Áp suất được đo trong vật lý là gì, đơn vị đo áp suất

Hãy tưởng tượng một xi lanh kín, chứa đầy không khí với một pít-tông gắn trên đỉnh. Nếu bạn bắt đầu đẩy pít-tông, thì thể tích không khí trong xi-lanh sẽ bắt đầu giảm, các phân tử không khí va chạm với nhau và với pít-tông ngày càng mạnh hơn, đồng thời áp suất của khí nén lên pít-tông sẽ tăng lên.

Nếu pít-tông đột ngột được nhả ra, khí nén sẽ đẩy mạnh pít-tông lên trên. Điều này sẽ xảy ra bởi vì với diện tích pít-tông không đổi, lực tác dụng lên pít-tông từ phía khí nén sẽ tăng lên. Diện tích của pít-tông không thay đổi, nhưng lực của các phân tử khí tăng lên và áp suất tăng theo.

Hoặc một ví dụ khác. Một người đàn ông đang đứng trên mặt đất, đứng trên cả hai chân. Ở vị trí này, một người cảm thấy thoải mái, không cảm thấy khó chịu. Nhưng nếu người đó quyết định đứng bằng một chân thì sao? Anh ta sẽ uốn cong một chân ở đầu gối và bây giờ chỉ nằm trên mặt đất bằng một chân. Ở vị trí này, một người sẽ cảm thấy hơi khó chịu, vì áp lực lên chân tăng lên khoảng 2 lần.Tại sao? Vì diện tích mà lực hấp dẫn đẩy một người xuống đất lúc này đã giảm đi 2 lần. Dưới đây là một ví dụ về áp suất là gì và nó có thể dễ dàng được phát hiện như thế nào trong cuộc sống hàng ngày.

áp lực vật lý

Về mặt vật lý, áp suất là một đại lượng vật lý có giá trị bằng số với lực tác dụng vuông góc với bề mặt trên một đơn vị diện tích của bề mặt đó. Do đó, để xác định áp suất tại một điểm nhất định trên bề mặt, thành phần pháp tuyến của lực tác dụng lên bề mặt được chia cho diện tích của phần tử bề mặt nhỏ mà lực này tác dụng. Và để xác định áp suất trung bình trên toàn bộ diện tích, thành phần pháp tuyến của lực tác dụng lên bề mặt phải được chia cho tổng diện tích của bề mặt đó.

Pascal (Pa)

Áp suất được đo ở ĐB tính bằng pascal (Pa). Đơn vị đo áp suất này được đặt tên để vinh danh nhà toán học, vật lý học và nhà văn người Pháp Blaise Pascal, tác giả của định luật thủy tĩnh cơ bản - Định luật Pascal, quy định rằng áp suất tác dụng lên chất lỏng hoặc chất khí được truyền đến bất kỳ điểm nào mà không thay đổi trong tất cả hướng. Lần đầu tiên, đơn vị áp suất "Pascal" được đưa vào lưu hành ở Pháp vào năm 1961, theo nghị định về đơn vị, ba thế kỷ sau cái chết của nhà khoa học.

Một pascal bằng với áp suất gây ra bởi một lực một newton được phân bố đều và hướng vuông góc lên một bề mặt có diện tích một mét vuông.

Pascals không chỉ đo áp suất cơ học (ứng suất cơ học), mà còn đo mô đun đàn hồi, mô đun Young, mô đun số lượng lớn, điểm chảy, giới hạn tỷ lệ, độ bền kéo, khả năng chống cắt, áp suất âm thanh và áp suất thẩm thấu. Theo truyền thống, Pascals thể hiện các đặc tính cơ học quan trọng nhất của vật liệu trong vật liệu bền.

Khí quyển kỹ thuật (at), vật lý (atm), lực kilôgam trên centimet vuông (kgf / cm2)

Ngoài Pascal, các đơn vị khác (ngoài hệ thống) được sử dụng để đo áp suất. Một trong những đơn vị này là «khí quyển» (c). Áp suất trong một bầu khí quyển xấp xỉ bằng áp suất khí quyển trên bề mặt Trái đất ở cấp độ Đại dương Thế giới. Ngày nay “bầu không khí” được hiểu là bầu không khí kỹ thuật (c).

Khí quyển kỹ thuật (at) là áp suất được tạo ra bởi một lực trên kilôgam (kgf) phân bố đều trên diện tích một centimet vuông. Lực một kilôgam lần lượt bằng trọng lực tác dụng lên một vật có khối lượng một kilôgam trong điều kiện gia tốc trọng trường bằng 9,80665 m/s2. Do đó, một kilôgam lực bằng 9,80665 newton và 1 atm chính xác bằng 98066,5 Pa. 1 tại = 98066,5 Pa.

Ví dụ, trong khí quyển, áp suất trong lốp ô tô được đo, ví dụ, áp suất khuyến nghị trong lốp xe buýt chở khách GAZ-2217 là 3 atm.

Ngoài ra còn có một «bầu không khí vật lý» (atm), được định nghĩa là áp suất của một cột thủy ngân cao 760 mm ở đáy của nó, trong khi mật độ của thủy ngân là 13.595,04 kg/m3, ở nhiệt độ 0 ° C và trong điều kiện gia tốc trọng trường, bằng 9,80665 m/s2.Vì vậy, hóa ra 1 atm = 1,033233 at = 101 325 Pa.

Đối với lực kilôgam trên centimet vuông (kgf / cm2), đơn vị áp suất không có hệ thống này tương đương với độ chính xác tốt đối với áp suất khí quyển bình thường, đôi khi thuận tiện để đánh giá các hiệu ứng khác nhau.

Thanh (thanh), bari

Bên ngoài đơn vị hệ thống «bar» tương đương với xấp xỉ một bầu khí quyển, nhưng nó chính xác hơn - chính xác là 100.000 Pa. Trong hệ thống SGS, 1 bar bằng 1.000.000 dyne/cm2. Trước đây, tên «bar» được mang bởi đơn vị hiện được gọi là «bari» và bằng 0,1 Pa hoặc trong hệ thống CGS 1 bari = 1 dyn / cm2. Các từ "bar", "barium" và "barometer" xuất phát từ cùng một từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là "trọng lượng".

Thường thì đơn vị mbar (millibar) bằng 0,001 bar được dùng để đo áp suất khí quyển trong khí tượng học. Và để đo áp suất trên các hành tinh có bầu khí quyển rất mỏng — μbar (microbar), bằng 0,000001 bar. Trên áp kế kỹ thuật, thang đo thường được chia độ theo vạch.

Milimét thủy ngân (mmHg), milimét nước (mmHg)

Đơn vị non-milimet của thủy ngân bằng 101325/760 = 133,3223684 Pa. Nó được ký hiệu là "mm Hg", nhưng đôi khi nó được ký hiệu là "torr" - để vinh danh nhà vật lý người Ý, học trò của Galileo, Evangelista Torricelli, tác giả của khái niệm áp suất khí quyển.

Thiết bị được tạo ra liên quan đến một cách thuận tiện để đo áp suất khí quyển bằng phong vũ biểu, trong đó cột thủy ngân ở trạng thái cân bằng dưới tác động của áp suất khí quyển. Thủy ngân có tỷ trọng cao khoảng 13.600 kg/m3 và có áp suất hơi bão hòa thấp ở nhiệt độ phòng, đó là lý do tại sao thủy ngân được chọn đồng thời cho phong vũ biểu.

Ở mực nước biển, áp suất khí quyển xấp xỉ 760 mm Hg và giá trị này hiện được coi là áp suất khí quyển bình thường, bằng 101325 Pa hoặc một khí quyển vật lý, 1 atm. Tức là 1 milimét thủy ngân bằng 101325/760 pascal.

Tính bằng milimét thủy ngân, áp suất được đo trong y học, khí tượng học và điều hướng hàng không. Trong y học, huyết áp được đo bằng mm Hg, trong công nghệ hút chân không dụng cụ đo áp suất được chia độ theo mmHg cùng với các vạch. Đôi khi họ thậm chí chỉ viết 25 micron, có nghĩa là micron cột thủy ngân khi nói đến sơ tán và các phép đo áp suất được thực hiện bằng đồng hồ đo chân không.

Trong một số trường hợp, milimét nước được sử dụng và sau đó 13,59 mm cột nước = 1 mm Hg. Đôi khi nó là thiết thực và thuận tiện hơn. Một milimet cột nước, giống như một milimet cột thủy ngân, là một đơn vị bên ngoài hệ thống lần lượt bằng áp suất thủy tĩnh của 1 mm cột nước mà cột này tác dụng lên một mặt phẳng ở nhiệt độ cột nước là 4 °C.