Когда вы думаете о давление, вы, скорее всего, представляете что-то, что можете почувствовать буквально (например, при нажатии кончиком пера на ладонь вашей руки) или каким-то символическим, но ощутимым образом (например, при подготовке к финальной химии экзамен). Однако вы сознательно не осознаете один тип давления, оказывающий наибольшее воздействие в самом вашем существовании: атмосферное давление.
Даже если вы не можете активно его воспринимать, вы, вероятно, по крайней мере, осознаете явление атмосферного давления, часто называемого барометрическое давление, потому что в наши дни он упоминается практически во всех сводках или прогнозах погоды. И вы также знаете, что некоторые закрытые объекты на Земле, такие как автомобильные шины и баскетбольные мячи, имеют собственное (искусственно созданное) давление воздуха.
Есть ли способ связать давление какой-нибудь штуковины в ваших руках с давлением «тихого» атмосферного давления? То есть они каким-либо образом дополняют или отменяют? Ответ кроется в концепции
фунты на квадратный дюйм абсолютные против фунтов на квадратный дюйм, или PSIA vs. PSIG.Что такое давление в физической науке?
В вашем уме давление, вероятно, означает нечто, напоминающее силу. На самом деле это близко; давление - это просто сила на единицу площади, измеряемая в паскалях (Па) или ньютонах на квадратный метр (Н / м2) в единицах СИ. Сила, в свою очередь, является продуктом массы и ускорения. Поскольку сила тяжести Земли, g, (около 9,8 м / с2 на поверхности планеты) имеет единицы ускорения, все, что имеет массу на Земле, имеет силу, возникающую в результате гравитации, называемую масса.
Если вы распределяете свой вес по поверхности тонко промерзшего пруда, у вас больше шансов не провалиться, чем если вы встанете на ноги и встанете. Это связано с тем, что вы оказываете большее давление на лед, которого касаетесь во втором случае, потому что ваши ноги касаются гораздо меньшего участка льда, чем когда вы лежите на поверхности, раскинувшись как можно шире.
Общие единицы давления
Вы уже познакомились с паскалем, равным 1 Н / м2. Как и многие фундаментальные единицы в физической науке, паскали не подходят для большинства повседневных измерений давления. Атмосферное давление, например, составляет приблизительно 101,325 Па или 101,325 килопаскалей (кПа). Это равно 1 атмосфере, или 1 атм.
Единица под названием бар приблизительно атмосферное давление, где 1 бар = 1000 миллибар (мбар) = 100 кПа. В прогнозах погоды вы можете увидеть давление ураганов, выраженное в миллибарах; чем ниже значение, тем сильнее шторм, значения около 900 мбар указывают на чрезвычайно сильные погодные явления.
Когда вы заполняете шины автомобиля в Соединенных Штатах, давление обычно указывается в фунтах на квадратный дюйм (psi), причем 1 атм = 14,7 фунтов на кв. Дюйм. Обычно вам предлагается накачать шины как минимум до 32 фунтов на квадратный дюйм. Но какое давление это на самом деле измеряет?
PSIA vs. PSIG
На этом этапе вы, вероятно, захотите отказаться от сокращений и перейти к некоторым значимым расчетам давления.
В приведенном выше примере манометр в шинах измеряет, как следует из названия, давление в шинах относительно манометра или PSIG. Устройство, как и ваше собственное тело, сконструировано так, чтобы игнорировать атмосферное давление и присвоить этому значению 0. Это имеет смысл, поскольку большинство обычных людей не работают в вакуум в котором удален воздух и его давление.
Таким образом, абсолютное давление (PSIA) - это просто атмосферное давление плюс манометрическое давление:
PSIA = PSIG + атмосферное давление
Таким образом, шина, накачанная до манометрического давления 32 фунта на квадратный дюйм или 32 фунта на квадратный дюйм, будет иметь абсолютное давление относительно вакуума примерно 32 + 14,7 = 46,7 фунта на квадратный дюйм или 46,7 фунта на квадратный дюйм.
PSIA vs. Конвертер PSIG
См. Раздел Ресурсы, чтобы узнать, как выполнять эти вычисления автоматически, и получить немного больше информации о том, как и почему используются эти единицы измерения.