Cos'è la pressione misurata in fisica, unità di pressione

Immagina un cilindro sigillato pieno d'aria con un pistone montato sopra. Se inizi a spingere il pistone, il volume dell'aria nel cilindro inizierà a diminuire, le molecole d'aria entreranno in collisione tra loro e con il pistone sempre più intensamente e la pressione dell'aria compressa sul pistone aumenterà.

Se ora il pistone viene rilasciato improvvisamente, l'aria compressa lo spingerà bruscamente verso l'alto. Ciò accadrà perché con un'area del pistone costante, la forza che agisce sul pistone dal lato dell'aria compressa aumenterà. L'area del pistone rimane invariata, ma la forza delle molecole di gas aumenta e la pressione aumenta di conseguenza.

O un altro esempio. Un uomo è in piedi a terra, in piedi su entrambi i piedi. In questa posizione, una persona è a suo agio, non prova disagio. Ma cosa succede se quella persona decide di stare su una gamba sola? Piegherà una gamba al ginocchio e ora riposerà a terra con una sola gamba. In questa posizione, una persona sentirà un certo disagio, poiché la pressione sulla gamba è aumentata e circa 2 volte.Perché? Perché l'area attraverso la quale la forza di gravità ora spinge una persona a terra è diminuita di 2 volte. Ecco un esempio di cos'è la pressione e con quanta facilità può essere rilevata nella vita di tutti i giorni.

Pressione fisica

In termini di fisica, la pressione è una quantità fisica che è numericamente uguale alla forza che agisce perpendicolarmente alla superficie per unità di area della superficie data. Pertanto, per determinare la pressione in un determinato punto della superficie, la componente normale della forza applicata alla superficie viene divisa per l'area del piccolo elemento di superficie su cui agisce questa forza. E per determinare la pressione media sull'intera area, la componente normale della forza che agisce sulla superficie deve essere divisa per l'area totale di quella superficie.

Pascal (Pa)

La pressione viene misurata in NE in pascal (Pa). Questa unità di misura della pressione è stata chiamata in onore del matematico, fisico e scrittore francese Blaise Pascal, autore della legge fondamentale dell'idrostatica - Legge di Pascal, che afferma che la pressione su un liquido o gas viene trasmessa a qualsiasi punto senza cambiamenti in tutto indicazioni. Per la prima volta l'unità di pressione "Pascal" fu messa in circolazione in Francia nel 1961, secondo il decreto sulle unità, tre secoli dopo la morte dello scienziato.

Un pascal è uguale alla pressione causata da una forza di un newton uniformemente distribuita e diretta perpendicolarmente ad una superficie di un metro quadrato.

I Pascal misurano non solo la pressione meccanica (sollecitazione meccanica), ma anche il modulo di elasticità, il modulo di Young, il modulo di massa, il punto di snervamento, il limite proporzionale, la resistenza alla trazione, la resistenza al taglio, la pressione sonora e la pressione osmotica. Tradizionalmente, i Pascal esprimono le più importanti caratteristiche meccaniche dei materiali in un materiale resistente.

Atmosfera tecnica (at), fisica (atm), chilogrammo forza per centimetro quadrato (kgf / cm2)

Oltre a Pascal, per misurare la pressione vengono utilizzate altre unità (esterne al sistema). Una di queste unità è «atmosfera» (c). La pressione in un'atmosfera è approssimativamente uguale alla pressione atmosferica sulla superficie terrestre a livello dell'Oceano Mondiale. Oggi "atmosfera" è intesa come atmosfera tecnica (c).

Un'atmosfera tecnica (at) è la pressione generata da una forza per chilogrammo (kgf) uniformemente distribuita su un'area di un centimetro quadrato. Un chilogrammo di forza, a sua volta, è pari alla forza di gravità che agisce su un corpo di massa pari a un chilogrammo in condizioni di accelerazione gravitazionale pari a 9,80665 m/s2. Pertanto, un chilogrammo di forza è pari a 9,80665 newton e 1 atmosfera è esattamente uguale a 98066,5 Pa. 1 a = 98066,5 Pa.

Nelle atmosfere, ad esempio, viene misurata la pressione nei pneumatici delle auto, ad esempio la pressione consigliata nei pneumatici dell'autobus passeggeri GAZ-2217 è di 3 atmosfere.

Esiste anche una «atmosfera fisica» (atm), definita come la pressione di una colonna di mercurio alta 760 mm alla sua base, mentre la densità del mercurio è di 13.595,04 kg/m3, alla temperatura di 0°C e in condizioni di accelerazione gravitazionale, pari a 9,80665 m/s2.Quindi risulta che 1 atm = 1,033233 at = 101 325 Pa.

Per quanto riguarda il chilogrammo-forza per centimetro quadrato (kgf / cm2), questa unità di pressione non sistematica equivale con buona precisione alla normale pressione atmosferica, che a volte è conveniente per valutare vari effetti.

Bar (bar), bario

Al di fuori del sistema l'unità «bar» è pari a circa un'atmosfera, ma è più precisa: esattamente 100.000 Pa. Nel sistema SGS, 1 bar equivale a 1.000.000 dine/cm2. In precedenza, il nome «bar» era portato dall'unità ora chiamata «bario» ed era pari a 0,1 Pa o nel sistema CGS 1 bario = 1 dyn / cm2. Le parole "bar", "bario" e "barometro" derivano dalla stessa parola greca per "peso".

Spesso l'unità mbar (millibar), pari a 0,001 bar, viene utilizzata per misurare la pressione atmosferica in meteorologia. E per misurare la pressione sui pianeti dove l'atmosfera è molto sottile — μbar (microbar), pari a 0,000001 bar. Sui manometri tecnici, la scala è spesso graduata in barre.

Millimetro di mercurio (mmHg), millimetro di acqua (mmHg)

L'unità non millimetrica del mercurio è pari a 101325/760 = 133,3223684 Pa. È indicato con "mm Hg", ma a volte è indicato con "torr" - in onore del fisico italiano, allievo di Galileo, Evangelista Torricelli, autore del concetto di pressione atmosferica.

L'unità è stata creata in connessione con un modo conveniente per misurare la pressione atmosferica con un barometro, in cui la colonna di mercurio è in equilibrio sotto l'influenza della pressione atmosferica. Il mercurio ha un'alta densità di circa 13.600 kg/m3 e ha una bassa pressione di vapore saturo a temperatura ambiente, motivo per cui il mercurio è stato scelto contemporaneamente per i barometri.

Al livello del mare, la pressione atmosferica è di circa 760 mm Hg, ed è questo valore che ora è considerato normale pressione atmosferica, pari a 101325 Pa o un'atmosfera fisica, 1 atm. Cioè, 1 millimetro di mercurio equivale a 101325/760 pascal.

In millimetri di mercurio, la pressione viene misurata in medicina, meteorologia e navigazione aerea. In medicina, la pressione sanguigna viene misurata in mm Hg, nella tecnologia del vuoto strumenti di misura della pressione sono graduati in mmHg insieme alle barre. A volte scrivono anche solo 25 micron, il che significa micron di colonna di mercurio quando si tratta di evacuazione, e le misurazioni della pressione vengono effettuate con vacuometri.

In alcuni casi vengono utilizzati millimetri di acqua e quindi 13,59 mm di colonna d'acqua = 1 mm Hg. A volte è più conveniente e conveniente. Un millimetro di colonna d'acqua, come un millimetro di colonna di mercurio, è un'unità esterna al sistema pari a sua volta alla pressione idrostatica di 1 mm di colonna d'acqua che questa colonna esercita su una base piana alla temperatura di 4 colonne d'acqua °C.