Kas matuojamas slėgis fizikoje, slėgio vienetai

Įsivaizduokite oro pripildytą, sandarų cilindrą, kurio viršuje sumontuotas stūmoklis. Jei pradėsite stumti stūmoklį, tada oro tūris cilindre pradės mažėti, oro molekulės vis intensyviau susidurs tarpusavyje ir su stūmokliu, padidės suspausto oro slėgis ant stūmoklio.

Jei stūmoklis dabar staiga atleidžiamas, suslėgtas oras jį smarkiai stums aukštyn. Taip atsitiks, nes esant pastoviam stūmoklio plotui, stūmoklį veikianti jėga iš suspausto oro pusės padidės. Stūmoklio plotas išlieka nepakitęs, tačiau didėja dujų molekulių jėga ir atitinkamai didėja slėgis.

Arba kitas pavyzdys. Vyras stovi ant žemės, stovi ant abiejų kojų. Šioje pozicijoje žmogus jaučiasi patogiai, nepatiria diskomforto. Bet ką daryti, jei tas žmogus nuspręs atsistoti ant vienos kojos? Jis sulenks vieną koją prie kelio ir dabar remsis ant žemės tik viena koja. Šioje padėtyje žmogus jaus tam tikrą diskomfortą, nes spaudimas kojai padidėjo ir maždaug 2 kartus.Kodėl? Nes plotas, per kurį dabar gravitacijos jėga stumia žmogų ant žemės, sumažėjo 2 kartus. Štai pavyzdys, kas yra spaudimas ir kaip lengvai jį galima aptikti kasdieniame gyvenime.

Fizinis spaudimas

Kalbant apie fiziką, slėgis yra fizikinis dydis, kuris skaitine prasme yra lygus jėgai, veikiančiai statmenai paviršiui, tenkančiam tam tikro paviršiaus ploto vienetui. Todėl, norint nustatyti slėgį tam tikrame paviršiaus taške, įprastas paviršiui veikiančios jėgos komponentas yra padalintas iš mažo paviršiaus elemento, kurį ši jėga veikia, ploto. O norint nustatyti vidutinį slėgį visame plote, įprastą paviršių veikiančios jėgos komponentą reikia padalyti iš viso to paviršiaus ploto.

Paskalis (Pa)

Slėgis matuojamas NE paskaliais (Pa). Šis slėgio matavimo vienetas buvo pavadintas prancūzų matematiko, fiziko ir rašytojo Blaise'o Pascalio, pagrindinio hidrostatikos dėsnio - Paskalio dėsnio autoriaus, kuris teigia, kad slėgis skysčiui ar dujoms perduodamas į bet kurį tašką, nekeičiant visų. kryptys. Pirmą kartą slėgio vienetas „Pascal“ buvo išleistas į apyvartą Prancūzijoje 1961 m., Remiantis vienetų dekretu, praėjus trims šimtmečiams po mokslininko mirties.

Vienas paskalis yra lygus slėgiui, kurį sukelia vieno niutono jėga, vienodai paskirstyta ir nukreipta statmenai vieno kvadratinio metro paviršiui.

Paskaliais matuojamas ne tik mechaninis slėgis (mechaninis įtempis), bet ir tamprumo modulis, Youngo modulis, tūrio modulis, takumo taškas, proporcinga riba, atsparumas tempimui, atsparumas šlyčiai, garso slėgis ir osmosinis slėgis. Tradiciškai paskaliai išreiškia svarbiausias mechanines medžiagų charakteristikas atsparioje medžiagoje.

Techninė atmosfera (at), fizinė (atm), kilogramo jėga kvadratiniam centimetrui (kgf / cm2)

Be Pascal, slėgiui matuoti naudojami ir kiti (ne sistemos) vienetai. Vienas iš šių vienetų yra „atmosfera“ (c). Slėgis vienoje atmosferoje yra maždaug lygus atmosferos slėgiui Žemės paviršiuje Pasaulinio vandenyno lygyje. Šiandien „atmosfera“ suprantama kaip techninė atmosfera (c).

Techninė atmosfera (at) yra slėgis, kurį sukuria jėga kilogramui (kgf), tolygiai paskirstyta vieno kvadratinio centimetro plote. Vienas kilogramas jėgos, savo ruožtu, yra lygi gravitacijos jėgai, veikiančiai kūną, kurio masė yra vienas kilogramas, esant 9,80665 m / s2 gravitacinio pagreičio sąlygoms. Taigi vienas kilogramas jėgos yra lygus 9,80665 niutonams, o 1 atmosfera lygiai lygi 98066,5 Pa. 1 at = 98066,5 Pa.

Atmosferose, pavyzdžiui, matuojamas slėgis automobilių padangose, pavyzdžiui, keleivinio autobuso GAZ-2217 rekomenduojamas slėgis padangose ​​yra 3 atmosferos.

Taip pat yra "fizinė atmosfera" (atm), apibrėžiama kaip 760 mm aukščio gyvsidabrio stulpelio slėgis prie pagrindo, o gyvsidabrio tankis yra 13 595,04 kg / m3, esant 0 ° C temperatūrai ir esant gravitacinis pagreitis, lygus 9,80665 m/s2.Taigi paaiškėja, kad 1 atm = 1,033233 esant = 101 325 Pa.

Kalbant apie kilogramo jėgą kvadratiniam centimetrui (kgf / cm2), šis nesisteminis slėgio vienetas geru tikslumu prilygsta normaliam atmosferos slėgiui, kuris kartais yra patogus įvairiems poveikiams įvertinti.

Baras (baras), baris

Už sistemos bloko „baras“ yra lygus maždaug vienai atmosferai, bet tiksliau - lygiai 100 000 Pa. SGS sistemoje 1 baras yra lygus 1 000 000 dynų / cm2. Anksčiau pavadinimą „baras“ nešiojo vienetas, dabar vadinamas „bariu“, ir buvo lygus 0,1 Pa arba CGS sistemoje 1 baris = 1 dyn / cm2. Žodžiai „baras“, „baris“ ir „barometras“ kilę iš to paties graikiško žodžio „svoris“.

Meteorologijoje atmosferos slėgiui matuoti dažnai naudojamas vienetas mbar (milibaras), lygus 0,001 baro. Ir išmatuoti slėgį planetose, kuriose atmosfera yra labai plona - μbar (mikrobaras), lygus 0,000001 baro. Techniniuose manometruose skalė dažniausiai graduojama juostomis.

Gyvsidabrio milimetras (mmHg), vandens milimetras (mmHg)

Gyvsidabrio vieneto ne milimetras yra lygus 101325/760 = 133,3223684 Pa. Jis žymimas „mm Hg“, bet kartais žymimas „torr“ – italų fiziko, Galilėjaus studentės Evangelistos Torricelli, atmosferos slėgio sampratos autorės, garbei.

Įrenginys buvo sukurtas siekiant patogiai matuoti atmosferos slėgį barometru, kuriame gyvsidabrio stulpelis yra pusiausvyroje veikiant atmosferos slėgiui. Gyvsidabrio tankis yra didelis – apie 13 600 kg/m3, o sočiųjų garų slėgis kambario temperatūroje – žemas, todėl gyvsidabris barometrams buvo pasirinktas vienu metu.

Jūros lygyje atmosferos slėgis yra maždaug 760 mm Hg, ir būtent ši vertė dabar laikoma normaliu atmosferos slėgiu, lygiu 101325 Pa arba vienai fizinei atmosferai, 1 atm. Tai yra, 1 milimetras gyvsidabrio yra lygus 101325/760 paskalių.

Gyvsidabrio milimetrais slėgis matuojamas medicinoje, meteorologijoje ir aviacijos navigacijoje. Medicinoje kraujospūdis matuojamas mm Hg, vakuuminėje technologijoje slėgio matavimo prietaisai yra sugraduoti mmHg kartu su juostelėmis. Kartais jie net rašo tik 25 mikronus, o tai reiškia gyvsidabrio stulpelio mikronus, kai kalbama apie evakuaciją, o slėgio matavimai atliekami vakuuminiais matuokliais.

Kai kuriais atvejais naudojami milimetrai vandens ir tada 13,59 mm vandens stulpelis = 1 mm Hg. Kartais tai yra tikslingiau ir patogiau. Vandens stulpelio milimetras, kaip ir gyvsidabrio stulpelio milimetras, yra sistemos išorėje esantis vienetas, savo ruožtu lygus 1 mm vandens stulpelio hidrostatiniam slėgiui, kurį ši kolonėlė veikia ant plokščio pagrindo, kai vandens stulpelio temperatūra yra 4 °C. °C.