Что такое давление в чем измеряется давление
Давление для чайников: определение, объяснение простыми словами
Никому не нравится быть под давлением. И не важно, под каким. Об этом спела еще группа Queen вместе с Дэвидом Боуи в своем знаменитом сингле «Under pressure». Что такое давление? Как понять давление? В чем оно измеряется, какими приборами и методами, куда направлено и на что давит. Ответы на эти и другие вопросы – в нашей статье про давление в физике и не только.
Давление в физике
Если преподаватель давит на вас, задавая каверзные задачки, мы сделаем так, чтобы вы смогли верно на них ответить. Ведь понимание самой сути вещей – ключ к успеху! Итак, что такое давление в физике?
Давление – скалярная физическая величина, равная силе, действующей на единицу площади поверхности.
В международной системе СИ измеряется в Паскалях и обозначается буквой p. Единица измерения давления – 1 Паскаль. Русское обозначение – Па, международное – Pa.
Согласно определению, чтобы найти давление, нужно силу разделить на площадь.
Любая жидкость или газ, помещенный в сосуд, оказывает на стенки сосуда давление. Например, борщ в кастрюле действует на ее дно и стены с некоторым давлением. Формула определения давления жидкости:
где g – ускорение свободного падения в гравитационном поле земли, h – высота столба борща в кастрюле, греческая буква «ро» – плотность борща.
Наиболее распространенный в быту прибор для определения давления – барометр. Но в чем измеряют давление? Кроме паскаля существуют и другие внесистемные единицы измерения:
В зависимости от контекста применяются разные внесистемные единицы.
Атмосферное давление
Атмосфера – это газ, точнее, смесь газов, которая удерживается у Земли благодаря гравитации. Атмосфера переходит в межпланетное пространство постепенно, а ее высота – примерно 100 километров.
Как понимать выражение «атмосферное давление»? Над каждым квадратным метром земной поверхности находится стокилометровый столб газа. Конечно, воздух прозрачен и приятен, но у него есть масса, которая давит на поверхность земли. Это и есть атмосферное давление.
Нормальное атмосферное давление принято считать равным 101325 Па. Это давление на уровне мирового океана при температуре 0 градусов Цельсия. Такое же давление при этой же температуре оказывает на свое основание столб ртути высотой 766 миллиметров.
Чем больше высота над уровнем моря, тем ниже атмосферное давление. Например, на вершине горы Джомолунгма оно составляет всего одну четвертую от нормального атмосферного давления.
Эверест. На его вершине давление в 4 раза меньше, чем у подножия
Артериальное давление
Еще один пример, где мы сталкиваемся с давлением в повседневной жизни – это измерение кровяного давления.
Артериальное давление – это кровяное давление, т.е. давление, которое кровь оказывает на стенки сосудов, в данном случае – артерий.
Если вы измерили артериальное давление и оно у вас 120 на 80, то все хорошо. Если 90 на 50 или 240 на 180, то вам уже точно будет неинтересно разбираться, в чем это давление измеряется и что это вообще значит.
Тем не менее, возникает вопрос: 120 на 80 чего именно? Паскалей, миллиметров ртутного столба, атмосфер или еще каких-то единиц измерения?
Артериальное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба. Оно определяет превышение давления жидкости в кровеносной системе над атмосферным давлением.
Кровь оказывает давление на сосуды и тем самым компенсирует действие атмосферного давления. Будь иначе, нас бы просто раздавило огромной массой воздуха над нами.
Но почему в измерении артериального давления две цифры?
Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы
Дело в том, что кровь движется в сосудах не равномерно, а толчками. Первая цифра (120) называется систолическим давлением. Это давление на стенки сосудов в момент сокращения сердечной мышцы, его величина – наибольшая. Вторая цифра (80) определяет наименьшее значение и называется диастолическим давлением.
При измерении фиксируются значения систолического и диастолического давлений. Например, для здорового человека типичное значение артериального давления составляет 120 на 80 миллиметров ртутного столба. Это означает, что систолическое давление равно 120 мм. рт. ст., а диастолическое – 80 мм рт. ст. Разница между систолическим и диастолическим давлениями называется пульсовым давлением.
Физический вакуум
Вакуум – это отсутствие давления. Точнее, практически полное его отсутствие. Абсолютный вакуум является приближением, как идеальный газ в термодинамике и материальная точка в механике.
В зависимости от концентрации вещества различают низкий, средний и высокий вакуум. Наилучшее приближение к физическому вакууму – космическое пространство, в котором концентрация молекул и давление минимальны.
В космосе наблюдается почти полное отсутствие давления
Давление – основной термодинамический параметр состояния системы. Определить давление воздуха или другого газа можно не только по приборам, но и пользуясь уравнениями, формулами и законами термодинамики. А если у вас нет времени разбираться, студенческий сервис поможет решить любую задачу на определение давления.
Давление
Среднее давление по всей поверхности есть отношение силы к площади поверхности:
Давление характеризует состояние сплошной среды и является диагональной компонентой тензора напряжений. В простейшем случае изотропной равновесной неподвижной среды давление не зависит от ориентации. Давление можно считать также мерой запасённой в сплошной среде потенциальной энергии на единицу объёма и измерять в единицах энергии, отнесённых к единице объёма.
Давление является интенсивной физической величиной. Давление в системе СИ измеряется в паскалях (ньютонах на квадратный метр, или, что эквивалентно, джоулях на кубический метр); применяются также следующие единицы:
Измерение давления газов и жидкостей выполняется с помощью манометров, дифманометров, вакуумметров, датчиков давления, атмосферного давления — барометрами, артериального давления — тонометрами.
См. также
Примечания
 |
  Погода  | |
|---|---|
| Времена года | Зима • Весна • Лето • Осень |
| Атмосферные осадки | Дождь • Морось • Град • Снег • Крупа • Роса • Иней • Изморозь • Гололёд |
| Прогноз и Облачность • Влажность (абсолютная и относительная) • Давление • Температура воздуха • Направление ветра | |
| Ветер • Гроза • Торнадо • Ураган • Шторм | |
Полезное
Смотреть что такое «Давление» в других словарях:
давление — падает • изменение, субъект, мало давление поднялось • изменение, субъект, много измерять давление • оценка, измерение оказать давление • действие оказывать давление • действие поднялось давление • изменение, субъект, много подскочило давление •… … Глагольной сочетаемости непредметных имён
ДАВЛЕНИЕ — ДАВЛЕНИЕ, действие силы, приложенной к определенной поверхности. Действие силы на твердое тело в направлении, перпендикулярном к поверхности, производит нормальное давление на поверхность тела. Поверхность твердого тела находится под Д.… … Большая медицинская энциклопедия
ДАВЛЕНИЕ — ДАВЛЕНИЕ, давления, ср. (книжн.). 1. Действие по гл. давить в 1 и 7 знач. 2. Степень упругости (газов и жидкостей; физ. тех.). Давление воды. Паровой котел высокого давления. Атмосферное давление. 3. перен. Моральное принуждение, насильственное… … Толковый словарь Ушакова
ДАВЛЕНИЕ — ДАВЛЕНИЕ, я, ср. 1. см. давить. 2. Сила действия одного тела на поверхность другого (спец.). Д. жидкости на стенки сосуда. Д. воды. Атмосферное д. Кровяное д. (давление крови в сосудах). 3. То же, что кровяное давление (разг.). Повышенное,… … Толковый словарь Ожегова
ДАВЛЕНИЕ — (Pressure) равнодействующая внешних сил, приложенных к поверхности. Единица давления в абсолютной системе мер бария, равна дине/см2, техническая единица давления атмосфера или бар = 1 000 000 бариям. В системе МТС пьеза или стэн/м2 = 10 000… … Морской словарь
ДАВЛЕНИЕ — ДАВЛЕНИЕ, физическая величина, характеризующая интенсивность нормальных (перпендикулярных к поверхности) сил F, с которыми одно тело действует на поверхность S другого (например, фундамент здания на грунт, жидкость на стенки сосуда и т.п.). Если… … Современная энциклопедия
ДАВЛЕНИЕ — физическая величина, характеризующая интенсивность нормальных (перпендикулярных к поверхности) сил F, с которыми одно тело действует на поверхность S другого (напр., фундамент здания на грунт, жидкость на стенки сосуда и т. п.). Если силы… … Большой Энциклопедический словарь
ДАВЛЕНИЕ — физ. величина, характеризующая интенсивность нормальных (перпендикулярных к поверхности) сил, с к рыми одно тело действует на поверхность другого (напр., фундамент здания на грунт, жидкость на стенки сосуда, газ в цилиндре двигателя на поршень).… … Физическая энциклопедия
Давление — ДАВЛЕНИЕ, физическая величина, характеризующая интенсивность нормальных (перпендикулярных к поверхности) сил F, с которыми одно тело действует на поверхность S другого (например, фундамент здания на грунт, жидкость на стенки сосуда и т.п.). Если… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Давление — Давление. В механике и математической физике под давлением накакое либо тело подразумевается совокупность сил, сплошным образомприложенных к поверхности тела и направленных по нормалям ее внутрьтела; таковы, напр., Д. газов и жидкостей на стенки… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона
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.
Что такое онлайн конвертер величин и как им пользоваться
Для перевода одних величин давления в другие можно использовать специально написанные скрипты (программы) с удобным пользовательским интерфейсом (пример ниже).
Калькулятор перевода давления в бар на давление в мегапаскалях, килограмм силы, фунт силы и атмосферах
1 MPa равен 9.8692 физическая атмосфера, 10.197 кгс/см², 145.04 фунт/дюйм², 10.19716 техническая атмосфера
Достаточно ввести в одно из полей формы нужное значение, как тут же во всех остальных появляются числа, рассчитанные по известным формулам перевода одних единиц в другие.
При наличии доступа в интернет переводить величины через такую онлайн-конвертацию очень удобно, не надо искать коэффициенты пересчёта, вспоминать формулы и пользоваться калькулятором.
Единицы
Для начала выясним, какие единицы измерения давления воды в водопроводе используются в настоящее время.
Атмосфера
Эта единица соответствует атмосферному давлению на уровне моря. Здесь, однако, есть небольшая тонкость: речь идет об избыточном давлении относительно атмосферного. Его значение в водопроводе в 0,2 атмосферы, показанное манометром, соответствует абсолютному значению в 1,2 атмосферы.
Полезно: вместо слова “атмосфера” часто используется равноценное понятие – кгс/см2. Физический смысл единицы – усилие, с которым масса в 1 кг при земном ускорении свободного падения будет давить на площадь в 1 см2.
Устаревшая единица измерения, заимствованная из использовавшейся до СИ системы измерений СГС. О ней достаточно знать, что бар приблизительно (с точностью около 2%) равен атмосфере. Довольно часто манометр для измерения давления воды в водопроводе имеет две шкалы – в барах и мегапаскалях.
Мегапаскаль
Паскаль соответствует одному ньютону на квадратный метр поверхности. Поскольку масса в один килограмм давит на основание с силой в 9,8 ньютонов, 1 мегапаскаль примерно соответствует 9,8 кгс/см2. Иногда это значение округляют до 10.
Напор
Под понятием напора, измеряемого в метрах, понимается высота водяного столба, соответствующая определенному избыточному давлению. Как узнать напор при известных показаниях манометра в кгс/см2? Достаточно просто умножить их на 10: одна избыточная атмосфера способно поднять водяной столб на 10 метров.
Таблица перевода некоторых единиц измерения.
Таблица перевода единиц измерения давления
Помимо конвертеров, существуют и таблицы перевода, где по вертикали выбирается одна величина, а по горизонтали другая. На пересечении строки и столбца обнаруживается искомое значение.
Ниже самые популярные переводы:
бар = 100 кПа бар = 1 техн. атм (at) бар = 750 мм рт. столба бар = 0,1 МПа бар = 1,0197 кГс/см 2
Таблицы могут быть двух видов:
Мультисистемные служат для определения соотношения между разными единицами измерения в любом сочетании. В этом случае таблица заполняется коэффициентами пересчёта.
Например, если выбрать строку «фунт на квадратный дюйм» (psi) и столбец «килопаскаль» (кПА), то на пересечении можно увидеть, что одному psi соответствует 6,895 кПА. Для дальнейших вычислений придётся воспользоваться операциями умножения или деления на калькуляторе.
Таблицы для выражения конкретных значений в одних единицах через другие. Обычно там числа располагаются парами, в определённом диапазоне от минимального давления до максимального, на который рассчитана данная таблица.
Результат получается с некоторой погрешностью, поскольку при выборе нужного числа приходится применять округление до ближайшего табличного значения. Чем больше в таблице пар чисел, тем точность выше. Практически высокая точность и не требуется.
Табличный метод излишне громоздок, поэтому устарел, расчёт с помощью конвертеров величин куда точнее и быстрее, а форма занимает меньше места на экране. Но при отсутствии электронных средств остаются только таблицы, они могут иметь бумажное исполнение, а считать на логарифмической линейке или в уме сейчас мало кто умеет и желает.
Давление. Перевод единиц измерения давления. Таблица соотношения единиц давления.
относится к числу распространенных измеряемых физических величин. Контроль за протеканием большинства технологических процессов в тепловой и атомной энергетике, металлургии, химии связан с
измерением давления
или разности давлений газовых и жидких сред.
Давление — широкое понятие, характеризующее нормально распределенную силу, действующую со стороны одного тела на единицу поверхности другого. Если действующая среда — жидкость или газ, то давление, характеризуя внутреннюю энергию среды, является одним из основных параметров состояния. Единица измерения давления
в системе СИ — Паскаль (Па), равный давлению, создаваемому силой в один ньютон, действующей на площадь в один квадратный метр (Н/м2). Широко применяются кратные единицы кПа и МПа. Допускается использование таких единиц, как
килограмм-сила на квадратный сантиметр
(кгс/см2) и
квадратный метр
(кгс/м2), последняя численно равна
миллиметру водяного столба
(мм вод. ст.). В таблице 1 приведены перечисленные единицы давления и соотношения между ними, перевод и соотношение единиц измерения давления. В зарубежной литературе встречаются следующие единицы измерения давления: 1 inch = 25,4 мм вод. ст., 1 psi = 0,06895 бар.
Таблица 1. Единицы измерения давления. Перевод, преобразование единиц измерения давления.
| Единицы измерения | Па | Бар | кгс/см2 | кгс/м2 (мм вод. ст.) | мм рт. ст. |
| 1 Па | 1 | 10-5 | 1,0197*10-5 | 0,10197 | 7,5006*10-3 |
| 1 Бар | 105 | 1 | 1,0197 | 1,0197*104 | 750,06 |
| 1 кгс/см2 | 9,8066*104 | 0,98066 | 1 | 104 | 735,56 |
| 1 кгс/м2 (мм вод. ст.) | 9,8066 | 0,98066*10-4 | 10-4 | 1 | 7,3556*10-2 |
| 1 мм рт. ст. | 133,32 | 1,3332*10-3 | 1,3595*10-3 | 13,595 | 1 |
Воспроизведение единицы измерения давления с наивысшей точностью в области избыточных давлений 106…2,5 * 108 Па осуществляется первичным эталоном, включающим грузопоршневые манометры, специальный набор мер массы и установку для поддержания давления. Для воспроизведения единицы давления вне указанного диапазона от 10-8 до 4 * 105 Па и от 109 до 4 * 106, а также разности давлений до 4 * 106 Па используются специальные эталоны. Передача единицы измерения давления от эталонов рабочим средствам измерения выполняется многоступенчато. Последовательность и точность передачи единицы измерения давления к рабочим средствам с указанием способов поверки и сравнения показаний определяются общегосударственными поверочными схемами (ГОСТ 8.017-79, 8.094-73, 8.107-81, 8.187-76, 8.223-76). Поскольку на каждой ступени передачи единицы измерения погрешности возрастают в 2,5—5 раз, то соотношение между погрешностями рабочих средств измерения давления и первичного эталона составляют 1022… 103.
При измерениях различают абсолютное, избыточное и вакуумметрическое давление. Под абсолютным давлением
P, понимают полное давление, которое равно сумме атмосферного давления Pат и избыточного Ри:
Понятие вакуумметрического давления
вводится при измерении давления ниже атмосферного: Рв = Рат — Ра. Средства измерения, предназначенные для измерения давления и разности давлений, называются
манометрами
. Последние подразделяются на барометры, манометры избыточного давления, вакуумметры и манометры абсолютного давления в зависимости от измеряемого ими соответственно атмосферного давления, избыточного давления, вакуумметрического давления и абсолютного давлений. Манометры, предназначенные для измерения давления или разрежения в диапазоне до 40 кПа (0,4 кгс/см2), называются напоромерами и тягомерами. Тягонапоромеры имеют двустороннюю шкалу с пределами измерения до ± 20 кПа (± 0,2 кгс/см2). Дифференциальные манометры применяются для измерения разности давлений.
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.
Единицы измерения давления
Единица измерения давления в СИ- паскаль (русское обозначение: Па; международное: Pa) = Н/м2
| Таблица перевода единиц измерения давления. Па; МПа; бар; атм; мм рт.ст.; мм в.ст.; м в.ст., кг/см 2; psf; psi; дюймы рт.ст.; дюймы в.ст. | ||||||||
| Для того, чтобы перевести давление в единицах: | В единицы: | |||||||
| Па (Н/м2) | МПа | bar | atmosphere | мм рт. ст. | мм в.ст. | м в.ст. | кгс/см2 | |
| Следует умножить на: | ||||||||
| Па (Н/м2) — единица давления СИ | 1 | 1*10-6 | 10-5 | 9.87*10-6 | 0.0075 | 0.1 | 10-4 | 1.02*10-5 |
| МПа | 1*106 | 1 | 10 | 9.87 | 7.5*103 | 105 | 102 | 10.2 |
| бар | 105 | 10-1 | 1 | 0.987 | 750 | 1.0197*104 | 10.197 | 1.0197 |
| атм | 1.01*105 | 1.01* 10-1 | 1.013 | 1 | 759.9 | 10332 | 10.332 | 1.03 |
| мм рт. ст. | 133.3 | 133.3*10-6 | 1.33*10-3 | 1.32*10-3 | 1 | 13.3 | 0.013 | 1.36*10-3 |
| мм в.ст. | 10 | 10-5 | 0.000097 | 9.87*10-5 | 0.075 | 1 | 0.001 | 1.02*10-4 |
| м в.ст. | 104 | 10-2 | 0.097 | 9.87*10-2 | 75 | 1000 | 1 | 0.102 |
| кгс/см2 | 9.8*104 | 9.8*10-2 | 0.98 | 0.97 | 735 | 10000 | 10 | 1 |
| фунтов на кв. фут / pound square feet (psf) | 47.8 | 4.78*10-5 | 4.78*10-4 | 4.72*10-4 | 0.36 | 4.78 | 4.78 10-3 | 4.88*10-4 |
| фунтов на кв. дюйм / pound square inches (psi) | 6894.76 | 6.89476*10-3 | 0.069 | 0.068 | 51.7 | 689.7 | 0.690 | 0.07 |
| Дюймов рт.ст. / inches Hg | 3377 | 3.377*10-3 | 0.0338 | 0.033 | 25.33 | 337.7 | 0.337 | 0.034 |
| Дюймов в.ст. / inches H2O | 248.8 | 2.488*10-2 | 2.49*10-3 | 2.46*10-3 | 1.87 | 24.88 | 0.0249 | 0.0025 |
| Таблица перевода единиц измерения давления. Па; МПа; бар; атм; мм рт.ст.; мм в.ст.; м в.ст., кг/см 2; psf; psi; дюймы рт.ст.; дюймы в.ст | ||||
| Для того, чтобы перевести давление в единицах: | В единицы: | |||
| фунтов накв.фут/ pound square feet (psf) | фунтов накв.дюйм/ pound square inches (psi) | Дюймов рт.ст. / inches Hg | Дюймов в.ст. / inches H2O | |
| Следует умножить на: | ||||
| Па (Н/м2) — единица давления СИ | 0.021 | 1.450326*10-4 | 2.96*10-4 | 4.02*10-3 |
| МПа | 2.1*104 | 1.450326*102 | 2.96*102 | 4.02*103 |
| бар | 2090 | 14.50 | 29.61 | 402 |
| атм | 2117.5 | 14.69 | 29.92 | 407 |
| мм рт. ст. | 2.79 | 0.019 | 0.039 | 0.54 |
| мм в.ст. | 0.209 | 1.45*10-3 | 2.96*10-3 | 0.04 |
| м в.ст. | 209 | 1.45 | 2.96 | 40.2 |
| кгс/см2 | 2049 | 14.21 | 29.03 | 394 |
| фунтов на кв. фут / pound square feet (psf) | 1 | 0.0069 | 0.014 | 0.19 |
| фунтов на кв. дюйм / pound square inches (psi) | 144 | 1 | 2.04 | 27.7 |
| Дюймов рт.ст. / inches Hg | 70.6 | 0.49 | 1 | 13.57 |
| Дюймов в.ст. / inches H2O | 5.2 | 0.036 | 0.074 | 1 |
Подробный список единиц давления: