Образовака🌡️ Физика7 классДавление твёрдых тел, жидкостей и газов

Единицы давления

4.4

Средняя оценка: 4.4

Всего получено оценок: 71.

В отдельных областях человеческой деятельности используются различные единицы измерения давления. Некоторые из них встречаются на старых приборах, некоторые распространены в промышленности или специальных науках, а также в литературе прошлых веков, отчего умение переходить между ними становится важным для инженеров и ученых.

Системные единицы

О единицах измерения давления можно составить первое суждение, исходя из его определения и формулы. Это величина, которая численно равна отношению силы к площади, на которую она действует и которой перпендикулярна. Поэтому давление измеряется в ньютонах, деленных на метр квадратный. Со временем (в середине 20-го века) эта единица получила специальное название – Паскаль (Па), в честь ученого, установившего законы для давления в жидкостях.

Рис. 1. Давление на элементарную площадку.

В науке чаще всего пользуются именно паскалями, так как эта единица измерения наиболее универсальная и удобная для задач физики и смежных дисциплин. Иногда, ввиду того, что 1 Па – это малая величина, добавляют стандартные десятичные приставки – кило, мега, гига и так далее.

В системе СГС (сантиметр, грамм, секунда), получившей распространение в электродинамике, давление измеряется в динах, деленных на квадратные сантиметры. Эту единицу иногда называют бария. 1 дин/см² = 0,1 Па.

В системе МКГСС (метр, килограмм-сила, секунда) давление измеряется в килограммах-силы, деленных на метр квадратный. И хотя МКГСС вышла из употребления, в России на предприятиях остаются старые приборы, шкала которых соответствует этой системе.

Внесистемные единицы

В зависимости от условий, в которых приходится работать, инженерами и учеными были введены внесистемные единицы.

В метеорологии, геологии и других специальных дисциплинах, а также на некоторых приборах, измеряющих давление, часто можно встретить такую единицу, как бары. 1 бар (bar – в западной литературе) = 10⁵ Па.

Причина появления этой единица та же, из-за которой в СИ вводят десятичные приставки: 1 Па – слишком малая величина, чтобы ей удобно было пользоваться в сферах, где измеряют огромные давления (к примеру, в геологии речь идет о давлениях в 13 000 бар – таковое оно на глубине в 50-55 км, у подошвы коры).

Другой распространенной единицей являются атмосферы. Их две:

Техническая – давление, производимое 1 кгс на см²: 1 ат = 98066,5 Па,
Физическая (нормальная, стандартная) – давление, равное давлению атмосферы земли на поверхности в нормальных условиях: 1 атм = 101325 Па.

Как видно из приведенных соотношений, $1 \: бар \approx 1 \: ат \approx 1 \: атм$, но все же из них наиболее распространена физическая атмосфера (обычно ее называют просто атмосферой). В быту о ней часто можно услышать из уст автомобилистов, поскольку давление в колесах измеряется именно в атмосферах.

Рис. 2. Переводная таблица между единицами измерения давления.

И, наконец, миллиметры ртутного столба и миллиметры водного столба – две исторически первые единицы, в которых измеряли атмосферное давление. 1 мм рт.ст = 101325 Па = 1 атм, а 1 мм вод.ст. = 9806,65 Па. В научной литературе миллиметры ртутного столба иногда называют торрами, в честь Торричелли – ученого, доказавшего существование атмосферного давления.

Для перехода между различными способами измерения используют таблицу единиц давления наподобие той, что изображена на рисунке 2.

Что мы узнали?

В ходе урока узнали о системных единицах измерения давления (в СИ – Па, в СГС – дин/см², в МКГСС – кгс/м²), а также рассмотрели основные внесистемные единицы и соотношения, связывающие их между собой.