Kaj je izmerjeni tlak v fiziki, enote tlaka

Predstavljajte si z zrakom napolnjen, zaprt valj z batom, nameščenim na vrhu. Če začnete potiskati bat, se bo prostornina zraka v valju začela zmanjševati, molekule zraka bodo čedalje intenzivneje trkale med seboj in v bat, pritisk stisnjenega zraka na bat pa se bo povečeval.

Če bat zdaj nenadoma sprostimo, ga stisnjen zrak potisne močno navzgor. To se bo zgodilo, ker se bo s konstantno površino bata povečala sila, ki deluje na bat s strani stisnjenega zraka. Območje bata ostane nespremenjeno, vendar se poveča sila plinskih molekul in ustrezno poveča tlak.

Ali drug primer. Človek stoji na tleh, stoji na obeh nogah. V tem položaju je oseba udobna, ne doživlja nelagodja. Kaj pa, če se ta oseba odloči stati na eni nogi? Eno nogo bo upognil v kolenu in zdaj samo z eno nogo počival na tleh. V tem položaju bo oseba občutila nekaj nelagodja, saj se je pritisk na nogo povečal in približno 2-krat.Zakaj? Ker se je površina, skozi katero zdaj sila gravitacije potiska človeka na tla, zmanjšala za 2-krat. Tukaj je primer, kaj je pritisk in kako zlahka ga je mogoče zaznati v vsakdanjem življenju.

Fizični pritisk

Z vidika fizike je tlak fizikalna količina, ki je številčno enaka sili, ki deluje pravokotno na površino na enoto površine dane površine. Zato je za določitev tlaka na določeni točki na površini normalna komponenta sile, ki deluje na površino, deljena s površino majhnega površinskega elementa, na katerega ta sila deluje. Za določitev povprečnega tlaka na celotnem območju je treba normalno komponento sile, ki deluje na površino, deliti s skupno površino te površine.

Pascal (Pa)

Tlak se meri v SV v paskalih (Pa). Ta enota za merjenje tlaka je bila poimenovana v čast francoskega matematika, fizika in pisatelja Blaisa Pascala, avtorja osnovnega zakona hidrostatike - Pascalovega zakona, ki pravi, da se pritisk na tekočino ali plin prenese na katero koli točko brez sprememb v vseh smeri. Enota za tlak "Pascal" je bila prvič dana v obtok v Franciji leta 1961, v skladu z odlokom o enotah, tri stoletja po smrti znanstvenika.

En paskal je enak tlaku, ki ga povzroča sila enega newtona, enakomerno porazdeljena in usmerjena pravokotno na površino enega kvadratnega metra.

Paskali ne merijo samo mehanskega tlaka (mehanske obremenitve), temveč tudi modul elastičnosti, Youngov modul, nasipni modul, mejo tečenja, proporcionalno mejo, natezno trdnost, strižni upor, zvočni tlak in osmotski tlak. Pascals tradicionalno izraža najpomembnejše mehanske lastnosti materialov v odpornem materialu.

Tehnična atmosfera (at), fizična (atm), kilogramska sila na kvadratni centimeter (kgf / cm2)

Za merjenje tlaka se poleg Pascala uporabljajo tudi druge (zunajsistemske) enote. Ena od teh enot je "atmosfera" (c). Tlak v eni atmosferi je približno enak atmosferskemu tlaku na površini Zemlje na ravni Svetovnega oceana. Danes "atmosfero" razumemo kot tehnično atmosfero (c).

Tehnična atmosfera (at) je tlak, ki ga ustvari sila na kilogram (kgf), enakomerno porazdeljena po površini enega kvadratnega centimetra. En kilogram sile pa je enak gravitacijski sili, ki deluje na telo z maso enega kilograma pri pogojih gravitacijskega pospeška, ki je enak 9,80665 m / s2. Tako je en kilogram sile enak 9,80665 newtonov, 1 atmosfera pa je natanko enaka 98066,5 Pa. 1 at = 98066,5 Pa.

V atmosferah se na primer meri tlak v avtomobilskih pnevmatikah, na primer priporočeni tlak v pnevmatikah potniškega avtobusa GAZ-2217 je 3 atmosfere.

Obstaja tudi "fizična atmosfera" (atm), definirana kot tlak stebra živega srebra, visokega 760 mm na svojem dnu, medtem ko je gostota živega srebra 13.595,04 kg / m3, pri temperaturi 0 ° C in pod pogoji gravitacijski pospešek, enak 9,80665 m / s2.Tako se izkaže, da je 1 atm = 1,033233 pri = 101 325 Pa.

Kar zadeva kilogram sile na kvadratni centimeter (kgf / cm2), se ta nesistematična enota tlaka z dobro natančnostjo ujema z normalnim atmosferskim tlakom, kar je včasih primerno za ocenjevanje različnih učinkov.

Bar (bar), barij

Zunaj sistemske enote je "bar" enak približno eni atmosferi, vendar je natančneje - natanko 100.000 Pa. V sistemu SGS je 1 bar enak 1.000.000 dynov / cm2. Prej je ime "bar" nosila enota, ki se zdaj imenuje "barij" in je bila enaka 0,1 Pa ali v sistemu CGS 1 barij = 1 dyn / cm2. Besede "bar", "barij" in "barometer" izhajajo iz iste grške besede za "težo".

Za merjenje atmosferskega tlaka v meteorologiji se pogosto uporablja enota mbar (milibar), ki je enaka 0,001 bara. In za merjenje tlaka na planetih, kjer je atmosfera zelo tanka - μbar (mikrobar), kar je enako 0,000001 bar. Na tehničnih manometrih je skala najpogosteje razdeljena v palice.

Milimeter živega srebra (mmHg), milimeter vode (mmHg)

Enota živega srebra, ki ni milimeter, je enaka 101325/760 = 133,3223684 Pa. Označuje se z "mm Hg", včasih pa z oznako "torr" - v čast italijanskega fizika, Galilejevega učenca, Evangeliste Torricelli, avtorja koncepta atmosferskega tlaka.

Enota je nastala v povezavi s priročnim načinom merjenja atmosferskega tlaka z barometrom, pri katerem je stolpec živega srebra v ravnovesju pod vplivom atmosferskega tlaka. Živo srebro ima visoko gostoto okoli 13.600 kg/m3 in nizek nasičen parni tlak pri sobni temperaturi, zato je bilo živo srebro hkrati izbrano za barometre.

Na morski gladini je atmosferski tlak približno 760 mm Hg in ta vrednost se zdaj šteje za normalni atmosferski tlak, ki je enak 101325 Pa ali ena fizična atmosfera, 1 atm. To pomeni, da je 1 milimeter živega srebra enak 101325/760 paskala.

V milimetrih živega srebra se tlak meri v medicini, meteorologiji in letalski navigaciji. V medicini se krvni tlak meri v mm Hg, v vakuumski tehniki instrumenti za merjenje tlaka so graduirane v mmHg skupaj s stolpci. Včasih celo napišejo le 25 mikronov, kar pri evakuaciji pomeni mikrone stolpca živega srebra, meritve tlaka pa opravljajo z vakuumskimi merilniki.

V nekaterih primerih se uporabijo milimetri vode in nato 13,59 mm vodnega stolpca = 1 mm Hg. Včasih je bolj smotrno in priročno. Milimeter vodnega stolpca je tako kot milimeter živosrebrnega stolpca enota zunaj sistema, ki je enaka hidrostatičnemu tlaku 1 mm vodnega stolpca, ki ga ta stolpec izvaja na ravno podlago pri temperaturi vodnega stolpca 4 °C. °C.