Единицы давления

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.

Давление на элементарную площадку

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.

Переводная таблица между единицами измерения давления

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.

Прибор из опыта Торричелли

Рис. 3. Прибор из опыта Торричелли.

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.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.4. Всего получено оценок: 59.

Предметы