Давление. В чем измеряется давление?
Давление – физическая величина, численно равная силе, действующей на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности. Для обозначения давления обычно используется символ p – от лат.pressūra (давление).
Давление на поверхность может иметь неравномерное распределение, поэтому различают давление на локальный фрагмент поверхности и среднее давление на всю поверхность.
Давление на локальной площади поверхности определяется как отношение нормальной составляющей силы dFn, действующей на этот фрагмент поверхности, к площади этого фрагмента dS:
Среднее давление по всей поверхности есть отношение нормальной составляющей силы Fn, действующей на данную поверхность, к её площади S:
Измерение давления газов и жидкостей выполняется с помощью манометров, дифманометров, вакуумметров, датчиков давления, атмосферного давления – барометрами.
Единицы измерения давления имеют давнюю историю и с учетом разных сред (жидкость, газ, твердое тело) достаточно разнообразны. Приведем основные.
Давление. Перевод единиц измерения давления. Таблица соотношения единиц давления.
Давление – важная физическая величина, часто использующаяся в автомобильной технике. Тут и самые простые случаи, например, всем известные требования к давлению в шинах и более скрытые, давление топлива, масла в двигателе и трансмиссии, многочисленные узлы гидравлики. При указании и измерении численных значений потребуется система единиц, которая различается в технических традициях разных стран и школ.
Паскаль
В Международной системе единиц (СИ) измеряется в паскалях (русское обозначение: Па; международное: Pa). Паскаль равен давлению, вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр.
Один паскаль – небольшое давление. Примерно такое давление создает лежащий на столе листок из школьной тетради. Поэтому очень часто используют кратные единицы давления:
гектопаскаль (гПа) | 1 гПа = 100 Па = 10 2 Па |
килопаскаль (кПа) | 1 кПа = 1′000 Па = 10 3 Па |
мегапаскаль (МПа) | 1 МПа = 1′000′000 Па = 10 6 Па |
Тогда получаем следующее соответствие: 1 МПа = 1 МН/м² = 1 Н/мм² = 100 Н/см².
Также, шкалы приборов для измерения давления могут быть градуированы в величинах Н/м 2 или Н/мм 2 .
Соотношения величин к 1 Па:
МПа | |
Бар (bar, бар) | 0,1 |
Техническая атмосфера (at, ат), кгс/см 2 | 10,197 |
Физическая атмосфера (atm, атм) | 9,8692 |
Миллиметр ртутного столба (мм рт.ст., mm Hg, Torr, торр) | 7500,6 |
Метр водяного столба (м вод.ст., m H2O) | 10,197 |
Фунт-сила на кв. дюйм (psi) | 145,04 |
Ди́на (русское обозначение: дин, международное обозначение: dyn) – единица силы в системе единиц СГС. Одна дина численно равна силе, которая сообщает телу массой в 1 грамм ускорение в один сантиметр в секунду за секунду.
1 дин = 1 г·см/с 2 = 10 -5 H = 1,0197·10 -6 кгс
СГС (сантиметр-грамм-секунда) – система единиц измерения, которая широко использовалась до принятия Международной системы единиц (СИ). Другое название – абсолютная физическая система единиц.
Бар (bar, бар)
Бар (русское обозначение: бар; международное: bar😉 – внесистемная единица измерения давления, примерно равная одной атмосфере, используется для жидкостей и газов, находящихся под давлением.
Почему бар, а не паскаль? Для технических измерений, где присутствует высокое давление, паскаль – слишком мелкая единица. Поэтому ввели единицу более крупную – 1 бар. Приблизительно это давление земной атмосферы.
1 бар = | |
Паскаль (Pa, Па) | 10 5 Па = 0,1 МПа |
Физическая атмосфера (atm, атм) | 0,98692 атм |
кгс/см 2 | 1,0197 кгс/см 2 |
Миллиметр ртутного столба (мм рт.ст., mm Hg, Torr, торр) | 750,06 мм рт.ст. |
дин/см 2 | 10 6 дин/см 2 |
Бар – внесистемная единица измерения давления.
Российская Федерация | Без ограничения срока с областью применения “промышленность”. |
Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) | Могут временно применяться до даты, установленной национальными предписаниями, но которые не должны вводиться, если они не используются. |
Килограмм-сила
Килограмм-сила равен силе, которая сообщает покоящейся массе, равной массе международного прототипа килограмма, ускорение, равное нормальному ускорению свободного падения (9,80665 м/с 2 ).
1 кгс = 1 кг * 9,80665 м/с 2 = 9,80665 Н
Килограмм-сила примерно равна силе, с которой тело массой 1 килограмм давит на весы на поверхности Земли, поэтому удобна тем, что её величина равна весу тела массой в 1 кг, поэтому человеку легко представить, например, что такое сила 5 кгс.
1 кгс | = 9,80665 Н | ≈ 10 Н |
1 Н | ≈ 0,10197162 кгс | ≈ 0,1 кгс |
100 кгс/м 2 | ≈ 1 кПа | = 1 кН/м 2 |
1 лошадиная сила | 75 кгс·м/с |
Килограмм-сила (русское обозначение: кгс или кГ; международное: kgf или kgF) – единица силы в системе единиц МКГСС (Метр – КилоГрамм-Сила – Секунда).
Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) | Должны быть изъяты из обращения как можно скорее там, где они используются в настоящее время, и которые не должны вводиться, если они не используются. |
Российская Федерация | Килограмм-сила и грамм-сила допущены к использованию в качестве внесистемных единиц без ограничения срока действия с областью применения “все области”,, допускаемых к применению в Российской Федерации, используется только в тех случаях, когда количественные значения величин “невозможно или нецелесообразно” выражать в единицах СИ. |
Техническая атмосфера (at, ат), кгс/см 2
Техническая атмосфера (русское обозначение: ат; международное: at) – равна давлению, производимому силой в 1 кгс, равномерно распределённой по перпендикулярной к ней плоской поверхности площадью 1 см 2 . Таким образом,
1 ат = 98 066,5 Па
Российская Федерация | – |
Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) | Должны быть изъяты из обращения как можно скорее там, где они используются в настоящее время, и которые не должны вводиться, если они не используются. |
Какие единицы давления переводят чаще всего
При работе с автомобилями импортного производства приходится иметь дело с единицами совершенно непривычными, особенно это касается фунтов на квадратный дюйм (psi). Тут быстро сообразить в уме сколько это будет в привычных барах (bar) или атмосферах (атм) неподготовленному человеку затруднительно.
Даже если ему всё понятно с фунтом и дюймом, то с их сочетанием попадают в тупик. Приходится заглядывать в таблицы или специализированные калькуляторы. С прочими единицами ситуация не лучше.
Сколько бар в 1 МПа
Бар – единица внесистемная, но поскольку он примерно равен одной атмосфере, то сложностей не возникает, а незначительные погрешности почти всегда ни на что не влияют. Но если точно, то бар – это десять ньютон на квадратный сантиметр, то есть 0,1 мегапаскаля (МПа).
Поскольку паскаль – это один ньютон на квадратный метр, чисто системная единица в международной системе СИ. Значит в одном МПа точно 10 бар.
Сколько бар в 1 атмосфере
Строго говоря, атмосфера, как единица измерения давления, может быть технической или физической. Техническая точно равна одной килограмм-силе на квадратный сантиметр (кгс/см2), физическая чуть больше за счёт неравенства между килограмм-силой и десятком ньютон.
Разница получается из-за того, что связь между ньютоном и килограмм-силой выводится через ускорение свободного падения на уровне моря, а это не ровно 10, а примерно 9,87. То есть в 1 технической атмосфере (1 at) примерно 0,98 бар, а в физической (1 атм) – 1,013 бар. Такими ошибками всегда можно пренебречь, как и разницей между обеими атмосферными единицами.
Физическая атмосфера (atm, атм)
Нормальная, стандартная или физическая атмосфера (русское обозначение: атм; международное: atm) – внесистемная единица, равна давлению столба ртути высотой 760 мм на его горизонтальное основание при плотности ртути 13 595,04 кг/м 3 , при температуре 0°C и при нормальном ускорении свободного падения 9,80665 м/с 2 .
1 атм = 760 мм.рт.ст.
В соответствии с определением:
1 атм | 101 325 Па |
1 атм | 1,033233 ат |
Российская Федерация | Допущена к использованию в качестве внесистемной единицы с областью применения “все области”. |
Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) | Должны быть изъяты из обращения как можно скорее там, где они используются в настоящее время, и которые не должны вводиться, если они не используются. |
Единицы измерения давления
Единица измерения давления в СИ- паскаль (русское обозначение: Па; международное: Pa) = Н/м2
Миллиметр ртутного столба
Миллиметр ртутного столба (русское обозначение: мм рт.ст.; международное: mm Hg) – внесистемная единица измерения давления, иногда называется “торр” (русское обозначение – торр, международное – Torr) в честь Эванджелисты Торричелли.
1 мм рт.ст. ≈ 133,3223684 Па
Атмуровень моря | 760 мм рт.ст. |
760 мм рт.ст. | 101 325 Па |
1 мм рт.ст. | 101 325 / 760 ≈ 133,3223684 Па |
1 мм рт.ст. | 13,5951 мм вод.ст. |
Происхождение этой единицы связано со способом измерения атмосферного давления при помощи барометра, в котором давление уравновешивается столбиком жидкости. В качестве жидкости часто используется ртуть, поскольку у неё очень высокая плотность (≈13 600 кг/м 3 ) и низкое давление насыщенного пара при комнатной температуре.
Российская Федерация | Допущен к использованию в качестве внесистемной единицы без ограничения срока с областью применения “медицина, метеорология, авиационная навигация” |
Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) | Могут временно применяться до даты, установленной национальными предписаниями, но которые не должны вводиться, если они не используются. |
Миллиметры ртутного столба используются, например, в вакуумной технике, в метеорологических сводках и при измерении кровяного давления.
В США и Канаде также используется единица измерения “дюйм ртутного столба” (обозначение – inHg). 1 inHg = 3,386389 кПа при 0 °C.
ли со статьей или есть что добавить?