfēra" (c). Spiediens vienā atmosfērā ir aptuveni vienāds ar atmosfēras spiedienu uz Zemes virsmas Pasaules okeāna līmenī. Mūsdienās ar "atmosfēru" saprot tehnisko atmosfēru (c).

Tehniskā atmosfēra (at) ir spiediens, ko rada spēks uz kilogramu (kgf), kas vienmērīgi sadalīts viena kvadrātcentimetra platībā. Viens kilograms spēka, savukārt, ir vienāds ar gravitācijas spēku, kas iedarbojas uz ķermeni, kura masa ir viens kilograms gravitācijas paātrinājuma apstākļos, kas vienāds ar 9,80665 m / s2. Tādējādi viens kilograms spēka ir vienāds ar 9,80665 ņūtoniem, un 1 atmosfēra ir tieši vienāda ar 98066,5 Pa. 1 pie = 98066,5 Pa.

Atmosfērās, piemēram, tiek mērīts spiediens automašīnu riepās, piemēram, pasažieru autobusa GAZ-2217 riepās ieteicamais spiediens ir 3 atmosfēras.

Pastāv arī "fiziskā atmosfēra" (atm), ko definē kā spiedienu dzīvsudraba kolonnā, kuras augstums ir 760 mm, bet dzīvsudraba blīvums ir 13 595,04 kg / m3 0 ° C temperatūrā un apstākļos gravitācijas paātrinājums, kas vienāds ar 9,80665 m / s2.Tātad izrādās, ka 1 atm = 1,033233 pie = 101 325 Pa.

Kas attiecas uz kilogramu spēku uz kvadrātcentimetru (kgf / cm2), šī nesistemātiskā spiediena mērvienība ar labu precizitāti atbilst normālam atmosfēras spiedienam, kas dažreiz ir ērts dažādu efektu novērtēšanai.

Bārs (bārs), bārijs

Ārpus sistēmas vienības «bārs» ir aptuveni vienāds ar vienu atmosfēru, bet precīzāk - tieši 100 000 Pa. SGS sistēmā 1 bārs ir vienāds ar 1 000 000 dīnu / cm2. Iepriekš nosaukumu "bārs" nesa vienība, ko tagad sauca par "bāriju", un tas bija vienāds ar 0,1 Pa vai CGS sistēmā 1 bārijs = 1 dyn / cm2. Vārdi "stienis", "bārijs" un "barometrs" nāk no tā paša grieķu vārda "svars".

Bieži vien atmosfēras spiediena mērīšanai meteoroloģijā izmanto mērvienību mbar (milibārs), kas vienāds ar 0,001 bāru. Un izmērīt spiedienu uz planētām, kur atmosfēra ir ļoti plāna - μbar (mikrobāri), kas vienāds ar 0,000001 bāru. Uz tehniskajiem manometriem skala visbiežāk tiek graduēta stieņos.

Dzīvsudraba staba milimetrs (mmHg), ūdens milimetrs (mmHg)

Dzīvsudraba vienības nemilimetrs ir vienāds ar 101325/760 = 133,3223684 Pa. Tas ir apzīmēts ar "mm Hg", bet dažreiz tas tiek apzīmēts ar "torr" - par godu itāļu fiziķim, Galileja studentei, atmosfēras spiediena jēdziena autorei Evangelista Torricelli.

Mērvienība izveidota saistībā ar ērtu atmosfēras spiediena mērīšanas veidu ar barometru, kurā dzīvsudraba kolonna atrodas līdzsvarā atmosfēras spiediena ietekmē. Dzīvsudrabam ir augsts blīvums aptuveni 13 600 kg/m3, un tam ir zems piesātinātā tvaika spiediens istabas temperatūrā, tāpēc barometriem vienlaikus tika izvēlēts dzīvsudrabs.

Jūras līmenī atmosfēras spiediens ir aptuveni 760 mm Hg, un tieši šī vērtība tagad tiek uzskatīta par normālu atmosfēras spiedienu, kas vienāds ar 101325 Pa vai vienu fizisko atmosfēru, 1 atm. Tas ir, 1 dzīvsudraba staba milimetrs ir vienāds ar 101325/760 paskaliem.

Dzīvsudraba staba milimetros spiedienu mēra medicīnā, meteoroloģijā un aviācijas navigācijā. Medicīnā asinsspiedienu mēra mm Hg, vakuumtehnoloģijā spiediena mērīšanas instrumenti ir graduēti mmHg kopā ar stieņiem. Dažreiz viņi pat raksta tikai 25 mikronus, kas nozīmē dzīvsudraba kolonnas mikronus, kad runa ir par evakuāciju, un spiediena mērījumus veic ar vakuuma mērītājiem.

Dažos gadījumos tiek izmantoti milimetri ūdens un tad 13,59 mm ūdens stabs = 1 mm Hg. Dažreiz tas ir lietderīgāk un ērtāk. Ūdens staba milimetrs, tāpat kā dzīvsudraba staba milimetrs, ir vienība ārpus sistēmas, kas savukārt ir vienāda ar 1 mm ūdens staba hidrostatisko spiedienu, ko šī kolonna rada uz līdzenas pamatnes pie ūdens staba temperatūras 4 °C. °C.