Давлением P называется физическая величина силы F, действующая на единицу поверхности площади S, направленная перпендикулярно этой поверхности. т.е. P = F / S.
В международной системе единиц (СИ) давление измеряется в Паскалях: Па — русское обозначение. Pa — международное.
- 1 Па = 1 Ньютон / 1 кв. метр (1 Н/м²)
- Атмосфера — это внесистемная единица измерения давления приблизительно равная атмосферному давлению Земли на уровне Мирового океана. Существует два понятия атмосферы для измерения давления:
- Физическая (атм) — равна давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0° C. 1 атм = 101325 Па
- Техническая (ат) — равна давлению, производимому силой в 1 кгс на площадь 1 см². 1 ат = 98066,5 Па = 1 кгс/см²
В России для использования в измерениях допущена только техническая атмосфера, и срок ее действия ограничен по некоторым данным 2016 годом.
Водяной столб
Метр водяного столба — внесистемная единица измерения давления, применяемая в ряде производств. Физически он равен давлению столба воды высотой в 1 м при температуре около 4° C и стандартном для калибровки ускорении свободного падения — 9,80665 м/сек². м вод. ст. — русское обозначение.
mH2O — международное.
Ртутный столб
Единицы США и Британии
В США и Британии применяются также другие единицы измерения давления.
Это связано с тем, что длины выражаются в футах и дюймах, а вес в фунтах, британских и американских тоннах. Примеры некоторых из них:
- Дюйм водного столба Обозначение: inH2O = 249.08891 Па.
- Фут водного столба Обозначение: ftH2O = 2989.006692 Па.
- Дюйм ртутного столба Обозначение: inHg = 3386.38815789474 Па.
- Фунт на квадратный дюйм Обозначение: psi = 6894.757293178 Па.
- 1000 фунтов на квадратный дюйм Обозначение: ksi = 6894757.2931783 Па.
- Фунт на квадратный фут Обозначение: psf = 47.8802589803 Па.
- Американская (короткая) тонна на квадратный дюйм Обозначение: tsi = 13789514.58633672267344 Па.
- Американская (короткая) тонна на квадратный фут Обозначение: tsf = 95760.51796067168523226 Па.
- Британская (длинная) тонна на квадратный дюйм Обозначение: br.tsi = 15444256.3366971 Па.
- Британская (длинная) тонна на квадратный фут Обозначение: br.tsf = 107251.780115952 Па.
Приборы для измерения давления
Для измерения давления применяются манометры, дифманометры (разность давлений), вакуумметры (измерение разряжения).
Давайте разберемся, в чем измеряется давление
Официально признанной Международной системой СИ является единица измерения давления Паскаль (Па), производные от нее — килопаскаль (кПа) и мегапаскаль (МПа). Один Паскаль равен следующему отношению: 1 Па = 1 Н/м 2 . Однако в различных отраслях используют разные единицы измерения давления. Например, при определении производительности газа и расхода сжатого воздуха (в компрессорной технике) могут использоваться несколько совершенно разных единиц измерения.
Также для измерения давления могут применять такие единицы: мм рт. ст. (Торр) – миллиметр ртутного столба; атм. – физическая атмосфера; ат. – техническая атмосфера; бар. В англоязычных странах может использоваться такая величина, как фунт на квадратный дюйм — PSI (pounds per square inch).
Рассмотрим соотношение основных единиц измерения давления: 1 мегапаскаль равен 10 бар или 7500,7 милимметров ртутного столба, либо 9,8692 физических атмосфер, 10,197 технических атмосфер, а также 145,04 PSI.
Вот мы и разобрали, в чем измеряется давление в различных направлениях техники. А какими же приборами принято измерять такие физические величины?
- барометр-анероид, служит для измерения атмосферного давления;
- баротермогигрометр, также применяется для измерения атмосферного давления;
- жидкостные манометры — используются для замеров разности давлений;
- аналоговые и цифровые манометры.
Подведя итог, скажем, что знание о единицах измерения давления могут пригодиться любому современному человеку.
В чем измеряется давление в физике, единицы измерения давления
Представьте себе заполненный воздухом герметичный цилиндр, с установленным сверху поршнем. Если начать давить на поршень, то объем воздуха в цилиндре начнет уменьшаться, молекулы воздуха станут сталкиваться друг с другом и с поршнем все интенсивнее, и давление сжатого воздуха на поршень возрастет.
Если поршень теперь резко отпустить, то сжатый воздух резко вытолкнет его вверх. Это произойдет потому, что при неизменной площади поршня увеличится сила, действующая на поршень со стороны сжатого воздуха. Площадь поршня осталась неизменной, а сила со стороны молекул газа увеличилась, соответственно увеличилось и давление.
Или другой пример. Стоит человек на земле, стоит обеими стопами. В таком положении человеку комфортно, он не испытывает неудобств. Но что случится, если этот человек решит постоять на одной ноге? Он согнет одну из ног в колене, и теперь будет опираться на землю только одной стопой.
В таком положении человек ощутит определенный дискомфорт, ведь давление на стопу увеличилось, причем примерно в 2 раза. Почему? Потому что площадь, через которую теперь сила тяжести придавливает человека к земле, уменьшилась в 2 раза.
Вот пример того, что такое давление, и как легко его можно обнаружить в обычной жизни.
Давление в физике
С точки зрения физики, давлением называют физическую величину, численно равную силе, действующей перпендикулярно поверхности на единицу площади данной поверхности.
Поэтому, чтобы определить давление в некоторой точке поверхности, нормальную составляющую силы, приложенной к поверхности, делят на площадь малого элемента поверхности, на который данная сила действует.
А для того чтобы определить среднее давление по всей площади, нормальную составляющую действующей на поверхность силы нужно разделить на полную площадь данной поверхности.
Измеряется давление в системе СИ в паскалях (Па).
Эта единица измерения давления получила свое название в честь французского математика, физика и литератора Блеза Паскаля, автора основного закона гидростатики — Закона Паскаля, гласящего, что давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях. Впервые единица давления «паскаль» была введена в обращение во Франции в 1961 году, согласно декрету о единицах, спустя три столетия после смерти ученого.
Один паскаль равен давлению, которое вызывает сила в один ньютон, равномерно распределенная, и направленная перпендикулярно к поверхности площадью в один квадратный метр.
В паскалях измеряют не только механическое давление (механическое напряжение), но и модуль упругости, модуль Юнга, объемный модуль упругости, предел текучести, предел пропорциональности, сопротивление разрыву, сопротивление срезу, звуковое давление и осмотическое давление. Традиционно именно в паскалях выражаются важнейшие механические характеристики материалов в сопромате.
Атмосфера техническая (ат), физическая (атм), килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см2)
Кроме паскаля для измерения давления применяют и другие (внесистемные) единицы. Одной из таких единиц является «атмосфера» (ат). Давление в одну атмосферу приблизительно равно атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана. На сегодняшний день под «атмосферой» понимают техническую атмосферу (ат).
Техническая атмосфера (ат) — это давление, производимое одной килограмм-силой (кгс), распределенной равномерно по площади в один квадратный сантиметр.
А одна килограмм-сила, в свою очередь, равна силе тяжести, действующей на тело массой в один килограмм в условиях ускорения свободного падения, равного 9,80665 м/с2.
Одна килограмм-сила равна таким образом 9,80665 ньютон, а 1 атмосфера оказывается равной точно 98066,5 Па. 1 ат = 98066,5 Па.
В атмосферах измеряют, например, давление в автомобильных шинах, например рекомендованное давление в шинах пассажирского автобуса ГАЗ-2217 равно 3 атмосферам.
Что касается килограмм-силы на квадратный сантиметр (кгс/см2), то эта внесистемная единица давления с хорошей точностью равна нормальному атмосферному давлению, что бывает иногда удобно для оценок различных воздействий.
Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.), миллиметр водяного столба (мм вод. ст.)
В миллиметрах ртутного столба измеряют давление в медицине, в метеорологии, в авиационной навигации. В медицине кровное давление измеряют в мм рт.
ст, в вакуумной технике приборы для измерения давления градуируются в мм рт.ст, наряду с барами.
Иногда даже просто пишут 25 мкм, подразумевая микроны ртутного столба, если речь идет о вакуумировании, а измерения давления осуществляют вакуумметрами.
Это интересно: Тонометр Optima: параметры прибора, использование
В некоторых случаях используют миллиметры водяного столба, и тогда 13,59 мм вод.ст = 1мм рт.ст. Иногда это более целесообразно и удобно. Миллиметр водяного столба, как и миллиметр ртутного столба — внесистемная единица, равная в свою очередь гидростатическому давлению 1 мм столба воды, которое этот столб оказывает на плоское основание при температуре воды столба 4°С.
Давление для чайников: определение, объяснение простыми словами
Никому не нравится быть под давлением. И не важно, под каким. Об этом спела еще группа Queen вместе с Дэвидом Боуи в своем знаменитом сингле «Under pressure». Что такое давление? Как понять давление? В чем оно измеряется, какими приборами и методами, куда направлено и на что давит. Ответы на эти и другие вопросы – в нашей статье про давление в физике и не только.
Давление в физике
Если преподаватель давит на вас, задавая каверзные задачки, мы сделаем так, чтобы вы смогли верно на них ответить. Ведь понимание самой сути вещей – ключ к успеху! Итак, что такое давление в физике?
Давление – скалярная физическая величина, равная силе, действующей на единицу площади поверхности.
В международной системе СИ измеряется в Паскалях и обозначается буквой p. Единица измерения давления – 1 Паскаль. Русское обозначение – Па, международное – Pa.
Согласно определению, чтобы найти давление, нужно силу разделить на площадь.
Любая жидкость или газ, помещенный в сосуд, оказывает на стенки сосуда давление. Например, борщ в кастрюле действует на ее дно и стены с некоторым давлением. Формула определения давления жидкости:
где g – ускорение свободного падения в гравитационном поле земли, h – высота столба борща в кастрюле, греческая буква «ро» – плотность борща.
Одно из важнейших свойств жидкостей — изотропность. Это значит, что по закону Паскаля во всех направлениях жидкости производимое ею давление передается одинаково. Кстати, подробнее о жидкостях, их свойствах и движении читайте в нашем материале про уравнение Бернулли.
Наиболее распространенный в быту прибор для определения давления – барометр. Но в чем измеряют давление? Кроме паскаля существуют и другие внесистемные единицы измерения:
- атмосфера;
- миллиметр ртутного столба;
- миллиметр водяного столба;
- метр водяного столба;
- килограмм-сила.
В зависимости от контекста применяются разные внесистемные единицы.
Например, когда вы слушаете или читаете прогноз погоды, там и речи не идет о паскалях. Говорят о миллиметрах ртутного столба. Один миллиметр ртутного столба – это 133 Паскаля. Если вы ездите за рулем, то наверное знаете, что нормальное давление в колесах легкового автомобиля — около двух атмосфер.
Давление в шинах — это давление газа. Оно обусловлено столкновениями молекул воздуха с поверхностью шины
Атмосферное давление
Атмосфера – это газ, точнее, смесь газов, которая удерживается у Земли благодаря гравитации. Атмосфера переходит в межпланетное пространство постепенно, а ее высота – примерно 100 километров.
Как понимать выражение «атмосферное давление»? Над каждым квадратным метром земной поверхности находится стокилометровый столб газа. Конечно, воздух прозрачен и приятен, но у него есть масса, которая давит на поверхность земли. Это и есть атмосферное давление.
Нормальное атмосферное давление принято считать равным 101325 Па. Это давление на уровне мирового океана при температуре 0 градусов Цельсия. Такое же давление при этой же температуре оказывает на свое основание столб ртути высотой 766 миллиметров.
Чем больше высота над уровнем моря, тем ниже атмосферное давление. Например, на вершине горы Джомолунгма оно составляет всего одну четвертую от нормального атмосферного давления.
Эверест. На его вершине давление в 4 раза меньше, чем у подножия
Артериальное давление
Еще один пример, где мы сталкиваемся с давлением в повседневной жизни – это измерение кровяного давления.
Артериальное давление – это кровяное давление, т.е. давление, которое кровь оказывает на стенки сосудов, в данном случае – артерий.
Если вы измерили артериальное давление и оно у вас 120 на 80, то все хорошо. Если 90 на 50 или 240 на 180, то вам уже точно будет неинтересно разбираться, в чем это давление измеряется и что это вообще значит.
Артериальное давление — давление крови на стенки артерий
Тем не менее, возникает вопрос: 120 на 80 чего именно? Паскалей, миллиметров ртутного столба, атмосфер или еще каких-то единиц измерения?
Артериальное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба. Оно определяет превышение давления жидкости в кровеносной системе над атмосферным давлением.
Кровь оказывает давление на сосуды и тем самым компенсирует действие атмосферного давления. Будь иначе, нас бы просто раздавило огромной массой воздуха над нами.
Но почему в измерении артериального давления две цифры?
Это интересно: При каком давлении болит голова и тошнит, что нужно делать
Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы
Дело в том, что кровь движется в сосудах не равномерно, а толчками. Первая цифра (120) называется систолическим давлением. Это давление на стенки сосудов в момент сокращения сердечной мышцы, его величина – наибольшая. Вторая цифра (80) определяет наименьшее значение и называется диастолическим давлением.
При измерении фиксируются значения систолического и диастолического давлений. Например, для здорового человека типичное значение артериального давления составляет 120 на 80 миллиметров ртутного столба. Это означает, что систолическое давление равно 120 мм. рт. ст., а диастолическое – 80 мм рт. ст. Разница между систолическим и диастолическим давлениями называется пульсовым давлением.
Физический вакуум
Вакуум – это отсутствие давления. Точнее, практически полное его отсутствие. Абсолютный вакуум является приближением, как идеальный газ в термодинамике и материальная точка в механике.
В зависимости от концентрации вещества различают низкий, средний и высокий вакуум. Наилучшее приближение к физическому вакууму – космическое пространство, в котором концентрация молекул и давление минимальны.
В космосе наблюдается почти полное отсутствие давления
Давление – основной термодинамический параметр состояния системы. Определить давление воздуха или другого газа можно не только по приборам, но и пользуясь уравнениями, формулами и законами термодинамики. А если у вас нет времени разбираться, студенческий сервис поможет решить любую задачу на определение давления.
Единицы измерения давления в водопроводе: как повысить напор до соответствия со СНиП
Источник: https://spa-rus.ru/drugoe/v-chem-izmerjaetsja-davlenie.html
Давление для чайников: определение, объяснение простыми словами
Никому не нравится быть под давлением. И не важно, под каким. Об этом спела еще группа Queen вместе с Дэвидом Боуи в своем знаменитом сингле «Under pressure». Что такое давление? Как понять давление? В чем оно измеряется, какими приборами и методами, куда направлено и на что давит. Ответы на эти и другие вопросы – в нашей статье про давление в физике и не только.
Давление в физике
Если преподаватель давит на вас, задавая каверзные задачки, мы сделаем так, чтобы вы смогли верно на них ответить. Ведь понимание самой сути вещей – ключ к успеху! Итак, что такое давление в физике?
По определению:
Давление – скалярная физическая величина, равная силе, действующей на единицу площади поверхности.
В международной системе СИ измеряется в Паскалях и обозначается буквой p. Единица измерения давления – 1 Паскаль. Русское обозначение – Па, международное – Pa.
Согласно определению, чтобы найти давление, нужно силу разделить на площадь.
Любая жидкость или газ, помещенный в сосуд, оказывает на стенки сосуда давление. Например, борщ в кастрюле действует на ее дно и стены с некоторым давлением. Формула определения давления жидкости:
где g – ускорение свободного падения в гравитационном поле земли, h – высота столба борща в кастрюле, греческая буква «ро» – плотность борща.
Одно из важнейших свойств жидкостей — изотропность. Это значит, что по закону Паскаля во всех направлениях жидкости производимое ею давление передается одинаково. Кстати, подробнее о жидкостях, их свойствах и движении читайте в нашем материале про уравнение Бернулли.
Наиболее распространенный в быту прибор для определения давления – барометр. Но в чем измеряют давление? Кроме паскаля существуют и другие внесистемные единицы измерения:
- атмосфера;
- миллиметр ртутного столба;
- миллиметр водяного столба;
- метр водяного столба;
- килограмм-сила.
В зависимости от контекста применяются разные внесистемные единицы.
Например, когда вы слушаете или читаете прогноз погоды, там и речи не идет о паскалях. Говорят о миллиметрах ртутного столба. Один миллиметр ртутного столба – это 133 Паскаля. Если вы ездите за рулем, то наверное знаете, что нормальное давление в колесах легкового автомобиля — около двух атмосфер.
Давление в шинах — это давление газа. Оно обусловлено столкновениями молекул воздуха с поверхностью шины
Атмосферное давление
Атмосфера – это газ, точнее, смесь газов, которая удерживается у Земли благодаря гравитации. Атмосфера переходит в межпланетное пространство постепенно, а ее высота – примерно 100 километров.
Как понимать выражение «атмосферное давление»? Над каждым квадратным метром земной поверхности находится стокилометровый столб газа. Конечно, воздух прозрачен и приятен, но у него есть масса, которая давит на поверхность земли. Это и есть атмосферное давление.
Нормальное атмосферное давление принято считать равным 101325 Па. Это давление на уровне мирового океана при температуре 0 градусов Цельсия. Такое же давление при этой же температуре оказывает на свое основание столб ртути высотой 766 миллиметров.
Чем больше высота над уровнем моря, тем ниже атмосферное давление. Например, на вершине горы Джомолунгма оно составляет всего одну четвертую от нормального атмосферного давления.
Эверест. На его вершине давление в 4 раза меньше, чем у подножия
Артериальное давление
Еще один пример, где мы сталкиваемся с давлением в повседневной жизни – это измерение кровяного давления.
Артериальное давление – это кровяное давление, т.е. давление, которое кровь оказывает на стенки сосудов, в данном случае – артерий.
Если вы измерили артериальное давление и оно у вас 120 на 80, то все хорошо. Если 90 на 50 или 240 на 180, то вам уже точно будет неинтересно разбираться, в чем это давление измеряется и что это вообще значит.
Артериальное давление — давление крови на стенки артерий
Тем не менее, возникает вопрос: 120 на 80 чего именно? Паскалей, миллиметров ртутного столба, атмосфер или еще каких-то единиц измерения?
Артериальное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба. Оно определяет превышение давления жидкости в кровеносной системе над атмосферным давлением.
Кровь оказывает давление на сосуды и тем самым компенсирует действие атмосферного давления. Будь иначе, нас бы просто раздавило огромной массой воздуха над нами.
Но почему в измерении артериального давления две цифры?
Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы
Дело в том, что кровь движется в сосудах не равномерно, а толчками. Первая цифра (120) называется систолическим давлением. Это давление на стенки сосудов в момент сокращения сердечной мышцы, его величина – наибольшая. Вторая цифра (80) определяет наименьшее значение и называется диастолическим давлением.
При измерении фиксируются значения систолического и диастолического давлений. Например, для здорового человека типичное значение артериального давления составляет 120 на 80 миллиметров ртутного столба. Это означает, что систолическое давление равно 120 мм. рт. ст., а диастолическое – 80 мм рт. ст. Разница между систолическим и диастолическим давлениями называется пульсовым давлением.
Физический вакуум
Вакуум – это отсутствие давления. Точнее, практически полное его отсутствие. Абсолютный вакуум является приближением, как идеальный газ в термодинамике и материальная точка в механике.
В зависимости от концентрации вещества различают низкий, средний и высокий вакуум. Наилучшее приближение к физическому вакууму – космическое пространство, в котором концентрация молекул и давление минимальны.
В космосе наблюдается почти полное отсутствие давления
Давление – основной термодинамический параметр состояния системы. Определить давление воздуха или другого газа можно не только по приборам, но и пользуясь уравнениями, формулами и законами термодинамики. А если у вас нет времени разбираться, студенческий сервис поможет решить любую задачу на определение давления.
Источник: https://Zaochnik-com.ru/blog/davlenie-dlya-chajnikov-opredelenie-obyasnenie/
Формула давления в физике
Содержание:
Давление – очень важная физическая величина, играющая огромную роль, как в окружающей природе, так и жизни человека. Внешне незаметное человеческому глазу давление может очень хорошо ощущаться каждым из нас.
Особенно хорошо это усвоили люди в возрасте, часто страдающие от повышенного давления (или наоборот от пониженного).
Но в нашей статье мы больше поговорим именно о давлении в физике, о том, как оно измеряется и рассчитывается, какие есть формулы для расчетов давления разных субстанций: воздуха, жидкости или твердого тела.
Определение давления в физике
Под давлением в физике понимается термодинамическая величина, выраженная соотношением перпендикулярной силы давления на площадь поверхности, на которую она воздействует. При этом согласно закону Паскаля если система находится в состоянии равновесия, то давление на нее будет одинаковым для всех точек системы.
В физике, как впрочем и химии, давление обозначают большой буквой Р, идущей от латинского слова «pressura» – давление. (В английском языке давление так и осталось почти без изменения – pressure).
Общая формула давления
Из классического определения того, что такое давление можно вывести общую формулу для его расчета. Выглядеть она будет таким образом:
P = F/S
Где F – это сила давления, а S – площадь поверхности на которую она действует. То есть иными словами формула нахождения давления – это сила, воздействующая на определенную поверхность, разделенная на площадь этой самой поверхности.
Как видно из формулы, при расчете давления всегда действует следующий принцип: чем меньше пространство, на которое влияет сила, тем большее количество давящей силы на него приходится и наоборот.
Это можно проиллюстрировать простым жизненным примером: хлеб легче всего порезать острым ножом, потому что у острого ножа заточенное лезвие, то есть площадь поверхности S из формулы у него минимальна, а значит, давление ножа на хлеб будет максимально равно приложенной силе F того кто держит нож. А вот тупым ножом порезать хлеб уже сложнее, так как у его лезвия большая площадь поверхности S, и давление ножа на хлеб будет меньшим, и значит, чтобы отрезать себе кусок хлеба нужно приложить большее количество силы F.
Общая формула давления, по сути, отлично описывает формулу давления твердого тела.
Единицы давления
Согласно стандартам Международной метрической системы давление измеряется в паскалях. Один паскаль из классической формулы равен одному Ньютону (Как мы знаем, Ньютон у нас единица измерения силы) разделенному на один квадратный метр.
Но увы на практике паскаль оказывается очень маленькой единицей и использовать его для измерения давления не всегда удобно, поэтому часто для измерения давления применяют другие единицы:
- Бары – один бар равен 105 паскалей
- Миллиметры водяного столпа
- Метры водяного столпа
- Технические и физические атмосферы
Формула гидростатического давления
Как мы знаем, разные агрегатные состояния вещества, имеют разные физические свойства. Жидкости своими свойствами отличаются от твердых тел, а газы в свою очередь отличаются от них всех.
Поэтому вполне логично, что способы определения давления для жидкостей, твердых тел и газов также будут разными.
Так, например, формула давления воды (или гидростатического давления) будет иметь следующий вид:
P = p*g*h
Где маленькая p – плотность вещества, g – ускорение свободного падения, h – высота.
В частности эта формула объясняет, почему при погружении водолазов (или батискафа или подводной лодки) на глубину все больше возрастает давление окружающей воды.
Также из этой формулы понятно, почему на предмет, погруженный в какой-нибудь кисель, будет воздействовать большее давление, чем на предмет, погруженный просто в воду, так как плотность киселя (p) выше, чем у воды, а чем выше плотность жидкости, тем выше ее гидростатическое давление.
Приведенная нами формула гидростатического давления справедлива не только для жидкостей, но и для газов. Поэтому поднимаясь высоко в горы (где воздух более разрежен, а значит меньшее давление), как и спускаясь в подводные глубины, человек, водолаз или альпинист должен пройти специальную адаптацию, привыкнуть к тому, что на него будет воздействовать другое давление.
Резкая смена давления может привести к кессоной болезни (в случае с водолазами) или к «горной» болезни (в случае с альпинистами). И «кесонка» и «горняшка», как их сленгово называют водолазы и альпинисты, вызвана резкой сменной давления окружающей среды.
То есть, если не подготовленный человек начнет вдруг подниматься на Эверест, то он быстро словит «горняшку», а если этот же человек начнет опускаться на дно Мариинской впадины, то гарантировано получит «кесонку».
В первом случае причиной будет не адаптация организма к пониженному давлению, а во втором – к повышенному.
Американские водолазы в декомпрессионой камере, призванной подготовить их к глубоководным погружениям и адаптировать организм к высокому давлению океанских глубин.
Парциальное давление и его формула
Хотя формула гидростатического давления применима для газов, но давления для них удобнее вычислять по другой формуле, формуле парциального давления.
Дело в том, что в природе редко встречаются абсолютно чистые вещества, причем это касается как жидкостей, так и газов.
Обычно на практике в окружающем мире преобладают различные смеси, и логично, что каждый из компонентов такой смеси может оказывать разное давление, такое разное давление и называют парциальным.
Определить парциальное давление просто – оно равно суме давлений каждого компонента рассматриваемой смеси. Отсюда формула парциального давления будет иметь следующий вид:
P = P1+P2+P3
Где P1, P2 и P3 – давления каждого из компонентов газовой смеси, так званный «идеальный газ».
К примеру, чтобы определить давления воздуха обычной формулы гидростатического давления проделанной только с кислородом недостаточно, так как воздух в реальности представляет собой смесь разных газов, где помимо основного компонента кислорода, которым мы все дышим, есть и другие: азот, аргон и т. д.
Такие расчеты нужно проделывать при помощи формулы парциального давления.
Формула давления идеального газа
- Также стоит заметить, что давление идеального газа, то есть каждого отдельного из компонентов газовой смеси удобно посчитать по формуле молекулярно-кинетической теории.
- P = n*k*T
- Где n – концентрация молекул газа, T – абсолютная температура газа, k – постоянная Больцмана (указывает на взаимосвязь между кинетической энергией частицы газа и ее абсолютной температурой), она равна 1,38*10-23 Дж/К.
Приборы для измерения давления
Разумеется, человечество изобрело многие приборы, позволяющие быстро и удобно измерять уровень давления. Для измерения давления окружающей среды, оно же атмосферное давление используют такой прибор как манометр или барометр.
Так выглядит классический барометр для измерения атмосферного давления.
Чтобы узнать артериальное давление у человека, часто служащее причиной недомоганий используется прибор известный большинству под названием неинвазивный тонометр. Таких приборов существует множество разновидностей.
Также биологи в своих исследованиях занимаются расчетами осмотического давления – это давление внутри и снаружи клетки. А метеорологи, в частности по перепадам давления в окружающей среде предсказывают нам погоду.
Рекомендованная литература и полезные ссылки
- Кузнецов В. Н. Давление. Большая Российская Энциклопедия. Дата обращения 27 августа 2016.
- E.R. Cohen et al, «Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry», IUPAC Green Book, 3rd Edition, 2nd Printing, IUPAC & RSC Publishing, Cambridge (2008). — p. 14.
Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда, видео
Источник: https://www.poznavayka.org/fizika/formula-davleniya/
Давление (физика) — это… Что такое Давление (физика)?
- ФИЗИКА. — ФИЗИКА. 1. Предмет и структура физики Ф. наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиб. общие свойства и законы движения окружающих нас объектов материального мира. Вследствие этой общности не существует явлений природы, не имеющих физ. свойств … Физическая энциклопедия
- ФИЗИКА — наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, св ва и строение материи и законы её движения. Понятия Ф. и её законы лежат в основе всего естествознания. Ф. относится к точным наукам и изучает количеств … Физическая энциклопедия
- ФИЗИКА — ФИЗИКА, наука, изучающая совместно с химией общие законы превращения энергии и материи. В основе обеих наук лежат два основных закона естествознания закон сохранения массы (закон Ломоносова, Лавуазье) и закон сохранения энергии (Р. Майер, Джауль… … Большая медицинская энциклопедия
- Физика звёзд — Физика звезд одна из отраслей астрофизики, изучающая физическую сторону звезд (масса, плотность, …). Содержание 1 Размеры, массы, плотность, светимость звезд 1.1 Масса звёзд … Википедия
- Физика — I. Предмет и структура физики Ф. – наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи и законы её движения. Поэтому понятия Ф. и сё законы лежат в основе всего… … Большая советская энциклопедия
- Давление высокое — в широком смысле давление, превышающее атмосферное; в конкретных технических и научных задачах давление, превышающее характерное для каждой задачи значение. Столь же условно встречающееся в литературе подразделение Д. в. на высокие и… … Большая советская энциклопедия
- ФИЗИКА — (от древнегреч. physis природа). Древние называли физикой любое исследование окружающего мира и явлений природы. Такое понимание термина физика сохранилось до конца 17 в. Позднее появился ряд специальных дисциплин: химия, исследующая свойства… … Энциклопедия Кольера
- ФИЗИКА ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ — исследование влияния, оказываемого на вещество очень высокими давлениями, а также создание методов получения и измерения таких давлений. История развития физики высоких давлений удивительный пример необычайно быстрого прогресса в науке,… … Энциклопедия Кольера
- Физика твёрдого тела — Физика твёрдого тела раздел физики конденсированного состояния, задачей которого является описание физических свойств твёрдых тел с точки зрения их атомарного строения. Интенсивно развивалась в XX веке после открытия квантовой механики.… … Википедия
- Физика низких температур — Содержание 1 Методы получения 1.1 Испарение жидкостей … Википедия
Источник: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/886495
Физические величины и единицы их измерения
Физическая величина — это это такая физическая величина, которой по соглашению присвоено числовое значение, равное единице.
В таблицах приведены основные и производные физические величины и их единицы, принятые в Международной системе единиц (СИ).
Соответствие физической величины в системе СИ
Основные величины
| Величина | Символ | Единица СИ | Описание |
| Длина | l | метр (м) | Протяжённость объекта в одном измерении. |
| Вес | m | килограмм (кг) | Величина, определяющая инерционные и гравитационные свойства тел. |
| Время | t | секунда (с) | Продолжительность события. |
| Сила электрического тока | I | ампер (А) | Протекающий в единицу времени заряд. |
| Термодинамическая температура | T | кельвин (К) | Средняя кинетическая энергия частиц объекта. |
| Сила света | Iv | кандела (кд) | Количество световой энергии, излучаемой в заданном направлении в единицу времени. |
| Количество вещества | ν | моль (моль) | Количество частиц, отнесенное к количеству атомов в 0,012 кг12C |
Производные величины
| Величина | Символ | Единица СИ | Описание |
| Площадь | S | м2 | Протяженность объекта в двух измерениях. |
| Объём | V | м3 | Протяжённость объекта в трёх измерениях. |
| Скорость | v | м/с | Быстрота изменения координат тела. |
| Ускорение | a | м/с² | Быстрота изменения скорости объекта. |
| Импульс | p | кг·м/с | Произведение массы и скорости тела. |
| Сила | F | кг·м/с2 (ньютон, Н) | Действующая на объект внешняя причина ускорения. |
| Механическая работа | A | кг·м2/с2 (джоуль, Дж) | Скалярное произведение силы и перемещения. |
| Энергия | E | кг·м2/с2 (джоуль, Дж) | Способность тела или системы совершать работу. |
| Мощность | P | кг·м2/с3 (ватт, Вт) | Скорость изменения энергии. |
| Давление | p | кг/(м·с2) (паскаль, Па) | Сила, приходящаяся на единицу площади. |
| Плотность | ρ | кг/м3 | Масса на единицу объёма. |
| Поверхностная плотность | ρA | кг/м2 | Масса на единицу площади. |
| Линейная плотность | ρl | кг/м | Масса на единицу длины. |
| Количество теплоты | Q | кг·м2/с2 (джоуль, Дж) | Энергия, передаваемая от одного тела к другому немеханическим путём |
| Электрический заряд | q | А·с (кулон, Кл) | |
| Напряжение | U | м2·кг/(с3·А) (вольт, В) | Изменение потенциальной энергии, приходящееся на единицу заряда. |
| Электрическое сопротивление | R | м2·кг/(с3·А2) (ом, Ом) | сопротивление объекта прохождению электрического тока |
| Магнитный поток | Φ | кг/(с2·А) (вебер, Вб) | Величина, учитывающая интенсивность магнитного поля и занимаемую им область. |
| Частота | ν | с−1 (герц, Гц) | Число повторений события за единицу времени. |
| Угол | α | радиан (рад) | Величина изменения направления. |
| Угловая скорость | ω | с−1 (радиан в секунду) | Скорость изменения угла. |
| Угловое ускорение | ε | с−2 (радиан на секунду в квадрате) | Быстрота изменения угловой скорости |
| Момент инерции | I | кг·м2 | Мера инертности объекта при вращении. |
| Момент импульса | L | кг·м2/c | Мера вращения объекта. |
| Момент силы | M | кг·м2/с2 | Произведение силы на длину перпендикуляра, опущенного из точки на линию действия силы. |
| Телесный угол | Ω | стерадиан (ср) |
Смотри также:
Источник: https://bingoschool.ru/blog/72/
Единицы измерения давления
Программа КИП и А
Давлением P называется физическая величина силы F, действующая на единицу поверхности площади S, направленная перпендикулярно этой поверхности. т.е. P = F / S.
В международной системе единиц (СИ) давление измеряется в Паскалях: Па — русское обозначение. Pa — международное.
1 Па = 1 Ньютон / 1 кв. метр (1 Н/м²)
Для практических измерений в КИП и А, 1 Па часто оказывается слишком маленькой величиной давления, и для оперирования реальными данными применяются умножающие приставки — (кило, Мега), умножающие значения в 1тыс. и 1млн. раз соответственно. 1 МПа = 1000 кПа = 1000000 Па Также, шкалы приборов для измерения давления могут быть непосредственно градуированы в величинах Ньютон / метр, или их производных:
- Килоньютон, Меганьютон / м², см², мм².
- Тогда получаем следующее соответствие: 1 МПа = 1 МН/м² = 1 Н/мм² = 100 Н/см² = 1000 кН/м² = 1000 кПа = 1000000 Н/м² = 1000000 Па
В России и Европе также широкое применение для измерения давления находят единицы бар (bar) и кгс/м² (kgf/m²), а также их производные (mbar, кгс/см²). 1 бар — это внесистемная единица, равная 100000 Па. 1 кгс/см² — это единица измерения давления в системе МКГСС, и широко применяется в промышленных измерениях давления.
1 кгс/см² = 10000 кгс/м² = 0.980665 бар = 98066.5 Па
Атмосфера
Атмосфера — это внесистемная единица измерения давления приблизительно равная атмосферному давлению Земли на уровне Мирового океана. Существует два понятия атмосферы для измерения давления:
- Физическая (атм) — равна давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0° C. 1 атм = 101325 Па
- Техническая (ат) — равна давлению, производимому силой в 1 кгс на площадь 1 см². 1 ат = 98066,5 Па = 1 кгс/см²
В России для использования в измерениях допущена только техническая атмосфера, и срок ее действия ограничен по некоторым данным 2016 годом.
Водяной столб
Метр водяного столба — внесистемная единица измерения давления, применяемая в ряде производств. Физически он равен давлению столба воды высотой в 1 м при температуре около 4° C и стандартном для калибровки ускорении свободного падения — 9,80665 м/сек². м вод. ст. — русское обозначение.
mH2O — международное.
Производными единицами являются см вод. ст. и мм вод. ст. 1 м вод. ст. = 100 см вод. ст. = 1000 мм вод. ст. Соотносится к другим единицам измерения давления соответствующим образом:
1 м вод. ст. = 1000 кгс/м² = 0.0980665 бар = 9.80665 Па = 73.55592400691 мм рт. ст.
Ртутный столб
Миллиметр ртутного столба — внесистемная единица измерения давления, равная 133.3223684 Па. Синоним — Торр (Torr). мм рт. ст. — русское обозначение. mmHg. — международное. Использование в России — не ограничено, но не рекомендовано. Применяется в ряде областей техники.
Соотношение к водному столбу: 1 мм рт. ст. = 13.595098063 мм вод. ст.
Единицы США и Британии
В США и Британии применяются также другие единицы измерения давления.
Это связано с тем, что длины выражаются в футах и дюймах, а вес в фунтах, британских и американских тоннах. Примеры некоторых из них:
- Дюйм водного столба Обозначение: inH2O = 249.08891 Па.
- Фут водного столба Обозначение: ftH2O = 2989.006692 Па.
- Дюйм ртутного столба Обозначение: inHg = 3386.38815789474 Па.
- Фунт на квадратный дюйм Обозначение: psi = 6894.757293178 Па.
- 1000 фунтов на квадратный дюйм Обозначение: ksi = 6894757.2931783 Па.
- Фунт на квадратный фут Обозначение: psf = 47.8802589803 Па.
- Американская (короткая) тонна на квадратный дюйм Обозначение: tsi = 13789514.58633672267344 Па.
- Американская (короткая) тонна на квадратный фут Обозначение: tsf = 95760.51796067168523226 Па.
- Британская (длинная) тонна на квадратный дюйм Обозначение: br.tsi = 15444256.3366971 Па.
- Британская (длинная) тонна на квадратный фут Обозначение: br.tsf = 107251.780115952 Па.
Приборы для измерения давления
Для измерения давления применяются манометры, дифманометры (разность давлений), вакуумметры (измерение разряжения).
Источник: https://www.axwap.com/kipia/docs/fizicheskie-velichiny/davlenie.htm
Понятие о давлении и напоре. Единицы измерения
Давление– физическая величина, характеризующая интенсивность нормальных (перпендикулярных к поверхности) сил, с которыми одно тело действует на поверхность другого. Давление — это сила, действующая на единицу площади перпендикулярно к ней.
Барометрическое (атмосферное) давление — создается массой воздушного столба земной атмосферы (давление столба атмосферного воздуха на единицу площади находящихся в нем предметов и на земную поверхность).
За единицу давления принята техническая атмосфера (атм.)—давление, равное одному килограмму силы на один квадратный сантиметр (кгс/см2).
Давление обозначается буквой Р, на уровне моря — Ро.
По международной системе СИ давление измеряется в Паскалях (Па). Па = Н/м2. Нормальным атмосферным давлением называют давление равное 101325 Па или 760 миллиметрам ртутного столба.
Избыточное давление —превышение давления над атмосферным в каком-либо замкнутом пространстве.
То есть избыточное давление (манометрическое) есть разность между полным и атмосферным давлением.
Избыточное давление измеряют приборами — манометрами, поэтому его называют манометрическим и обозначают — ptb. Давление ниже атмосферного — вакуум.
Под абсолютным или полным давлением среды понимают сумму барометрического и избыточного давлений и обозначают — Ра.
Абсолютное давление — это давление, отсчитанное от абсолютного нуля (полного вакуума), подобно тому, как отсчитывается температура по шкале Кельвина.
В технике промышленных измерений давления отсчет ведут от относительного нуля — атмосферного давления.
Напор (H) насоса — избыточное давление, создаваемое насосом. Напор измеряется в (м). То есть напор это удельная механическая работа, передаваемая насосом перекачиваемой жидкости.
В основе Международной системы единиц измерения лежат семь единиц, охватывающих следующие области науки: механику, электричество, теплоту, оптику, молекулярную физику, термодинамику и химию: 1) единица длины – метр.
1 метр—длина пути, которую проходит свет в вакууме за 1/299 792 458 долю секунды. 2) единица массы (механика) –килограмм.
1 килограмм считается приравненным к существующему международному прототипу килограмма. 3) единица времени (механика) – секунда.
1 секундаравна 919 2631 770 периодам излучения, соответствующего тому переходу, который происходит между двумя, так называемыми, сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия 133(Cs133).
4) единица силы электрического тока (электричество) –ампер.
1 ампер –сила, не изменяющегося во времени, электрического тока, который, протекая в вакууме по двум бесконечным и параллельным проводникам пренебрежимо малого круглого поперечного сечения, находящимися друг от друга на расстоянии 1 метр, создает электродинамическую силу, действующую на эти проводники равную 2•10-7 Ньютона на каждый метр их длины. 5) единица термодинамической температуры (теплота) –кельвин.1 кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры, так называемой тройной точки воды. 6) единица силы света (оптика) –кандела(лат. — свеча). 1 Кандела — сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540. 1012 Гц, энергетическая сила которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср. 7) единица количества вещества (молекулярная физика, термодинамика и химия) – моль. 1моль равен содержанию такого числа молекул (атомов, ионов или каких-либо других структурных элементов вещества), сколько атомов содержится в 0,012 кг углерода с атомной массой 12 (C 12), т. е. 6,022.1023 (см. постоянная Авогадро).
В международной системе единиц приняты дополнительные единицы: 1) единица измерения плоского угла – радиан.1 радиан равен углу между двух радиусов окружности, длина дуги между которыми равняется радиусу окружности. Если речь идет о градусах, то радиан равен 57°17′44,806″.
(Плоский угол — неограниченнаягеометрическая фигура, образованная двумя лучами (сторонами угла), выходящими из одной точки (вершины угла).2) единица измерения телесного угла – стерадиан (ср).
1 стерадиан представляет собой телесный угол, расположение вершины которого фиксируется в центре сферы, а площадь, вырезаемая данным углом на поверхности сферы, равна площади квадрата, сторона которого равна длине радиуса сферы.
(Теле́сный у́гол — часть пространства, которая является объединением всех лучей, выходящих из данной точки (вершины угла) и пересекающих некоторую поверхность (которая называется поверхностью, стягивающей данный телесный угол). Границей телесного угла является некоторая коническая поверхность).
К внесистемным единицам относятся следующие: 1) децибел (дБ) — логарифмическая единица уровней, затуханий и усилений.
Децибел — десятая часть бела, это безразмерное отношение физической величины к одноимённой физической величине, принимаемой за исходную, умноженному на десять.
(Децибел — это безразмерная единица, применяемая для измерения отношения некоторых величин — «энергетических» (мощности, энергии, плотности потока мощности и т. п.) или «силовых» (силы тока, напряжения и т. п.). Иными словами, децибел — это относительная величина).
2) диоптрия – сила света для оптических приборов. 1 диоптрия равна оптической силе линзы или сферического зеркала с фокусным расстоянием в 1 . 3) реактивная мощность – Вар (ВА).
Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи синусоидального переменного тока, и равна произведению действующих значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз между ними (Q=U.I . sin φ ) (если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным, если опережает — отрицательным). (Физический смысл реактивной мощности — это энергия, перекачиваемая от источника на реактивные элементы приёмника (индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей), а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесённая к этому периоду).
- Единицей длины в физической системе измерений служит сантиметр, более мелкими являются:
- 1 миллиметр = 10-1см =10-3м;
- 1 микрон (мк, μ) = 10-3мм, = 10-4см =10-6м;
- 1 миллимикрон (ммк) =10-3 мк = 10-7 см = 10-9 м; 1 ангестрём (А) = 10-1 ммк = 10-8 см = 10-10 м ; ( в русской транскрипции -АНГСТРЕМ); 1 пикометр (пм) = 10-3ммк = 10-10 см = 10-12 м.
Ньютон — производная единица. Исходя из второго закона Ньютона, она определяется как сила, изменяющая за 1 сек. скорость тела массой 1 кг на 1 м/сек в направлении действия силы. Таким образом, 1 Н = 1 кг·м/сек2.
Источник: https://studopedia.net/6_65468_ponyatie-o-davlenii-i-napore-edinitsi-izmereniya.html
Загрузка...
