в чем измеряется давление в системе си

Давлением P называется физическая величина силы F, действующая на единицу поверхности площади S, направленная перпендикулярно этой поверхности.
т.е. P = F / S.

В международной системе единиц (СИ) давление измеряется в Паскалях:
Па — русское обозначение.
Pa — международное.
1 Па = 1 Ньютон / 1 кв. метр (1 Н/м²)

Для практических измерений в КИП и А, 1 Па часто оказывается слишком маленькой величиной давления, и для оперирования реальными данными применяются умножающие приставки — (кило, Мега), умножающие значения в 1тыс. и 1млн. раз соответственно.
1 МПа = 1000 кПа = 1000000 Па
Также, шкалы приборов для измерения давления могут быть непосредственно градуированы в величинах Ньютон / метр, или их производных:
Килоньютон, Меганьютон / м², см², мм².

Тогда получаем следующее соответствие:
1 МПа = 1 МН/м² = 1 Н/мм² = 100 Н/см² = 1000 кН/м² = 1000 кПа = 1000000 Н/м² = 1000000 Па

В России и Европе также широкое применение для измерения давления находят единицы бар (bar) и кгс/м² (kgf/m²), а также их производные (mbar, кгс/см²).
1 бар — это внесистемная единица, равная 100000 Па.
1 кгс/см² — это единица измерения давления в системе МКГСС, и широко применяется в промышленных измерениях давления.
1 кгс/см² = 10000 кгс/м² = 0.980665 бар = 98066.5 Па

Атмосфера — это внесистемная единица измерения давления приблизительно равная атмосферному давлению Земли на уровне Мирового океана.
Существует два понятия атмосферы для измерения давления:

• Физическая (атм) — равна давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0° C. 1 атм = 101325 Па
• Техническая (ат) — равна давлению, производимому силой в 1 кгс на площадь 1 см². 1 ат = 98066,5 Па = 1 кгс/см²

В России для использования в измерениях допущена только техническая атмосфера, и срок ее действия ограничен по некоторым данным 2016 годом.

Метр водяного столба — внесистемная единица измерения давления, применяемая в ряде производств.
Физически он равен давлению столба воды высотой в 1 м при температуре около 4° C и стандартном для калибровки ускорении свободного падения — 9,80665 м/сек².
м вод. ст. — русское обозначение.
mH₂O — международное.

Производными единицами являются см вод. ст. и мм вод. ст.
1 м вод. ст. = 100 см вод. ст. = 1000 мм вод. ст.
Соотносится к другим единицам измерения давления соответствующим образом:
1 м вод. ст. = 1000 кгс/м² = 0.0980665 бар = 9.80665 Па = 73.55592400691 мм рт. ст.

Миллиметр ртутного столба — внесистемная единица измерения давления, равная 133.3223684 Па. Синоним — Торр (Torr).
мм рт. ст. — русское обозначение.
mmHg. — международное.
Использование в России — не ограничено, но не рекомендовано. Применяется в ряде областей техники.
Соотношение к водному столбу: 1 мм рт. ст. = 13.595098063 мм вод. ст.

В США и Британии применяются также другие единицы измерения давления.

Это связано с тем, что длины выражаются в футах и дюймах, а вес в фунтах, британских и американских тоннах.
Примеры некоторых из них:

• Дюйм водного столба
  Обозначение: inH₂O = 249.08891 Па.
• Фут водного столба
  Обозначение: ftH₂O = 2989.006692 Па.
• Дюйм ртутного столба
  Обозначение: inHg = 3386.38815789474 Па.
• Фунт на квадратный дюйм
  Обозначение: psi = 6894.757293178 Па.
• 1000 фунтов на квадратный дюйм
  Обозначение: ksi = 6894757.2931783 Па.
• Фунт на квадратный фут
  Обозначение: psf = 47.8802589803 Па.
• Американская (короткая) тонна на квадратный дюйм
  Обозначение: tsi = 13789514.58633672267344 Па.
• Американская (короткая) тонна на квадратный фут
  Обозначение: tsf = 95760.51796067168523226 Па.
• Британская (длинная) тонна на квадратный дюйм
  Обозначение: br.tsi = 15444256.3366971 Па.
• Британская (длинная) тонна на квадратный фут
  Обозначение: br.tsf = 107251.780115952 Па.

Для измерения давления применяются манометры, дифманометры (разность давлений), вакуумметры (измерение разряжения).

Источник: www.axwap.com

В чем измеряется давление в физике, единицы измерения давления

Представьте себе заполненный воздухом герметичный цилиндр, с установленным сверху поршнем. Если начать давить на поршень, то объем воздуха в цилиндре начнет уменьшаться, молекулы воздуха станут сталкиваться друг с другом и с поршнем все интенсивнее, и давление сжатого воздуха на поршень возрастет.

Если поршень теперь резко отпустить, то сжатый воздух резко вытолкнет его вверх. Это произойдет потому, что при неизменной площади поршня увеличится сила, действующая на поршень со стороны сжатого воздуха. Площадь поршня осталась неизменной, а сила со стороны молекул газа увеличилась, соответственно увеличилось и давление.

Или другой пример. Стоит человек на земле, стоит обеими стопами. В таком положении человеку комфортно, он не испытывает неудобств. Но что случится, если этот человек решит постоять на одной ноге? Он согнет одну из ног в колене, и теперь будет опираться на землю только одной стопой. В таком положении человек ощутит определенный дискомфорт, ведь давление на стопу увеличилось, причем примерно в 2 раза. Почему? Потому что площадь, через которую теперь сила тяжести придавливает человека к земле, уменьшилась в 2 раза. Вот пример того, что такое давление, и как легко его можно обнаружить в обычной жизни.

Давление в физике

С точки зрения физики, давлением называют физическую величину, численно равную силе, действующей перпендикулярно поверхности на единицу площади данной поверхности. Поэтому, чтобы определить давление в некоторой точке поверхности, нормальную составляющую силы, приложенной к поверхности, делят на площадь малого элемента поверхности, на который данная сила действует. А для того чтобы определить среднее давление по всей площади, нормальную составляющую действующей на поверхность силы нужно разделить на полную площадь данной поверхности.

Измеряется давление в системе СИ в паскалях (Па). Эта единица измерения давления получила свое название в честь французского математика, физика и литератора Блеза Паскаля, автора основного закона гидростатики — Закона Паскаля, гласящего, что давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях. Впервые единица давления «паскаль» была введена в обращение во Франции в 1961 году, согласно декрету о единицах, спустя три столетия после смерти ученого.

Один паскаль равен давлению, которое вызывает сила в один ньютон, равномерно распределенная, и направленная перпендикулярно к поверхности площадью в один квадратный метр.

В паскалях измеряют не только механическое давление (механическое напряжение), но и модуль упругости, модуль Юнга, объемный модуль упругости, предел текучести, предел пропорциональности, сопротивление разрыву, сопротивление срезу, звуковое давление и осмотическое давление. Традиционно именно в паскалях выражаются важнейшие механические характеристики материалов в сопромате.

Атмосфера техническая (ат), физическая (атм), килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см2)

Кроме паскаля для измерения давления применяют и другие (внесистемные) единицы. Одной из таких единиц является «атмосфера» (ат). Давление в одну атмосферу приблизительно равно атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана. На сегодняшний день под «атмосферой» понимают техническую атмосферу (ат).

Техническая атмосфера (ат) — это давление, производимое одной килограмм-силой (кгс), распределенной равномерно по площади в один квадратный сантиметр. А одна килограмм-сила, в свою очередь, равна силе тяжести, действующей на тело массой в один килограмм в условиях ускорения свободного падения, равного 9,80665 м/с2. Одна килограмм-сила равна таким образом 9,80665 ньютон, а 1 атмосфера оказывается равной точно 98066,5 Па. 1 ат = 98066,5 Па.

В атмосферах измеряют, например, давление в автомобильных шинах, например рекомендованное давление в шинах пассажирского автобуса ГАЗ-2217 равно 3 атмосферам.

Есть еще «физическая атмосфера» (атм), определяемая как давление ртутного столба, высотой 760 мм на его основание при том, что плотность ртути равна 13595,04 кг/м3, при температуре 0°C и в условиях ускорения свободного падения равного 9,80665 м/с2. Так выходит, что 1 атм = 1,033233 ат = 101 325 Па.

Что касается килограмм-силы на квадратный сантиметр (кгс/см2), то эта внесистемная единица давления с хорошей точностью равна нормальному атмосферному давлению, что бывает иногда удобно для оценок различных воздействий.

Внесистемная единица «бар» равна приблизительно одной атмосфере, но является более точной — ровно 100000 Па. В системе СГС 1 бар равен 1000000 дин/см2. Раньше название «бар» носила единица, называемая сейчас «бария», и равная 0,1 Па или в системе СГС 1 бария = 1 дин/см2. Слово «бар», «бария» и «барометр» происходят от одного и того же греческого слова «тяжесть».

Часто для измерения атмосферного давления в метеорологии используют единицу мбар (миллибар), равную 0,001 бар. А для измерения давления на планетах где атмосфера очень разряженная — мкбар (микробар), равный 0,000001 бар. На технических манометрах чаще всего шкала имеет градуировку именно в барах.

Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.), миллиметр водяного столба (мм вод. ст.)

Внесистемная единица измерения «миллиметр ртутного столба» равна 101325/760 = 133,3223684 Па. Обозначается «мм рт.ст.», но иногда ее обозначают «торр» — в честь итальянского физика, ученика Галилея, Эванджелисты Торричелли, автора концепции атмосферного давления.

Образовалась единица в связи с удобным способом измерения атмосферного давления барометром, у которого ртутный столб пребывает в равновесии под действием атмосферного давления. Ртуть обладает высокой плотностью около 13600 кг/м3 и отличается низким давлением насыщенного пара в условиях комнатной температуры, поэтому для барометров в свое время и была выбрана именно ртуть.

На уровне моря атмосферное давление равно приблизительно 760 мм рт.ст., именно это значение и принято считать теперь нормальным атмосферным давлением, равным 101325 Па или одной физической атмосфере, 1 атм. То есть 1 миллиметр ртутного столба равен 101325/760 паскаль.

В миллиметрах ртутного столба измеряют давление в медицине, в метеорологии, в авиационной навигации. В медицине кровное давление измеряют в мм рт.ст, в вакуумной технике приборы для измерения давления градуируются в мм рт.ст, наряду с барами. Иногда даже просто пишут 25 мкм, подразумевая микроны ртутного столба, если речь идет о вакуумировании, а измерения давления осуществляют вакуумметрами.

В некоторых случаях используют миллиметры водяного столба, и тогда 13,59 мм вод.ст = 1мм рт.ст. Иногда это более целесообразно и удобно. Миллиметр водяного столба, как и миллиметр ртутного столба — внесистемная единица, равная в свою очередь гидростатическому давлению 1 мм столба воды, которое этот столб оказывает на плоское основание при температуре воды столба 4°С.

Источник: electricalschool.info

Давайте разберемся, в чем измеряется давление

В жизни мы часто сталкиваемся с ситуациями, когда возникает необходимость измерить давление: артериальное, атмосферное либо давление сжатого воздуха или газа в трубе. Давайте разберемся, что же это за физическая величина. И сразу же возникает следующий вопрос: а в чем измеряется давление? Оказывается, существует несколько видов единиц измерения, применяемых к этой физической величине. В этой статье мы разберем, в чем измеряется давление. Итак, приступим, рассмотрим каждую из таких единиц.

Официально признанной Международной системой СИ является единица измерения давления Паскаль (Па), производные от нее — килопаскаль (кПа) и мегапаскаль (МПа). Один Паскаль равен следующему отношению: 1 Па = 1 Н/м 2 . Однако в различных отраслях используют разные единицы измерения давления. Например, при определении производительности газа и расхода сжатого воздуха (в компрессорной технике) могут использоваться несколько совершенно разных единиц измерения.

Разберем, в чем измеряется давление газа и воздуха. Основной применяемой единицей является кубический метр в минуту времени (м 3 /мин). Часто можно встретить и такие единицы, как литр в минуту (л/мин) или атмосферное давление (атм), а в англоязычных странах могут использовать кубический фут в минуту — cubic foot perminute, или CFM. Давайте рассмотрим соотношение этих величин. 1 л/мин соответствует 0,001 м 3 /мин, а 1 CFM равен 28,3168 л/мин, или 0,02832 м 3 /мин. Соответственно, 1 м 3 /мин равен 35,314 CFM. Очень часто производительность приводят для всасывания либо для нормальных условий (1 атм при температуре 200 по Цельсию). В таком случае перед единицей измерения ставят литеру «н», что означает нормальные условия. Например, 10 нм 3 /мин.

Также для измерения давления могут применять такие единицы: мм рт. ст. (Торр) – миллиметр ртутного столба; атм. – физическая атмосфера; ат. – техническая атмосфера; бар. В англоязычных странах может использоваться такая величина, как фунт на квадратный дюйм — PSI (pounds per square inch).

Рассмотрим соотношение основных единиц измерения давления: 1 мегапаскаль равен 10 бар или 7500,7 милимметров ртутного столба, либо 9,8692 физических атмосфер, 10,197 технических атмосфер, а также 145,04 PSI.

Вот мы и разобрали, в чем измеряется давление в различных направлениях техники. А какими же приборами принято измерять такие физические величины?

Эти механизмы классифицируют по виду измеряемого давления (например, атмосферное, избыточное либо разреженное, то есть вакуум), ну и, конечно же, по принципу действия (жидкостные, мембранные, электрические, пружинные и комбинированные). Самый главный параметр, которым характеризуется прибор для измерения давления воздуха – это класс точности. Существует множество таких механизмов. Вот основные устройства, которые наиболее часто используются при измерении давления воздуха:

• барометр-анероид, служит для измерения атмосферного давления;
• баротермогигрометр, также применяется для измерения атмосферного давления;
• жидкостные манометры — используются для замеров разности давлений;
• аналоговые и цифровые манометры.

Подведя итог, скажем, что знание о единицах измерения давления могут пригодиться любому современному человеку.

Источник: fb.ru

Незнающий человек довольно легко может запутаться во всех существующих единицах измерения давления. И это вполне объяснимо, ведь каждая отрасль науки использует свои показатели. Цель данной статьи – разобраться с возникающими сложностями.

В первую очередь нужно рассказать о том, что существует два вида давления:

1. Абсолютное. Это давление, которое принято измерять относительно абсолютного нуля (чего можно достичь исключительно в вакууме).

2. Относительное. Оно измеряется относительно земной атмосферы.

Поясним данную ситуацию: если абсолютное давление в вакууме будет равно нулю, то относительное – минус единице. И напротив, атмосферное давление по абсолютной шкале будет равняться 1, и 0 – по относительной.

Важным является следующее утверждение: единицы измерения давления можно определить одним из двух известных на сегодняшний день способов:

1. С помощью высоты столба жидкости (уравновешивающего давление в определенном физическом процессе). В таком случае измерение происходит в единицах водяного столба (обозначение: мм.вод.ст) при 4°С – это так называемый дюйм вод.ст. (in H₂O) или же фут вод.ст. (обозначение: ft Н₂О) или ртутного столба (мм.рт.ст). При 0°С (с условием нормального ускорения падения) это дюйм рт.ст. (in Hg). В нашей стране чаще всего используются не футы, а миллиметры ртутного столба. Поэтому полезной будет следующая информация: 1 дюйм = 25,4 мм, 1 фут = 30,48 сантиметрам.

2. Благодаря единицам площади и силы.

Итак, изучаем далее единицы измерения давления. Главная информация об этом содержится в системе СИ, т.е. в Международной системе единиц. Принята она была международным сообществом еще в далеком 1960 году, при этом единицей измерения силы является Ньютон (обозначение: Н), а площади – 1 м 2 (метр квадратный). Благодаря этим показателям и можно найти единицу давления – это один Па (Паскаль). Определяется он отношением силы к площади. В виде формулы это выглядит следующим образом: 1 Па = 1Н/м 2 .

Рассматривая единицы измерения давления, стоит сказать и о том, что они, естественно, имеют свои производные. Так, ученые чаще всего используют следующие определения, хотя классификацию можно продолжить и дальше:

1. Килопаскаль (кПа): 1 кПа = 10 3 Па.

2. Мегапаскаль (мПа): 1 МПа = 10 3 кПа, а также = 10 6 Па.

Однако стоит сказать и о том, что наряду с системой СИ сегодня не менее распространены и используются иные единицы измерения давления, принятые ранее. К тому же часто используются и так называемые внесистемные единицы, которые заслуживают особого внимания.

Существует еще одна обозначение единицы давления, именуемое торром. Связано это название с именем Эванджелиста Торричелли – итальянского математика и физика, который к тому же являлся учеником великого Г. Галилея. Важен следующий факт: именно Торричелли изобрел ртутный барометр. Сама же эта единица измерения давления (1 торр) равняется гидростатическому давлению исследуемого столба ртути (обязательно высотой 1 мм) на плоское основание (обязательно при температуре 0°С). При этом 1 торр = 13,5951 миллиметра водного столба = 133,322 Па. Также важно следующее уравнение: 1 атмосфера = 760 торр.

Существует еще техническая система единиц, аббревиатура которой выглядит следующим образом: МКГСС (расшифровка: метр, килограмм-сила, секунда). В данном случае сила измеряется именно в килограммах и равняется 9,8 Н. Единица давления в таком случае выглядит следующим образом: кгс/м 2 или же кгс/см 2 и носит название технической атмосферы (или же метрической) – ат. Если устанавливается избыточное давление, единица измерения пишется как «ати».

Обозначается данная система измерения следующей аббревиатурой: СГС (расшифровка: сантиметр, грамм, секунда). В этом случае единица силы, которая используется, – дина (соответствует 10 –5 Н). В данной системе единица измерения давления называется «бар» и исчисляется отношением одного дина к сантиметру квадратному: 1 дин/см 2 . Однако существует один нюанс: есть еще одна внесистемная метеорологическая единица измерения давления, которая также называется «бар». Она имеет несколько иные показатели: 1 бар = 106 дин/см 2 , что иногда вызывает путаницу. Еще одна внесистемная (вне системы СИ) единица измерения давления, которая чаще всего используется на практике, это нормальная (или физическая) атмосфера, которая равняется 760 миллиметрам ртутного столба. Эти единицы имеют свои производные, которые используются для облегчения процесса исчисления.

Существует еще одна система измерения давления – МТС (расшифровка: метр-тонна-секунда), которая также имеет свою единицу, именуемую «пьеза». Одна пз (т.е. пьеза) = 1 сн/м 2 . В свою очередь 1 сн – это сила в 1 стен. Стоит сказать и о том, что в англоязычных странах для измерения давления используется чаще всего обозначение «psi» – пси (один psi равен отношению lbf/in 2 ) – один фунт силы делится на квадратный дюйм (при этом 1 дюйм = 0,4536 кг). Если оно применяется для определения абсолютного давления, единица измерения будет такой: psia (приставка «а», т.е. absolute – абсолютный). В случае измерения избыточного давления это будет выглядеть как psig (приставка «g», т.е. gage, что переводится как «избыточный», «лишний»).

Разбираясь в единицах измерения давления, человек нередко путается во всех показателях. Для облегчения этого процесса были составлены специальные таблицы, благодаря которым можно в считанные минуты перевести показатели из одной системы в другую. Наиболее распространенные соотношения выглядят следующим образом: 1 ат = 10 4 кгс/м 2 (1 кгс/см 2 ), что также равно 0,98∙10 5 Па (чему соответствуют 98 кПа и 0,098 МПа). При этом атмосфера = 0,98∙10 3 мбар (это равно 0,98 бар и 0,97 атм). Ну и, конечно же, не стоит забывать, что это еще равняется 10 4 миллиметров водного столба, что соответствует 10 м водного и 735 мм ртутного столба.

Обязательно нужно сказать и о том, что при расчетах могут возникать небольшие ошибки, которыми, впрочем, в некоторых ситуациях пренебрегают:

1. Ошибку в 2% можно не заметить при разнице между технической и стандартной атмосферами, а также одной десятой частью МПа, т.е. мегапаскаля: 1 ат = 1 бар = 0,1 МПа.

2. Допустима также ошибка в 3% при рассмотрении физической и технической атмосфер: 1 ат = 1 атм.

Данные показатели весьма важны, так как потребность в переводе указанных единиц возникает часто (основная причина: использование оборудования различных стран изготовления, к тому же разных годов выпуска).

Рассмотрев различные единицы измерения давления (газа, атмосферного давления и т.д.), стоит также уделить внимание тем инструментам, благодаря которым и получают искомые показатели. Так, для этого используются мембранные, жидкостные (самые простые и точные измерители), пружинные, электрические и тепловые манометры самых различных конструкций (при этом могут использоваться как простые, так и весьма сложные оптические и электронные схемы). Рассмотрев единицы измерения атмосферного давления, стоит сказать, что приборы, которыми этот показатель определяется, называются барометрами (от греческого «baros» – «тяжесть», «metreo» – «измеряю»). Если же надо определить давление, которое ниже атмосферного, тут уже используются вакуумметры. При возникновении необходимости узнать разницу между двумя давлениями (если ни одно из них не является атмосферным) надо использовать дифманометры, то есть дифференциальные манометры.

Источник: www.syl.ru