Što se mjeri tlak u fizici, jedinice tlaka

Zamislite zrakom ispunjen, zabrtvljen cilindar s klipom montiranim na vrhu. Ako počnete gurati klip, tada će se volumen zraka u cilindru početi smanjivati, molekule zraka će se sve intenzivnije sudarati jedna s drugom i s klipom, a tlak komprimiranog zraka na klip će se povećavati.

Ako se sada klip iznenada otpusti, komprimirani zrak će ga gurnuti naglo prema gore. To će se dogoditi jer će se s konstantnom površinom klipa povećati sila koja djeluje na klip sa strane komprimiranog zraka. Područje klipa ostaje nepromijenjeno, ali se povećava sila molekula plina i u skladu s tim raste tlak.

Ili drugi primjer. Čovjek stoji na zemlji, stoji na obje noge. U ovom položaju osoba je udobna, ne osjeća nelagodu. Ali što ako ta osoba odluči stajati na jednoj nozi? Savinut će jednu nogu u koljenu i sada će samo jednom nogom počivati ​​na tlu. U ovom položaju osoba će osjetiti neku nelagodu, jer se pritisak na nogu povećao, i to oko 2 puta.Zašto? Zato što se površina kroz koju sada sila gravitacije gura čovjeka na tlo smanjila za 2 puta. Evo primjera što je pritisak i kako ga je lako otkriti u svakodnevnom životu.

Fizički pritisak

U smislu fizike, tlak je fizikalna veličina koja je brojčano jednaka sili koja djeluje okomito na površinu po jedinici površine dane površine. Stoga, da bi se odredio pritisak na određenoj točki na površini, normalna komponenta sile koja se primjenjuje na površinu dijeli se s površinom malog površinskog elementa na koji ta sila djeluje. A da bi se odredio prosječni tlak na cijelom području, normalna komponenta sile koja djeluje na površinu mora se podijeliti s ukupnom površinom te površine.

Pascal (Pa)

Mjeri se tlak u NE u paskalima (Pa). Ova jedinica za mjerenje tlaka dobila je ime u čast francuskog matematičara, fizičara i pisca Blaisea Pascala, autora osnovnog zakona hidrostatike - Pascalovog zakona, koji kaže da se pritisak na tekućinu ili plin prenosi na bilo koju točku bez promjena u svim pravcima. Jedinica za tlak "Pascal" prvi je put puštena u optjecaj u Francuskoj 1961. godine, prema dekretu o jedinicama, tri stoljeća nakon smrti znanstvenika.

Jedan paskal jednak je tlaku uzrokovanom silom od jednog newtona jednoliko raspoređenom i usmjerenom okomito na površinu od jednog kvadratnog metra.

Paskali mjere ne samo mehanički tlak (mehaničko naprezanje), već i modul elastičnosti, Youngov modul, modul mase, granicu tečenja, proporcionalnu granicu, vlačnu čvrstoću, otpor na smicanje, zvučni tlak i osmotski tlak. Tradicionalno, Pascal izražava najvažnija mehanička svojstva materijala u otpornom materijalu.

Tehnička atmosfera (at), fizička (atm), kilogramska sila po kvadratnom centimetru (kgf / cm2)

Osim Pascala, za mjerenje tlaka koriste se i druge (izvan sustava) jedinice. Jedna od tih jedinica je «atmosfera» (c). Tlak u jednoj atmosferi približno je jednak atmosferskom tlaku na površini Zemlje na razini Svjetskog oceana. Danas se pod "atmosferom" podrazumijeva tehnička atmosfera (c).

Tehnička atmosfera (at) je tlak koji stvara sila po kilogramu (kgf) ravnomjerno raspoređena na površini od jednog kvadratnog centimetra. Jedan kilogram sile, pak, jednak je sili gravitacije koja djeluje na tijelo mase jednog kilograma pod uvjetima gravitacijskog ubrzanja jednakog 9,80665 m / s2. Dakle, jedan kilogram sile jednak je 9,80665 newtona, a 1 atmosfera točno jednaka 98066,5 Pa. 1 at = 98066,5 Pa.

U atmosferama se, na primjer, mjeri tlak u gumama automobila, na primjer, preporučeni tlak u gumama putničkog autobusa GAZ-2217 je 3 atmosfere.

Postoji i «fizička atmosfera» (atm), definirana kao tlak živinog stupca visokog 760 mm u svojoj osnovi, dok je gustoća žive 13.595,04 kg/m3, na temperaturi od 0 °C i pod uvjetima gravitacijsko ubrzanje, jednako 9,80665 m / s2.Dakle, ispada da je 1 atm = 1,033233 at = 101 325 Pa.

Što se tiče kilogram-sile po kvadratnom centimetru (kgf / cm2), ova nesustavna jedinica tlaka s dobrom je točnošću izjednačena s normalnim atmosferskim tlakom, što je ponekad zgodno za procjenu različitih učinaka.

Bar (bar), barij

Izvan jedinice sustava «bar» jednak je približno jednoj atmosferi, ali točnije - točno 100 000 Pa. U SGS sustavu, 1 bar je jednak 1.000.000 dynes / cm2. Ranije je naziv «bar» nosila jedinica koja se sada zove «barij» i bila je jednaka 0,1 Pa ili u CGS sustavu 1 barij = 1 dyn / cm2. Riječi "bar", "barij" i "barometar" potječu od iste grčke riječi za "težinu".

Često se jedinica mbar (milibar), jednaka 0,001 bar, koristi za mjerenje atmosferskog tlaka u meteorologiji. I za mjerenje tlaka na planetima gdje je atmosfera vrlo tanka — μbar (mikrobar), jednako 0,000001 bar. Na tehničkim manometrima skala je najčešće graduirana u stupcima.

Milimetar žive (mmHg), milimetar vode (mmHg)

Jedinica koja nije milimetar žive jednaka je 101325/760 = 133,3223684 Pa. Označava se "mm Hg", ali ponekad se označava i "torr" - u čast talijanskog fizičara, učenika Galilea, Evangelista Torricellia, autora koncepta atmosferskog tlaka.

Jedinica je nastala u vezi s prikladnim načinom mjerenja atmosferskog tlaka barometrom, u kojem je živin stupac u ravnoteži pod utjecajem atmosferskog tlaka. Živa ima veliku gustoću od oko 13 600 kg/m3 i ima nizak tlak zasićene pare na sobnoj temperaturi, zbog čega je živa odabrana istovremeno i za barometre.

Na razini mora, atmosferski tlak je približno 760 mm Hg, a to je vrijednost koja se danas smatra normalnim atmosferskim tlakom, jednakim 101325 Pa ili jednoj fizičkoj atmosferi, 1 atm. Odnosno, 1 milimetar žive jednak je 101325/760 paskala.

U milimetrima živinog stupca tlak se mjeri u medicini, meteorologiji i zrakoplovnoj navigaciji. U medicini se krvni tlak mjeri u mm Hg, u vakuumskoj tehnologiji instrumenti za mjerenje tlaka su graduirane u mmHg zajedno sa stupcima. Ponekad čak napišu samo 25 mikrona, što znači mikrone živinog stupca kada je u pitanju evakuacija, a mjerenje tlaka vrši se vakuumskim mjeračima.

U nekim slučajevima koriste se milimetri vode i tada 13,59 mm vodenog stupca = 1 mm Hg. Ponekad je to svrsishodnije i praktičnije. Milimetar vodenog stupca, poput milimetra živinog stupca, jedinica je izvan sustava jednaka hidrostatskom tlaku od 1 mm vodenog stupca koji ovaj stupac stvara na ravnu podlogu pri temperaturi vodenog stupca od 4°C. °C.