Как выразить давление в паскалях
Как переводить давление в систему СИ
Для описания давления используют различные единицы измерения. Формулы, записанные в учебниках физики, используют систему измерений СИ. Чтобы с помощью этих формул получить правильный ответ, давление нужно переводить в Паскали.
Примечание: Давление можно измерять в физических атмосферах (атм.), миллиметрах ртутного столба (мм. рт. ст.), метрах водяного столба (м. вод. ст.), Паскалях. Встречаются, так же, другие единицы измерения, например, техническая атмосфера (ат. или техн. ат).
Как связаны различные единицы давления
Между единицами измерения давления есть связь, ее можно выразить так:
\[ \large \boxed < \begin
Левые части выражений равны. Приравнивая их правые части, можно получить соотношения между различными единицами измерения.
Примечание: При решении некоторых задач для перевода физических атмосфер в Паскали, удобно вместо точного значения использовать приближенное:
Сколько паскалей содержится в 1 мм. рт. ст.
\[ \large 760 \left(\text<мм. рт. ст.>\right) = 101325 \left(\text<Па>\right) \]
Разделим обе части выражения на число 760, получим:
Сколько паскалей содержится в 1 м. вод. ст.
Выпишем правые части, содержащие метры водяного столба и Паскали:
\[ \large 10,332 \left(\text<м. вод. ст.>\right) = 101325 \left(\text<Па>\right) \]
Теперь обе части выражения разделим на число 10,332 и получим:
Сколько миллиметров ртутного столба содержится в 1 м. вод. ст.
\[ \large 10,332 \left(\text<м. вод. ст.>\right) = 760 \left(\text<мм. рт. ст.>\right) \]
После этого, обе части разделим на число 10,332:
Пересчитываем давление на примере
Однородное тело (рис. 1) массой 25 кг опирается на горизонтальную площадь 0,2 кв. м. Выразить давление этого тела в Паскалях, физических атмосферах, миллиметрах ртутного и метрах водяного столба.
Решение:
1). Рассчитаем вес тела — силу, с которой тело действует на опору. Эта сила направлена перпендикулярно опоре.
\[ \large m \cdot g = 25 \cdot 10 \left(H \right) \]
\( g \) – ускорение свободного падения, примем его приближенно равным 10 м. деленным на секунду в квадрате.
\[ \large mg = 250 \left(H \right) \]
2). Теперь рассчитаем давление твердого тела в Паскалях.
\[ \large P = 1250 \left(\text<Па>\right) \]
Переведем полученное число Паскалей в миллиметры ртутного столба.
Для этого составим выражение связи выбранных единиц измерения:
\[ \large 101325 \left(\text<Па>\right) = 760 \left(\text<мм. рт. ст.>\right) \]
Разделим обе части его на число 101325, получим:
Умножим обе части выражения на количество Паскалей:
\[ \large 1250 \left(\text<Па>\right) = 1250 \cdot 7,5 \cdot 10^ <-3>\left(\text<мм. рт. ст.>\right) \]
\[ \large P = 9,38 \left(\text<мм. рт. ст.>\right) \]
3). Теперь Паскали переведем в метры водяного столба.
Свяжем выбранные единицы измерения:
\[ \large 101325 \left(\text<Па>\right) = 10,332 \left(\text<м. вод. ст.>\right) \]
Чтобы получить слева 1 Паскаль, обе части выражения разделим на число 101325:
Затем обе части выражения умножим на количество Паскалей:
\[ \large 1250 \left(\text<Па>\right) = 1250 \cdot 1,02 \cdot 10^ <-4>\left(\text<м. вод. ст.>\right) \]
\[ \large P = 0,13 \left(\text<м. вод. ст.>\right) \]
4). Переведем Паскали в физические атмосферы, связав выбранные единицы измерения:
\[ \large 101325 \left(\text<Па>\right) = 1 \left(\text <атм>\right) \]
Обе части разделим на 101325:
\[ \large \boxed< 1 \left(\text<Па>\right) = 9,87 \cdot 10^ <-6>\left(\text <атм>\right) >\]
Умножим левую и правую части выражения на 1250 Паскалей:
\[ \large 1250 \left(\text<Па>\right) = 1250 \cdot 9,87 \cdot 10^ <-6>\left(\text <атм>\right) \]
\[ \large P = 12,34 \cdot 10^ <-3>\left(\text <атм>\right) \]
Ответ:
\[ \large \begin
Выводы
Давление легко переводить из одних единиц измерения в другие, используя связь между выбранными единицами измерения.
Паскаль (единица измерения)
Паскаль равен давлению (механическому напряжению), вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр.
1 Па = 1 Н/м 2 ≡ 1 Дж/м 3 ≡ 1 кг/(м·с 2 ) ;
Кратные и дольные единицы
Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.
| Кратные | Дольные | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| величина | название | обозначение | величина | название | обозначение | ||
| 10 1 Па | декапаскаль | даПа | daPa | 10 −1 Па | деципаскаль | дПа | dPa |
| 10 2 Па | гектопаскаль | гПа | hPa | 10 −2 Па | сантипаскаль | сПа | cPa |
| 10 3 Па | килопаскаль | кПа | kPa | 10 −3 Па | миллипаскаль | мПа | mPa |
| 10 6 Па | мегапаскаль | МПа | MPa | 10 −6 Па | микропаскаль | мкПа | µPa |
| 10 9 Па | гигапаскаль | ГПа | GPa | 10 −9 Па | нанопаскаль | нПа | nPa |
| 10 12 Па | терапаскаль | ТПа | TPa | 10 −12 Па | пикопаскаль | пПа | pPa |
| 10 15 Па | петапаскаль | ППа | PPa | 10 −15 Па | фемтопаскаль | фПа | fPa |
| 10 18 Па | эксапаскаль | ЭПа | EPa | 10 −18 Па | аттопаскаль | аПа | aPa |
| 10 21 Па | зеттапаскаль | ЗПа | ZPa | 10 −21 Па | зептопаскаль | зПа | zPa |
| 10 24 Па | йоттапаскаль | ИПа | YPa | 10 −24 Па | йоктопаскаль | иПа | yPa |
| применять не рекомендуется | |||||||
Сравнение с другими единицами измерения давления
| Паскаль (Pa, Па) | Бар (bar, бар) | Техническая атмосфера (at, ат) | Физическая атмосфера (atm, атм) | Миллиметр ртутного столба (мм рт.ст.,mmHg, Torr, торр) | Метр водяного столба (м вод. ст.,m H2O) | Фунт-сила на кв. дюйм (psi) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 Па | 1 Н/м 2 | 10 −5 | 10,197·10 −6 | 9,8692·10 −6 | 7,5006·10 −3 | 1,0197·10 −4 | 145,04·10 −6 |
| 1 бар | 10 5 | 1·10 6 дин/см 2 | 1,0197 | 0,98692 | 750,06 | 10,197 | 14,504 |
| 1 ат | 98066,5 | 0,980665 | 1 кгс/см 2 | 0,96784 | 735,56 | 10 | 14,223 |
| 1 атм | 101325 | 1,01325 | 1,033 | 1 атм | 760 | 10,33 | 14,696 |
| 1 мм рт.ст. | 133,322 | 1,3332·10 −3 | 1,3595·10 −3 | 1,3158·10 −3 | 1 мм рт.ст. | 13,595·10 −3 | 19,337·10 −3 |
| 1 м вод. ст. | 9806,65 | 9,80665·10 −2 | 0,1 | 0,096784 | 73,556 | 1 м вод. ст. | 1,4223 |
| 1 psi | 6894,76 | 68,948·10 −3 | 70,307·10 −3 | 68,046·10 −3 | 51,715 | 0,70307 | 1 lbf/in 2 |
На практике применяют приближённые значения: 1 атм = 0,1 МПа и 1 МПа = 10 атм. 1 мм водяного столба примерно равен 10 Па, 1 мм ртутного столба равен приблизительно 133 Па.
Нормальное атмосферное давление принято считать равным 760 мм ртутного столба, или 101 325 Па (101 кПа).
Полезное
Смотреть что такое «Паскаль (единица измерения)» в других словарях:
Паскаль (единица) — Паскаль (обозначение: Па, Pa) единица измерения давления (механического напряжения) в СИ. Паскаль равен давлению (механическому напряжению), вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности… … Википедия
Паскаль (единица СИ) — Паскаль (обозначение: Па, Pa) единица измерения давления (механического напряжения) в СИ. Паскаль равен давлению (механическому напряжению), вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности… … Википедия
Паскаль (единица давления) — Паскаль (обозначение: Па, Pa) единица измерения давления (механического напряжения) в СИ. Паскаль равен давлению (механическому напряжению), вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности… … Википедия
Единица измерения Сименс — Сименс (обозначение: См, S) единица измерения электрической проводимости в системе СИ, величина обратная ому. До Второй мировой войны (в СССР до 1960 х годов) сименсом называлась единица электрического сопротивления, соответсвующая сопротивлению … Википедия
Зиверт (единица измерения) — Зиверт (обозначение: Зв, Sv) единица измерения эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ), используется с 1979 г. 1 зиверт это количество энергии, поглощённое килограммом… … Википедия
Беккерель (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Беккерель. Беккерель (обозначение: Бк, Bq) единица измерения активности радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ). Один беккерель определяется как активность источника, в… … Википедия
Ньютон (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Ньютон. Ньютон (обозначение: Н) единица измерения силы в Международной системе единиц (СИ). Принятое международное название newton (обозначение: N). Ньютон производная единица. Исходя из второго… … Википедия
Сименс (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Сименс. Сименс (русское обозначение: См; международное обозначение: S) единица измерения электрической проводимости в Международной системе единиц (СИ), величина обратная ому. Через другие… … Википедия
Тесла (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Тесла. Тесла (русское обозначение: Тл; международное обозначение: T) единица измерения индукции магнитного поля в Международной системе единиц (СИ), численно равная индукции такого… … Википедия
Грей (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Грей. Грей (обозначение: Гр, Gy) единица измерения поглощённой дозы ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ). Поглощённая доза равна одному грею, если в результате… … Википедия
Калькулятор перевода давления в барах на МПа, кгс и psi
Давление — это величина, которая равна силе, действующей строго перпендикулярно на единицу площади поверхности. Рассчитывается по формуле: P = F/S. Международная система исчисления предполагает измерение такой величины в паскалях (1 Па равен силе в 1 ньютон на площадь 1 квадратный метр, Н/м2). Но поскольку это достаточно малое давление, то измерения чаще указываются в кПа или МПа. В различных отраслях принято использовать свои системы исчисления, в автомобильной, давления может измеряться: в барах, атмосферах, килограммах силы на см² (техническая атмосфера), мега паскалях или фунтах на квадратный дюйм (psi).
Для быстрого перевода единиц измерения следует ориентироваться на такое взаимоотношение значений друг к другу:
| Таблица соотношения единиц измерения давления | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Величина | МПа | бар | атм | кгс/см2 | psi | at |
| 1 МПа | 1 | 10 | 9,8692 | 10,197 | 145,04 | 10.19716 |
| 1 бар | 0,1 | 1 | 0,9869 | 1,0197 | 14,504 | 1.019716 |
| 1 атм (физическая атмосфера) | 0,10133 | 1,0133 | 1 | 1,0333 | 14,696 | 1.033227 |
| 1 кгс/см2 | 0,098066 | 0,98066 | 0,96784 | 1 | 14,223 | 1 |
| 1 PSI (фунт/дюйм²) | 0,006894 | 0,06894 | 0,068045 | 0,070307 | 1 | 0.070308 |
| 1 at (техническая атмосфера) | 0.098066 | 0.980665 | 0.96784 | 1 | 14.223 | 1 |
Зачем нужен калькулятор перевода единиц давления
Онлайн калькулятор позволит быстро и точно перевести значения из одних единиц измерения давления в другие. Такая конвертация может пригодятся автовладельцам при замере компрессии в двигателе, при проверке давления в топливной магистрали, накачке шин до требуемого значения (очень часто приходится перевести PSI в атмосферы или МПа в бар при проверке давления), заправке кондиционера фреоном. Поскольку, шкала на манометре может быть в одной системе исчисления, а в инструкции совсем в другой, то нередко возникает потребность перевести бары в килограммы, мегапаскали, килограмм силы на квадратный сантиметр, технические или физические атмосферы. Либо, если нужен результат в английской системе исчисления, то и фунт-силы на квадратный дюйм (lbf•in²), дабы точно соответствовать требуемым указаниям.
Как пользоваться online калькулятором
Для того чтобы воспользоваться мгновенным переводом одной величины давления в другую и узнать сколько будет бар в мпа, кгс/см², атм или psi нужно:
Например, в первое поле было введено число 25, то в зависимости от выбранной единицы, вы подсчитаете сколько это будет баров, атмосфер, мегапаскалей, килограмм силы произведенной на один см² или фунт-сила на квадратный дюйм. Когда же это самое значение было поставлено в другое (правое) поле, то калькулятор посчитает обратное соотношение выбранных физических величин давления.
Часто задаваемые вопросы
1 бар сколько атмосфер?
Чтобы получить приблизительный результат сколько атмосфер в одном баре необходимо разделить значение давления на коэффициент 1,013. То есть 1 бар это 0,98 атмосферы. Поэтому при конвертировании одной единицы измерения небольшого давления (до 10 бар) в другую, принято считать, что 1 bar ≈ 1 atm. Такое соотношение при расчетах даст погрешность, не превышающую 2%.
1 МПа сколько бар?
Чтобы узнать сколько в одном мегапаскале бар, достаточно умножить значение давления, выраженного в Мпа, на 10. То есть 1 Мпа = 10 bar.
1 МПа сколько КГС см2?
Для конверсии одного МегаПаскаля в значение давления выраженного в килограмм-силы на квадратный сантиметр, достаточно значение МПа умножить на 10,197. Таким образом 1 МПа = 10,197 кГс/м².
КГС сколько атмосфер?
При конверсии кгс/см2 в атм необходимо значение давления, выраженного в КГС см2 разделить на 1,033. Используя такое соотношение можно конвертировать любое значение давления выраженного в килограммах силы на атмосферы.
Физика (7 класс)/Давление
Содержание
Давление. Единицы давления.
По рыхлому снегу человек идёт с большим трудом, глубоко проваливаясь при каждом шаге. Но, надев лыжи, он может идти, почти не проваливаясь в него. Почему? На лыжах или без лыж человек действует на снег с одной и той же силой, равной своему весу. Однако действие этой силы в обоих случаях различно, потому что различна площадь поверхности, на которую давит человек, с лыжами и без лыж. Площадь поверхности лыж почти в 20 раз больше площади подошвы. Поэтому, стоя на лыжах, человек действует на каждый квадратный сантиметр площади поверхности снега с силой, в 20 раз меньшей, чем стоя на снегу без лыж.
Ученик, прикалывая кнопками газету к доске, действует на каждую кнопку с одинаковой силой. Однако кнопка, имеющая более острый конец, легче входит в дерево.
Значит, результат действия силы зависит не только от её модуля, направления и точки приложения, но и от площади той поверхности, к которой она приложена (перпендикулярно которой она действует).
Этот вывод подтверждают физические опыты.
По углам небольшой доски надо вбить гвозди. Сначала гвозди, вбитые в доску, установим на песке остриями вверх и положим на доску гирю. В этом случае шляпки гвоздей лишь незначительно вдавливаются в песок. Затем доску перевернем и поставим гвозди на острие. В этом случае площадь опоры меньше, и под действием той же силы гвозди значительно углубляются в песок.
От того, какая сила действует на каждую единицу площади поверхности, зависит результат действия этой силы.
В рассмотренных примерах силы действовали перпендикулярно поверхности тела. Вес человека был перпендикулярен поверхности снега; сила, действовавшая на кнопку, перпендикулярна поверхности доски.
Величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности, называется давлением.
Чтобы определить давление, надо силу, действующую перпендикулярно поверхности, разделить на площадь поверхности:
давление = сила / площадь.
Тогда получим формулу:
Понятно, что бóльшая по значению сила, действующую на ту же площадь, будет производить большее давление.
За единицу давления принимается такое давление, которое производит сила в 1 Н, действующая на поверхность площадью 1 м 2 перпендикулярно этой поверхности.
Используется также другие единицы давления: гектопаскаль (гПа) и килопаскаль (кПа).
Запишем условие задачи и решим её.
В единицах СИ: S = 0,03 м 2
P = 9,8 Н · 45 кг ≈ 450 Н,
p = 450/0,03 Н / м 2 = 15000 Па = 15 кПа
‘Ответ’: p = 15000 Па = 15 кПа
Способы уменьшения и увеличения давления.
В зависимости от того, нужно ли получить малое или большое давление, площадь опоры увеличивается или уменьшается. Например, для того, чтобы грунт мог выдержать давление возводимого здания, увеличивают площадь нижней части фундамента.
Шины грузовых автомобилей и шасси самолетов делают значительно шире, чем легковых. Особенно широкими делают шины у автомобилей, предназначенных для передвижения в пустынях.
Тяжелые машины, как трактор, танк или болотоход, имея большую опорную площадь гусениц, проходят по болотистой местности, по которой не пройдет человек.
p = 50 Н/ 0, 000 001 м 2 = 50 000 000 Па = 50 000 кПа.
Для сравнения, это давление в 1000 раз больше давления, производимого гусеничным трактором на почву. Можно найти еще много таких примеров.
Лезвие режущих и острие колющих инструментов (ножей, ножниц, резцов, пил, игл и др.) специально остро оттачивается. Заточенный край острого лезвия имеет маленькую площадь, поэтому при помощи даже малой силы создается большое давление, и таким инструментом легко работать.
Давление
Мы уже знаем, что газы, в отличие от твердых тел и жидкостей, заполняют весь сосуд, в котором находятся. Например, стальной баллон для хранения газов, камера автомобильной шины или волейбольный мяч. При этом газ оказывает давление на стенки, дно и крышку баллона, камеры или любого другого тела, в котором он находится. Давление газа обусловлено иными причинами, чем давление твердого тела на опору.
Известно, что молекулы газа беспорядочно движутся. При своем движении они сталкиваются друг с другом, а также со стенками сосуда, в котором находится газ. Молекул в газе много, поэтому и число их ударов очень велико. Например, число ударов молекул воздуха, находящегося в комнате, о поверхность площадью 1 см 2 за 1 с выражается двадцатитрехзначным числом. Хотя сила удара отдельной молекулы мала, но действие всех молекул на стенки сосуда значительно, — оно и создает давление газа.
Итак, давление газа на стенки сосуда (и на помещенное в газ тело) вызывается ударами молекул газа.
Рассмотрим следующий опыт. Под колокол воздушного насоса поместим резиновый шарик. Он содержит небольшое количество воздуха и имеет неправильную форму. Затем насосом откачиваем воздух из-под колокола. Оболочка шарика, вокруг которой воздух становится все более разреженным, постепенно раздувается и принимает форму правильного шара.
Как объяснить этот опыт?
В нашем опыте движущиеся молекулы газа непрерывно ударяют о стенки шарика внутри и снаружи. При откачивании воздуха число молекул в колоколе вокруг оболочки шарика уменьшается. Но внутри шарика их число не изменяется. Поэтому число ударов молекул о внешние стенки оболочки становится меньше, чем число ударов о внутренние стенки. Шарик раздувается до тех пор, пока сила упругости его резиновой оболочки не станет равной силе давления газа. Оболочка шарика принимает форму шара. Это показывает, что газ давит на ее стенки по всем направлениям одинаково. Иначе говоря, число ударов молекул, приходящихся на каждый квадратный сантиметр площади поверхности, по всем направлениям одинаково. Одинаковое давление по всем направлениям характерно для газа и является следствием беспорядочного движения огромного числа молекул.
Попытаемся уменьшить объем газа, но так, чтобы масса его осталась неизменной. Это значит, что в каждом кубическом сантиметре газа молекул станет больше, плотность газа увеличится. Тогда число ударов молекул о стенки увеличится, т. е. возрастет давление газа. Это можно подтвердить опытом.
На рисунке а изображена стеклянная трубка, один конец которой закрыт тонкой резиновой пленкой. В трубку вставлен поршень. При вдвигании поршня объем воздуха в трубке уменьшается, т. е. газ сжимается. Резиновая пленка при этом выгибается наружу, указывая на то, что давление воздуха в трубке увеличилось.
Итак, при уменьшении объема газа его давление увеличивается, а при увеличении объема давление уменьшается при условии, что масса и температура газа остаются неизменными.
Следовательно, давление газа в закрытом сосуде тем больше, чем выше температура газа, при условии, что масса газа и объем не изменяются.
Из этих опытов можно сделать общий вывод, что давление газа тем больше, чем чаще и сильнее молекулы ударяют о стенки сосуда.
Закон Паскаля.
В отличие от твердых тел отдельные слои и мелкие частицы жидкости и газа могут свободно перемещаться относительно друг друга по всем направлениям. Достаточно, например, слегка подуть на поверхность воды в стакане, чтобы вызвать движение воды. На реке или озере при малейшем ветерке появляется рябь.
Подвижностью частиц газа и жидкости объясняется, что давление, производимое на них, передается не только в направлении действия силы, а в каждую точку. Рассмотрим это явление подробнее.
На рисунке, а изображен сосуд, в котором содержится газ (или жидкость). Частицы равномерно распределены по всему сосуду. Сосуд закрыт поршнем, который может перемещаться вверх и вниз.
Прилагая некоторую силу, заставим поршень немного переместиться внутрь и сжать газ (жидкость), находящийся непосредственно под ним. Тогда частицы (молекулы) расположатся в этом месте более плотно, чем прежде(рис, б). Благодаря подвижности частицы газа будут перемещаться по всем направлениям. Вследствие этого их расположение опять станет равномерным, но более плотным, чем раньше (рис, в). Поэтому давление газа всюду возрастет. Значит, добавочное давление передается всем частицам газа или жидкости. Так, если давление на газ (жидкость) около самого поршня увеличится на 1 Па, то во всех точках внутри газа или жидкости давление станет больше прежнего на столько же. На 1 Па увеличится давление и на стенки сосуда, и на дно, и на поршень.
Давление, производимое на жидкость или газ, передается на любую точку одинаково во всех направлениях.
Это утверждение называется законом Паскаля.
На основе закона Паскаля легко объяснить следующие опыты.
На рисунке изображен полый шар, имеющий в различных местах небольшие отверстия. К шару присоединена трубка, в которую вставлен поршень. Если набрать воды в шар и вдвинуть в трубку поршень, то вода польется из всех отверстий шара. В этом опыте поршень давит на поверхность воды в трубке. Частицы воды, находящиеся под поршнем, уплотняясь, передают его давление другим слоям, лежащим глубже. Таким образом, давление поршня передается в каждую точку жидкости, заполняющей шар. В результате часть воды выталкивается из шара в виде одинаковых струек, вытекающих из всех отверстий.
Если шар заполнить дымом, то при вдвигании поршня в трубку из всех отверстий шара начнут выходить одинаковые струйки дыма. Это подтверждает, что и газы передают производимое на них давление во все стороны одинаково.
Давление в жидкости и газе.
На жидкости, как и на все тела на Земле, действует сила тяжести. Поэтому, каждый слой жидкости, налитой в сосуд, своим весом создает давление, которое по закону Паскаля передается по всем направлениям. Следовательно, внутри жидкости существует давление. В этом можно убедиться на опыте.
В стеклянную трубку, нижнее отверстие которой закрыто тонкой резиновой пленкой, нальем воду. Под действием веса жидкости дно трубки прогнется.
Опыт показывает, что, чем выше столб воды над резиновой пленкой, тем больше она прогибается. Но всякий раз после того, как резиновое дно прогнулось, вода в трубке приходит в равновесие (останавливается), так как, кроме силы тяжести, на воду действует сила упругости растянутой резиновой пленки.