Unde este îndreptată forța de presiune? Presiune: unități de presiune. Modalități de reducere și creștere a presiunii

Pentru a înțelege ce este presiunea în fizică, luați în considerare un exemplu simplu și familiar pentru toată lumea. Care?

În situația în care trebuie să tăiem cârnații, vom folosi cel mai ascuțit obiect - un cuțit, și nu o lingură, un pieptene sau un deget. Răspunsul este evident - cuțitul este mai ascuțit, iar toată forța pe care o aplicăm este distribuită de-a lungul muchiei foarte subțiri a cuțitului, aducând efectul maxim sub formă de separare a unei părți a obiectului, adică. cârnați. Un alt exemplu este că stăm pe zăpadă afanată. Picioarele mele se lasă și mersul este extrem de inconfortabil. Atunci de ce schiorii trec pe lângă noi cu uşurinţă şi cu viteză mare, fără să se înece sau să se încurce în aceeaşi zăpadă? Evident, zăpada este aceeași pentru toată lumea, atât pentru schiori, cât și pentru pietoni, dar impactul pe care îl are asupra ei este diferit.

Cu aproximativ aceeași presiune, adică greutate, suprafața care apasă pe zăpadă variază foarte mult. Suprafața schiurilor este mult mai mare decât zona tălpii pantofului și, în consecință, greutatea este distribuită pe o suprafață mai mare. Ce ne ajută sau, dimpotrivă, ne împiedică să influențăm eficient suprafața? De ce un cuțit ascuțit taie mai bine pâinea și de ce schiurile plate și late țin mai bine suprafața, reducând pătrunderea în zăpadă? La cursul de fizică de clasa a șaptea, ei studiază conceptul de presiune pentru aceasta.

Presiunea în fizică

Forța care se aplică oricărei suprafețe se numește forță de presiune. Și presiunea este o mărime fizică care este egală cu raportul dintre forța de presiune aplicată pe o anumită suprafață și aria acestei suprafețe. Formula pentru calcularea presiunii în fizică este următoarea:

unde p este presiunea,
F - forța de presiune,
s este aria suprafeței.

Vedem cum este desemnată presiunea în fizică și, de asemenea, vedem că, cu aceeași forță, presiunea este mai mare în cazul în care aria de sprijin sau, cu alte cuvinte, aria de contact a corpurilor care interacționează este mai mică. Și, invers, odată cu creșterea zonei de sprijin, presiunea scade. De aceea, un cuțit mai ascuțit taie mai bine orice corp, iar cuiele bătute în perete au vârfuri ascuțite. Și de aceea schiurile stau mult mai bine pe zăpadă decât fără ele.

Unități de presiune

Unitatea de măsură a presiunii este de 1 newton pe metru pătrat - acestea sunt cantități deja cunoscute nouă de la cursul de clasa a VII-a. De asemenea, putem converti unitățile de presiune N/m2 în pascali, o unitate de măsură numită după omul de știință francez Blaise Pascal, care a dezvoltat așa-numita Lege a lui Pascal. 1 N/m = 1 Pa. În practică, se folosesc și alte unități de măsurare a presiunii - milimetri de mercur, bari și așa mai departe.

FIZICĂ. 1. Subiectul și structura fizicii Fizica este o știință care studiază cel mai simplu și în același timp și cel mai important. proprietăţile generale şi legile de mişcare ale obiectelor lumii materiale din jurul nostru. Ca urmare a acestei comunități, nu există fenomene naturale care să nu aibă proprietăți fizice. proprietati... Enciclopedie fizică

FIZICĂ- o știință care studiază cele mai simple și în același timp cele mai generale tipare ale fenomenelor naturale, sacrul și structura materiei și legile mișcării ei. Conceptele de fiziologie și legile ei stau la baza tuturor științelor naturale. F. aparține științelor exacte și studiază cantitățile... Enciclopedie fizică

FIZICĂ- FIZICA, știință care studiază, împreună cu chimia, legile generale de transformare a energiei și materiei. Ambele științe se bazează pe două legi de bază ale științei naturii: legea conservării masei (legea lui Lomonosov, Lavoisier) și legea conservării energiei (R. Mayer, Jaul... ... Marea Enciclopedie Medicală

Fizica stelelor- Fizica stelară este una dintre ramurile astrofizicii care studiază latura fizică a stelelor (masă, densitate, ...). Cuprins 1 Dimensiuni, mase, densitate, luminozitate a stelelor 1.1 Masa stelelor ... Wikipedia

Fizică- I. Subiectul și structura fizicii Fizica este o știință care studiază cele mai simple și în același timp cele mai generale modele ale fenomenelor naturale, proprietățile și structura materiei și legile mișcării ei. Prin urmare, conceptele lui F. și alte legi stau la baza tuturor... ...

Hipertensiune arterială- în sens larg, presiunea care depășește presiunea atmosferică; în sarcini tehnice și științifice specifice, presiunea care depășește valoarea caracteristică fiecărei sarcini. Divizarea lui D. v., care se regăsește la fel de convențional în literatură. la sus și... Marea Enciclopedie Sovietică

FIZICĂ- (din greaca veche physis nature). Anticii numeau fizică orice studiu al lumii înconjurătoare și al fenomenelor naturale. Această înțelegere a termenului de fizică a rămas până la sfârșitul secolului al XVII-lea. Ulterior au apărut o serie de discipline speciale: chimia, care studiază proprietățile... ... Enciclopedia lui Collier

FIZICA PRESIUNILOR ÎNALTE- studiul influenţei exercitate asupra materiei de presiuni foarte mari, precum şi realizarea unor metode de obţinere şi măsurare a unor astfel de presiuni. Istoria dezvoltării fizicii de înaltă presiune este un exemplu uimitor de progres neobișnuit de rapid în știință,... ... Enciclopedia lui Collier

Fizica stării solide- Fizica stării solide este o ramură a fizicii materiei condensate, a cărei sarcină este de a descrie proprietățile fizice ale solidelor din punctul de vedere al structurii lor atomice. S-a dezvoltat intens în secolul al XX-lea după descoperirea mecanicii cuantice.... ... Wikipedia

Fizica temperaturilor scăzute- Cuprins 1 Metode de producere 1.1 Evaporarea lichidelor ... Wikipedia

Cărți

• Fizică. clasa a VII-a. Caiet de lucru pentru manual de A. V. Peryshkin. Vertical. Standardul educațional de stat federal, Khannanova Tatyana Andreevna, Khannanov Nail Kutdusovich, manualul este o parte integrantă a complexului educațional al lui A. V. Peryshkin „Clasele 7-9”, care a fost revizuit în conformitate cu cerințele noului standard educațional de stat federal. … Categorie: Fizica. Astronomie (clasele 7-9) Seria: Fizica Editura: Bustard, Cumpărați pentru 228 rub.
• Fizică Clasa a VII-a Caiet de lucru pentru manualul A. V. Peryshkina, Khannanova T., Khannanov N., Manualul este parte integrantă a complexului educațional A. V. Peryshkina „Fizica. clasele 7-9”, care a fost revizuit în conformitate cu cerințele noului standard educațional de stat federal. În... Categorie:

Presiune- o mărime fizică egală numeric cu forța care acționează pe unitatea de suprafață perpendiculară pe această suprafață. Simbolul folosit în mod obișnuit pentru a indica presiunea este p- din lat. pressūra(presiune).

Presiunea pe suprafață poate avea o distribuție neuniformă, prin urmare, se face o distincție între presiunea pe un fragment local al suprafeței și presiunea medie pe întreaga suprafață.

Presiunea pe o suprafață locală este definită ca raportul dintre componentele normale a forței dFn, acționând asupra acestui fragment de suprafață, în zona acestui fragment dS:

Presiunea medie pe întreaga suprafață este raportul dintre componentele normale a forței Fn, acţionând pe o suprafaţă dată, faţă de zona acesteia S:

Presiunea gazelor și lichidelor este măsurată cu ajutorul manometrelor, manometrelor de presiune diferențială, manometrelor, senzorilor de presiune și barometrelor de presiune atmosferică.

Unitățile de măsurare a presiunii au o istorie lungă și, ținând cont de diferite medii (lichid, gaz, solid), sunt destul de diverse. Să le dăm pe cele principale.

Pascal

În sistemul internațional de unități ( SI) se măsoară în pascali (denumire rusă: Pa; internaţional: Pa). Pascal este egal cu presiunea cauzată de o forță egală cu un newton, distribuită uniform pe o suprafață normală cu o suprafață de un metru pătrat.

1 Pa = 1 N/m2

Un pascal este o presiune mică. Aproximativ această presiune este creată de o bucată de hârtie dintr-un caiet de școală care se află pe masă. Prin urmare, sunt adesea utilizate mai multe unități de presiune:

Apoi obținem următoarea corespondență: 1 MPa = 1 MN/m² = 1 N/mm² = 100 N/cm².
De asemenea, scalele instrumentelor de măsurare a presiunii pot fi gradate în valori N/m 2 sau N/mm 2.

Raportul valorilor la 1 Pa:

Dina

Dina(Desemnare rusă: din, denumire internațională: dyn) - o unitate de forță în sistemul de unități GHS. O dină este numeric egală cu forța care conferă o accelerație de un centimetru pe secundă pe secundă unui corp care cântărește 1 gram.

1 dină = 1 g cm/s 2 = 10 -5 H = 1,0197 10 -6 kgf

GHS(centimetru-gram-secundă) este un sistem de măsurare care a fost utilizat pe scară largă înainte de adoptarea Sistemului Internațional de Unități (SI). Un alt nume - sistem fizic absolut de unități.

Bar (bar, bar)

Bar (desemnare rusă: bar; internaţional: bar;) - o unitate de presiune nesistemică, aproximativ egală cu o atmosferă, utilizată pentru lichide și gaze sub presiune.

De ce bar și nu pascal? Pentru măsurătorile tehnice în care există o presiune ridicată, pascalul este o unitate prea mică. Prin urmare, a fost introdusă o unitate mai mare - 1 bar. Aceasta este aproximativ presiunea atmosferei terestre.

Barul este o unitate de măsurare a presiunii non-sistem.

Kilogram-forță

Kilogram-forță este egală cu forța care o conferă unei mase în repaus, egală cu masa prototipului internațional al kilogramului, o accelerație egală cu accelerația normală a gravitației (9,80665 m/s 2).

1 kgf = 1 kg * 9,80665 m/s 2 = 9,80665 N

Un kilogram-forță este aproximativ egală cu forța cu care un corp care cântărește 1 kilogram apasă pe o cântar pe suprafața Pământului, prin urmare este convenabil deoarece valoarea sa este egală cu greutatea unui corp care cântărește 1 kg, deci este ușor pentru o persoană să-și imagineze, de exemplu, ce este o forță de 5 kgf.

Kilogram-forță (desemnare rusă: kgf sau kg; internaţional: kgf sau kg F ) - unitate de forță în sistemul de unități MKGSS ( M etr - LA nămol G ramm- CU ila - CU doilea).

Atmosfera tehnică (at, at), kgf/cm2

Atmosfera tehnică (desemnare rusă: at; internațional: at) este egală cu presiunea produsă de o forță de 1 kgf, distribuită uniform pe o suprafață plană perpendiculară pe aceasta, cu o suprafață de 1 cm 2. Astfel,

1 la = 98.066,5 Pa

Atmosfera fizică (atm, atm)

Atmosfera normală, standard sau fizică (desemnare rusă: atm; internațional: atm) - o unitate nesistemică, egală cu presiunea unei coloane de mercur de 760 mm înălțime pe baza sa orizontală la o densitate a mercurului de 13.595,04 kg/m 3, la o temperatură de 0°C și la accelerația normală a căderii libere este de 9,80665 m/s 2.

1 atm = 760 mmHg.

Conform definiției:

Milimetru de mercur

Un milimetru de mercur (desemnare rusă: mm Hg; internațional: mm Hg) este o unitate de măsură a presiunii non-sistem, numită uneori „torr” (desemnare rusă - Torr, internațional - Torr) în onoarea lui Evangelista Torricelli.

1 mmHg ≈ 133,3223684 Pa

nivelul mării atm	760 mmHg
760 mmHg	101 325 Pa
1 mmHg	101 325 / 760 ≈ 133,3223684 Pa
1 mmHg	13,5951 mm coloană de apă

Originea acestei unități este legată de metoda de măsurare a presiunii atmosferice cu ajutorul unui barometru, în care presiunea este echilibrată de o coloană de lichid. Mercurul este adesea folosit ca lichid deoarece are o densitate foarte mare (≈13.600 kg/m3) și presiune scăzută a vaporilor la temperatura camerei.

Milimetrii de mercur sunt utilizați, de exemplu, în tehnologia vidului, în rapoartele meteorologice și în măsurarea tensiunii arteriale.

Unitatea de măsură „inch de mercur” (simbol - inHg) este folosită și în SUA și Canada. 1 inHg = 3,386389 kPa la 0 °C.

Milimetru de coloană de apă

Un milimetru de coloană de apă (denumirea rusă: mm coloană de apă, mm H 2 O; internațional: mm H 2 O) este o unitate de măsură a presiunii non-sistem. Egal cu presiunea hidrostatică a unei coloane de apă de 1 mm înălțime exercitată pe o bază plană la o temperatură a apei de 4 °C.

În Federația Rusă, este aprobat pentru utilizare ca unitate non-sistemică de măsurare a presiunii fără limită de timp, cu scopul de utilizare „toate zonele”.

Presiunea este o cantitate fizică care joacă un rol deosebit în natură și viața umană. Acest fenomen, invizibil pentru ochi, nu numai că afectează starea mediului, dar este și foarte bine simțit de toată lumea. Să ne dăm seama ce este, ce tipuri există și cum să găsim presiunea (formula) în diferite medii.

Ce este presiunea în fizică și chimie?

Acest termen se referă la o mărime termodinamică importantă, care se exprimă în raportul forței de presiune exercitată perpendicular pe suprafața pe care acționează. Acest fenomen nu depinde de dimensiunea sistemului în care funcționează și, prin urmare, se referă la cantități intensive.

Într-o stare de echilibru, presiunea este aceeași pentru toate punctele sistemului.

În fizică și chimie, este notat cu litera „P”, care este o abreviere de la numele latin al termenului - pressūra.

Când vorbim despre presiunea osmotică a unui fluid (echilibrul dintre presiunea din interiorul și exteriorul celulei), se folosește litera „P”.

Unități de presiune

Conform standardelor Sistemului Internațional SI, fenomenul fizic în cauză se măsoară în pascali (chirilic - Pa, latină - Ra).

Pe baza formulei de presiune, se dovedește că un Pa este egal cu un N (newton - împărțit la un metru pătrat (unitate de suprafață).

Cu toate acestea, în practică, este destul de dificil să folosiți pascali, deoarece această unitate este foarte mică. În acest sens, pe lângă standardele SI, această cantitate poate fi măsurată diferit.

Mai jos sunt cei mai faimoși analogi ai săi. Cele mai multe dintre ele sunt utilizate pe scară largă în fosta URSS.

• Baruri. Un bar este egal cu 105 Pa.
• Torrs, sau milimetri de mercur. Aproximativ un torr corespunde la 133,3223684 Pa.
• Milimetri de coloană de apă.
• Metri de coloană de apă.
• Atmosfere tehnice.
• Atmosfere fizice. Un atm este egal cu 101.325 Pa și 1,033233 atm.
• Kilogram-forță pe centimetru pătrat. De asemenea, se disting tona-forța și gram-forța. În plus, există un analog cu forța liră pe inch pătrat.

Formula generală pentru presiune (fizica clasa a VII-a)

Din definirea unei mărimi fizice date, se poate determina metoda de găsire a acesteia. Arata ca in fotografia de mai jos.

În ea, F este forța și S este aria. Cu alte cuvinte, formula pentru găsirea presiunii este forța sa împărțită la suprafața pe care acționează.

Se mai poate scrie astfel: P = mg / S sau P = pVg / S. Astfel, această mărime fizică se dovedește a fi legată de alte variabile termodinamice: volum și masă.

Pentru presiune, se aplică următorul principiu: cu cât spațiul afectat de forță este mai mic, cu atât este mai mare forța de apăsare care cade asupra acestuia. Dacă aria crește (cu aceeași forță), valoarea dorită scade.

Formula de presiune hidrostatică

Diferite stări de agregare a substanțelor asigură prezența unor proprietăți care diferă unele de altele. Pe baza acestui fapt, metodele de determinare a P în ele vor fi și ele diferite.

De exemplu, formula pentru presiunea apei (hidrostatică) arată astfel: P = pgh. Se aplică și gazelor. Cu toate acestea, nu poate fi utilizat pentru a calcula presiunea atmosferică din cauza diferenței de altitudine și densitatea aerului.

În această formulă, p este densitatea, g este accelerația datorată gravitației și h este înălțimea. Pe baza acesteia, cu cât un obiect sau obiect este scufundat mai adânc, cu atât presiunea exercitată asupra acestuia în interiorul lichidului (gazului) este mai mare.

Opțiunea luată în considerare este o adaptare a exemplului clasic P = F / S.

Dacă ne amintim că forța este egală cu derivata masei prin viteza de cădere liberă (F = mg), iar masa lichidului este derivata volumului după densitate (m = pV), atunci formula presiune poate fi scris ca P = pVg / S. În acest caz, volumul este aria înmulțită cu înălțimea (V = Sh).

Dacă introducem aceste date, se dovedește că aria din numărător și numitor poate fi redusă la ieșire - formula de mai sus: P = pgh.

Când luăm în considerare presiunea în lichide, merită să ne amintim că, spre deosebire de solide, curbura stratului de suprafață este adesea posibilă în ele. Și aceasta, la rândul său, contribuie la formarea unei presiuni suplimentare.

Pentru astfel de situații, se utilizează o formulă de presiune ușor diferită: P = P 0 + 2QH. În acest caz, P 0 este presiunea stratului necurbat, iar Q este suprafața de tensiune a lichidului. H este curbura medie a suprafeței, care este determinată conform Legii lui Laplace: H = ½ (1/R 1 + 1/R 2). Componentele R1 și R2 sunt razele curburii principale.

Presiunea parțială și formula ei

Deși metoda P = pgh este aplicabilă atât pentru lichide, cât și pentru gaze, este mai bine să calculați presiunea în acestea din urmă într-un mod ușor diferit.

Cert este că în natură, de regulă, substanțele absolut pure nu se găsesc foarte des, deoarece în ea predomină amestecurile. Și acest lucru se aplică nu numai lichidelor, ci și gazelor. Și după cum știți, fiecare dintre aceste componente exercită o presiune diferită, numită parțială.

Este destul de ușor de definit. Este egal cu suma presiunii fiecărei componente a amestecului luat în considerare (gazul ideal).

De aici rezultă că formula presiunii parțiale arată astfel: P = P 1 + P 2 + P 3 ... și așa mai departe, în funcție de numărul de componente constitutive.

Există adesea cazuri când este necesar să se determine presiunea aerului. Cu toate acestea, unii oameni efectuează în mod eronat calcule numai cu oxigen conform schemei P = pgh. Dar aerul este un amestec de gaze diferite. Conține azot, argon, oxigen și alte substanțe. Pe baza situației actuale, formula presiunii aerului este suma presiunilor tuturor componentelor sale. Aceasta înseamnă că ar trebui să luăm P = P 1 + P 2 + P 3 de mai sus...

Cele mai comune instrumente pentru măsurarea presiunii

În ciuda faptului că nu este dificil să se calculeze cantitatea termodinamică în cauză folosind formulele menționate mai sus, uneori pur și simplu nu există timp pentru a efectua calculul. La urma urmei, trebuie să țineți întotdeauna cont de numeroase nuanțe. Prin urmare, pentru comoditate, de-a lungul mai multor secole au fost dezvoltate o serie de dispozitive care fac acest lucru în locul oamenilor.

De fapt, aproape toate dispozitivele de acest fel sunt un tip de manometru (ajută la determinarea presiunii în gaze și lichide). Cu toate acestea, ele diferă în ceea ce privește designul, precizia și domeniul de aplicare.

• Presiunea atmosferică este măsurată cu ajutorul unui manometru numit barometru. Dacă este necesar să se determine vidul (adică presiunea sub atmosferă), se folosește un alt tip de acesta, un vacuometru.
• Pentru a afla tensiunea arterială a unei persoane, se folosește un tensiometru. Este mai bine cunoscut de majoritatea oamenilor ca monitor non-invaziv al tensiunii arteriale. Există multe varietăți de astfel de dispozitive: de la mecanice cu mercur până la digitale complet automate. Precizia lor depinde de materialele din care sunt fabricate și de locul de măsurare.
• Căderile de presiune din mediu (în engleză - căderea de presiune) se determină cu ajutorul contoarelor de presiune diferențială (a nu se confunda cu dinamometre).

Tipuri de presiune

Având în vedere presiunea, formula pentru găsirea acesteia și variațiile sale pentru diferite substanțe, merită să înveți despre varietățile acestei cantități. Sunt cinci.

• Absolut.
• Barometrică
• Excesiv.
• Metrica de vid.
• Diferenţial.

Absolut

Acesta este denumirea presiunii totale sub care se află o substanță sau obiect, fără a ține cont de influența altor componente gazoase ale atmosferei.

Se măsoară în pascali și este suma excesului și a presiunii atmosferice. Este, de asemenea, diferența dintre tipurile barometrice și cele cu vid.

Se calculează folosind formula P = P 2 + P 3 sau P = P 2 - P 4.

Punctul de plecare pentru presiunea absolută în condițiile planetei Pământ este presiunea din interiorul recipientului din care a fost îndepărtat aerul (adică un vid clasic).

Doar acest tip de presiune este folosit în majoritatea formulelor termodinamice.

Barometrică

Acest termen se referă la presiunea atmosferei (gravitația) asupra tuturor obiectelor și obiectelor găsite în ea, inclusiv suprafața Pământului însuși. Majoritatea oamenilor îl cunosc și ca fiind atmosferic.

Este clasificat ca unul și valoarea sa variază în funcție de locul și momentul măsurării, precum și de condițiile meteorologice și de locația deasupra/sub nivelul mării.

Mărimea presiunii barometrice este egală cu modulul forței atmosferice pe o suprafață de o unitate normală acesteia.

Într-o atmosferă stabilă, mărimea acestui fenomen fizic este egală cu greutatea unei coloane de aer pe o bază cu o suprafață egală cu unu.

Presiunea barometrică normală este de 101.325 Pa (760 mm Hg la 0 grade Celsius). Mai mult, cu cât obiectul este mai sus de suprafața Pământului, cu atât presiunea aerului pe acesta devine mai mică. La fiecare 8 km scade cu 100 Pa.

Datorită acestei proprietăți, apa din ibric fierbe mult mai repede la munte decât pe aragazul de acasă. Cert este că presiunea afectează punctul de fierbere: pe măsură ce scade, acesta din urmă scade. Și invers. Funcționarea unor astfel de aparate de bucătărie precum oala sub presiune și autoclavă se bazează pe această proprietate. Creșterea presiunii în interiorul lor contribuie la formarea unor temperaturi mai ridicate în vase decât în ​​tigăile obișnuite de pe aragaz.

Formula de altitudine barometrică este utilizată pentru a calcula presiunea atmosferică. Arata ca in fotografia de mai jos.

P este valoarea dorită la altitudine, P 0 este densitatea aerului lângă suprafață, g este accelerația de cădere liberă, h este înălțimea deasupra Pământului, m este masa molară a gazului, t este temperatura sistemului, r este constanta universală a gazului 8,3144598 J⁄( mol x K), iar e este numărul Eichler egal cu 2,71828.

Adesea, în formula de mai sus pentru presiunea atmosferică, este utilizată constanta K - Boltzmann în loc de R. Constanta universală a gazului este adesea exprimată prin produsul său prin numărul lui Avogadro. Este mai convenabil pentru calcule când numărul de particule este dat în moli.

Atunci când faceți calcule, ar trebui să țineți întotdeauna cont de posibilitatea unor modificări ale temperaturii aerului din cauza unei schimbări a situației meteorologice sau la câștigarea altitudinii deasupra nivelului mării, precum și a latitudinii geografice.

Manometru și vid

Diferența dintre presiunea atmosferică și cea măsurată a mediului se numește exces de presiune. În funcție de rezultat, numele cantității se schimbă.

Dacă este pozitivă, se numește presiune manometrică.

Daca rezultatul obtinut are semnul minus, se numeste vacuummetric. Merită să ne amintim că nu poate fi mai mare decât barometrică.

Diferenţial

Această valoare este diferența de presiune în diferite puncte de măsurare. De regulă, este utilizat pentru a determina căderea de presiune pe orice echipament. Acest lucru este valabil mai ales în industria petrolului.

După ce ne-am dat seama ce fel de mărime termodinamică se numește presiune și cu ce formule se găsește, putem concluziona că acest fenomen este foarte important și, prin urmare, cunoștințele despre el nu vor fi niciodată de prisos.

Imaginează-ți un cilindru etanș umplut cu aer, cu un piston instalat deasupra. Dacă începeți să apăsați pe piston, volumul de aer din cilindru va începe să scadă, moleculele de aer vor începe să se ciocnească între ele și cu pistonul din ce în ce mai intens, iar presiunea aerului comprimat pe piston va crește. .

Dacă pistonul este acum eliberat brusc, aerul comprimat îl va împinge brusc în sus. Acest lucru se va întâmpla deoarece, cu o zonă constantă a pistonului, forța care acționează asupra pistonului de la aerul comprimat va crește. Zona pistonului a rămas neschimbată, dar forța exercitată de moleculele de gaz a crescut, iar presiunea a crescut în consecință.

Sau alt exemplu. Un bărbat stă pe pământ, stă cu ambele picioare. În această poziție, o persoană este confortabilă și nu experimentează niciun disconfort. Dar ce se întâmplă dacă această persoană decide să stea pe un picior? El își va îndoi unul dintre picioare la genunchi și acum se va odihni pe pământ cu un singur picior. În această poziție, o persoană va simți un oarecare disconfort, deoarece presiunea asupra piciorului a crescut, de aproximativ 2 ori. De ce? Pentru că zona prin care gravitația apasă acum o persoană pe pământ a scăzut de 2 ori. Iată un exemplu despre ce este presiunea și cât de ușor poate fi detectată în viața de zi cu zi.

Din punct de vedere al fizicii, presiunea este o mărime fizică care este numeric egală cu forța care acționează perpendicular pe o suprafață pe unitatea de suprafață a unei suprafețe date. Prin urmare, pentru a determina presiunea într-un anumit punct de pe suprafață, componenta normală a forței aplicate suprafeței este împărțită la aria elementului mic de suprafață pe care acționează această forță. Și pentru a determina presiunea medie pe întreaga zonă, componenta normală a forței care acționează asupra suprafeței trebuie împărțită la aria totală a acestei suprafețe.

Presiunea se măsoară în pascali (Pa). Această unitate de măsură a presiunii și-a primit numele în onoarea matematicianului, fizicianului și scriitorului francez Blaise Pascal, autorul legii fundamentale a hidrostaticii - Legea lui Pascal, care afirmă că presiunea exercitată asupra unui lichid sau gaz se transmite în orice punct. fără schimbări în toate direcţiile. Unitatea de presiune „pascal” a fost introdusă pentru prima dată în circulație în Franța în 1961, conform decretului privind unitățile, la trei secole după moartea omului de știință.

Un pascal este egal cu presiunea cauzată de o forță de un newton, distribuită uniform și direcționată perpendicular pe o suprafață de un metru pătrat.

Pascalii măsoară nu numai presiunea mecanică (stresul mecanic), ci și modulul elastic, modulul Young, modulul vrac, limita de curgere, limita proporțională, rezistența la tracțiune, rezistența la forfecare, presiunea acustică și presiunea osmotică. În mod tradițional, în pascali sunt exprimate cele mai importante caracteristici mecanice ale materialelor din materialele de rezistență.

Atmosfera tehnică (at), fizică (atm), kilogram-forță pe centimetru pătrat (kgf/cm2)

Pe lângă pascal, pentru măsurarea presiunii sunt folosite și alte unități (non-sistem). O astfel de unitate este „atmosfera” (at). Presiunea unei atmosfere este aproximativ egală cu presiunea atmosferică de pe suprafața Pământului la nivelul oceanului. Astăzi, „atmosfera” se referă la atmosfera tehnică (at).

Atmosfera tehnică (at) este presiunea produsă de un kilogram-forță (kgf) distribuit uniform pe o suprafață de un centimetru pătrat. Și un kilogram-forță, la rândul său, este egal cu forța gravitațională care acționează asupra unui corp care cântărește un kilogram în condiții de accelerație gravitațională egală cu 9,80665 m/s2. Un kilogram-forță este astfel egal cu 9,80665 newton, iar 1 atmosferă se dovedește a fi egală cu exact 98066,5 Pa. 1 la = 98066,5 Pa.

De exemplu, presiunea din anvelopele auto este măsurată în atmosfere, de exemplu, presiunea recomandată pentru autobuzul de pasageri GAZ-2217 este de 3 atmosfere.

Există și o „atmosferă fizică” (atm), definită ca presiunea unei coloane de mercur, de 760 mm înălțime, la baza acesteia, având în vedere că densitatea mercurului este de 13595,04 kg/m3, la o temperatură de 0°C și în condiții de accelerație gravitațională egală cu 9, 80665 m/s2. Deci, se dovedește că 1 atm = 1,033233 atm = 101.325 Pa.

În ceea ce privește kilogramul-forță pe centimetru pătrat (kgf/cm2), această unitate de presiune extra-sistemică este egală cu presiunea atmosferică normală cu o precizie bună, ceea ce este uneori convenabil pentru evaluarea diferitelor efecte.

„Bara” unității din afara sistemului este aproximativ egală cu o atmosferă, dar este mai precisă - exact 100.000 Pa. În sistemul CGS, 1 bar este egal cu 1.000.000 de dine/cm2. Anterior, denumirea de „bar” a fost dată unei unități numite acum „bariu” și egală cu 0,1 Pa sau în sistemul CGS 1 bariu = 1 dină/cm2. Cuvântul „bar”, „bariu” și „barometru” provin toate din același cuvânt grecesc pentru „gravitație”.

Unitatea mbar (milibar), egală cu 0,001 bar, este adesea folosită pentru măsurarea presiunii atmosferice în meteorologie. Și pentru a măsura presiunea pe planetele în care atmosfera este foarte rarefiată - μbar (microbar), egal cu 0,000001 bar. Pe manometrele tehnice, cel mai adesea scara este gradată în bari.

Milimetru de mercur (mmHg), milimetru de apă (mmHg)

Unitatea de măsură non-sistem „milimetru de mercur” este egală cu 101325/760 = 133,3223684 Pa. Este desemnat „mmHg”, dar uneori este desemnat „torr” - în onoarea fizicianului italian, studentul lui Galileo, Evangelista Torricelli, autorul conceptului de presiune atmosferică.

Unitatea a fost formată în legătură cu metoda convenabilă de măsurare a presiunii atmosferice cu un barometru, în care coloana de mercur este în echilibru sub influența presiunii atmosferice. Mercurul are o densitate mare de aproximativ 13600 kg/m3 și se caracterizează printr-o presiune scăzută a vaporilor saturați la temperatura camerei, motiv pentru care mercurul a fost ales pentru barometre la un moment dat.

La nivelul mării, presiunea atmosferică este de aproximativ 760 mm Hg, această valoare este considerată acum presiune atmosferică normală, egală cu 101325 Pa sau o atmosferă fizică, 1 atm. Adică, 1 milimetru de mercur este egal cu 101325/760 pascal.

Presiunea este măsurată în milimetri de mercur în medicină, meteorologie și navigație aviatică. În medicină, tensiunea arterială se măsoară în mmHg, în tehnologia vacuum este gradată în mmHg, alături de bare. Uneori chiar scriu pur și simplu 25 de microni, adică microni de mercur atunci când vorbim de evacuare, iar măsurătorile de presiune se fac cu manometre.

În unele cazuri, se folosesc milimetri de coloană de apă, iar apoi 13,59 mm coloană de apă = 1 mm Hg. Uneori, acest lucru este mai potrivit și mai convenabil. Un milimetru de coloană de apă, ca un milimetru de mercur, este o unitate nesistemică, egală la rândul său cu presiunea hidrostatică de 1 mm a unei coloane de apă, pe care această coloană o exercită pe o bază plană la o temperatură a coloanei de apă de 4 °. C.