Mida mõõdetakse rõhku füüsikas, rõhuühikud

Kujutage ette õhuga täidetud, suletud silindrit, mille peale on paigaldatud kolb. Kui hakkate kolvi suruma, siis hakkab silindris õhu maht vähenema, õhumolekulid põrkuvad üksteisega ja kolviga järjest intensiivsemalt ning suruõhu rõhk kolvile suureneb.

Kui kolb nüüd ootamatult vabastatakse, surub suruõhk seda järsult ülespoole. See juhtub seetõttu, et püsiva kolvi pindala korral suureneb suruõhu poolelt kolvile mõjuv jõud. Kolvi pindala jääb muutumatuks, kuid gaasimolekulide jõud suureneb ja rõhk suureneb vastavalt.

Või teine ​​näide. Mees seisab maas, seisab kahel jalal. Selles asendis tunneb inimene end mugavalt, ei koge ebamugavust. Aga mis siis, kui see inimene otsustab ühel jalal seista? Ta painutab ühte jalga põlvest ja toetub nüüd maapinnale ainult ühe jalaga. Selles asendis tunneb inimene ebamugavust, kuna rõhk jalale on suurenenud ja umbes 2 korda.Miks? Sest ala, mille kaudu gravitatsioonijõud inimese nüüd maapinnale surub, on vähenenud 2 korda. Siin on näide sellest, mis on surve ja kui kergesti seda igapäevaelus tuvastada saab.

Füüsiline surve

Füüsika mõistes on rõhk füüsikaline suurus, mis on arvuliselt võrdne pinnaga risti mõjuva jõuga antud pinna pindalaühiku kohta. Seetõttu jagatakse pinna teatud punktis rõhu määramiseks pinnale rakendatava jõu normaalne komponent selle väikese pinnaelemendi pindalaga, millele see jõud mõjub. Ja kogu ala keskmise rõhu määramiseks tuleb pinnale mõjuva jõu normaalne komponent jagada selle pinna kogupindalaga.

Pascal (Pa)

Rõhku mõõdetakse NE-s paskalites (Pa). See rõhu mõõtühik sai oma nime prantsuse matemaatiku, füüsiku ja kirjaniku Blaise Pascali auks, kes on hüdrostaatika põhiseaduse – Pascali seaduse – autor, mis ütleb, et vedelikule või gaasile avaldatav rõhk kandub üle mis tahes punkti, ilma et kõik muutuks. juhised. Esimest korda lasti rõhuühik "Pascal" Prantsusmaal ringlusse 1961. aastal vastavalt mõõtühikute dekreedile, kolm sajandit pärast teadlase surma.

Üks paskal on võrdne rõhuga, mille tekitab ühe njuutoni suurune jõud, mis on ühtlaselt jaotatud ja suunatud ühe ruutmeetri suuruse pinnaga risti.

Pascalid ei mõõda mitte ainult mehaanilist rõhku (mehaanilist pinget), vaid ka elastsusmoodulit, Youngi moodulit, mahumoodulit, voolavuspiiri, proportsionaalsuse piiri, tõmbetugevust, nihkekindlust, helirõhku ja osmootset rõhku. Traditsiooniliselt väljendavad Pascalid materjalide kõige olulisemaid mehaanilisi omadusi vastupidavas materjalis.

Tehniline atmosfäär (at), füüsiline (atm), kilogrammi jõud ruutsentimeetri kohta (kgf / cm2)

Rõhu mõõtmiseks kasutatakse lisaks Pascalile ka muid (süsteemiväliseid) ühikuid. Üks neist ühikutest on "atmosfäär" (c). Rõhk ühes atmosfääris on ligikaudu võrdne atmosfäärirõhuga Maa pinnal Maailma ookeani tasemel. Tänapäeval mõistetakse "atmosfääri" all tehnilist atmosfääri (c).

Tehniline atmosfäär (at) on rõhk, mille tekitab jõud kilogrammi kohta (kgf), mis on ühtlaselt jaotatud ühe ruutsentimeetri suurusele alale. Üks kilogramm jõudu on omakorda võrdne gravitatsioonijõuga, mis mõjub ühe kilogrammi massiga kehale gravitatsioonikiirenduse tingimustes, mis on võrdne 9,80665 m / s2. Seega on üks kilogramm jõudu võrdne 9,80665 njuutoniga ja 1 atmosfäär on täpselt võrdne 98066,5 Pa-ga. 1 at = 98066,5 Pa.

Atmosfäärides mõõdetakse näiteks rõhku autorehvides, näiteks reisibussi GAZ-2217 rehvide soovitatav rõhk on 3 atmosfääri.

Samuti on olemas "füüsiline atmosfäär" (atm), mis on määratletud kui 760 mm kõrguse elavhõbedasamba rõhk selle põhjas, samal ajal kui elavhõbeda tihedus on 13 595,04 kg / m3 temperatuuril 0 °C ja tingimustes gravitatsioonikiirendus, võrdne 9,80665 m / s2.Nii selgub, et 1 atm = 1,033233 at = 101 325 Pa.

Mis puudutab kilogrammi jõudu ruutsentimeetri kohta (kgf / cm2), siis see mittesüstemaatiline rõhuühik võrdub hea täpsusega normaalse atmosfäärirõhuga, mis on mõnikord mugav erinevate mõjude hindamiseks.

Baar (baar), baarium

Väljaspool süsteemiseadet on "bar" võrdne umbes ühe atmosfääriga, kuid täpsem - täpselt 100 000 Pa. SGS-süsteemis võrdub 1 baar 1 000 000 düüni / cm2. Varem kandis nime "bar" seade, mida nüüd nimetatakse baariumiks, ja see oli 0,1 Pa või CGS-süsteemis 1 baarium = 1 dyn / cm2. Sõnad "baar", "baarium" ja "baromeeter" pärinevad samast kreekakeelsest sõnast "kaal".

Sageli kasutatakse meteoroloogias atmosfäärirõhu mõõtmiseks ühikut mbar (millibar), mis võrdub 0,001 baariga. Ja rõhku mõõtmiseks planeetidel, kus atmosfäär on väga õhuke - μbar (mikrobaar), mis võrdub 0,000001 baariga. Tehnilistel manomeetritel on skaala kõige sagedamini astmestatud tulpades.

Elavhõbeda millimeeter (mmHg), millimeeter vett (mmHg)

Elavhõbeda ühiku mittemillimeeter võrdub 101325/760 = 133,3223684 Pa. See on tähistatud "mm Hg", kuid mõnikord on see tähistatud "torr" - itaalia füüsiku, Galileo õpilase, atmosfäärirõhu kontseptsiooni autori Evangelista Torricelli auks.

Seade loodi seoses mugava õhurõhu mõõtmise viisiga baromeetriga, kus elavhõbedasammas on atmosfäärirõhu mõjul tasakaalus. Elavhõbeda tihedus on suur, umbes 13 600 kg/m3 ja toatemperatuuril madal küllastunud aururõhk, mistõttu valiti elavhõbe baromeetrite jaoks samaaegselt.

Merepinnal on atmosfäärirõhk ligikaudu 760 mm Hg ja just seda väärtust peetakse nüüd normaalseks atmosfäärirõhuks, mis võrdub 101325 Pa või ühe füüsikalise atmosfääriga, 1 atm. See tähendab, et 1 millimeeter elavhõbedat võrdub 101325/760 paskaliga.

Elavhõbeda millimeetrites mõõdetakse rõhku meditsiinis, meteoroloogias ja lennunduses. Meditsiinis mõõdetakse vererõhku mm Hg, vaakumtehnoloogias rõhumõõteriistad on gradueeritud mmHg koos tulpadega. Mõnikord kirjutavad nad isegi ainult 25 mikronit, mis tähendab evakueerimisel elavhõbedasamba mikronit ja rõhumõõtmisi tehakse vaakummõõturitega.

Mõnel juhul kasutatakse millimeetrit vett ja siis 13,59 mm veesammas = 1 mm Hg. Mõnikord on see otstarbekam ja mugavam. Veesamba millimeeter, nagu ka elavhõbedasamba millimeeter, on väljaspool süsteemi asuv ühik, mis võrdub omakorda 1 mm veesamba hüdrostaatilise rõhuga, mida see sammas avaldab tasasele alusele veesamba temperatuuril 4 °C. °C.