Какое давление больше воды или воздуха

Какая разница давление воды или давление воздуха

Сравнительная таблица единиц измерения давления

Единицы измерения давления или механического напряжения — это величины, применяемые в механике.

Предлагаем ознакомиться со справочной информацией, которая поможет перевести исходные данные показателей величины давления в нужные единицы измерения.

Эта систематизированная подсказка станет надёжным и практичным помощником, и не придётся держать в голове базовые, наиболее применяемые единицы измерения давления и их соотношения.

Не так давно Российская Федерация изменила базовые единицы измерения, поэтому наша таблица будет актуальной и для новичков, и опытных специалистов, чтобы легко переводить кгс/см2 в МПа, кгс/см2 в кПа и т.д.

Таблица единиц измерения давления

3. Миллиметр ртутного столба (внесистемная единица измерения давления) иногда называется «торр» (русское обозначение — торр, международное — Torr) в честь Эванджелисты Торричелли):

4. Микрон ртутного столба (дольная единица измерения равная 10−3 торр, то есть допуск отклонений от заданного размера):

5. Миллиметр водяного (или водного) столба (внесистемная единица измерения давления):

• русское обозначение: мм вод. ст. или мм H2O ;
• международное: mm H2O.

6. Атмосфера (внесистемная единица измерения давления, приблизительно равная атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана).

Атмосфера физическая (нормальная, стандартная) :

7. Килограмм-сила на сантиметр квадратный, килограмм-сила на метр квадратный :

• русское обозначение: кгс/м2 или кГ/м2 ;
• международное: kgf/m2 или kgF/m2.

8. Дина на сантиметр квадратный :

• русское обозначение: дин2 , международное обозначение: dyn2

• русское обозначение: Б ; международное: B или Ba.

9. Фунт-сила на дюйм квадратный :

10. Пьеза (тонно-сила на метр кв. , стен на метр кв. — исключены из современных технических стандартов :

• русское обозначение: пз ; международное: pz .

Данная публикация носит исключительно ознакомительный характер, подбор датчиков сопряжен со множеством факторов. Обратитесь к специалистам компании ООО «РусАвтоматизация» для правильного подбора оборудования.

Подписывайтесь на наш канал, чтобы не пропускать новые публикации.

Источник

Что такое давление и как его понять? Правда, что воздух давит на нас с силой 101 325 Па? Насколько это большое значение и на что оно влияет?

Когда что-то на что-то давит, то оно, во-первых, действует с определённой силой (это, по-видимому, должно быть понятно). Взаимодействие происходит не в какой-то одной точке, а в так называемом пятне контакта, в площади где соприкасаются поверхности взаимодействующих тел. Чтобы описать, что происходит в этом пятне контакта нам нужно давление. Если силу взаимодействия разделить на площадь, то мы получим величину силы, приходящуюся на единицу площади. Легко заметить, что при одинаковой силе, чем меньше площадь, тем бльше давление. По этому при одинаковом усилии отверстие в доске можно проколоть шилом, но вряд ли пальцем. Это механическое давление.

Давление жидкости или газа интересно тем, что оно действует на тело во всех направлениях. Оно объясняется как интегральный результат воздействия на тело хаотически движущихся молекул. (По ссылке видеоролик НИЯУ МИФИ, где показана прекрасная живая макромодель этого процесса.) Молекулы бомбардируют поверхность твёрдого тела тем сильнее, чем плотнее и горячее газ или жидкость. Самые верхние слои нашей атмосферы разрежены и не оказывают давления (нет чёткой границы между атмосферой и безвоздушным пространством), а у поверхности Земли плотность воздуха такова, что давление составляет 101325Па или 1атм. С такой силой давил бы столбик ртути высотой 760мм, или столб воды высотой 10м33см. Получается не то чтобы фантастически много, но весьма прилично. То есть если бы мы захотели к одной атмосфере прибавить еще одну, то нужно нырнуть на 10 метров (почти 4-х этажный дом) в реку, и тогда почувствуем разницу. А чтобы вычесть эти 101325Па нужно выйти в открытый космос без скафандра.

Атмосферное давление сильно влияет на наше самочувствие. В нашем теле есть полости наполненные жидкостями. Для комфортного самочуствия давление внутри этих полостей и давление снаружи должно быть в среднем одинаковым. В среднем, потому что за счёт разницы давлений обеспечивается перетекание этих жидкостей. Например, чтобы пописать, нужен рефлекс создающий с помощью мышц в мочевом пузыре давление выше атмосферного. А чтобы младенец смог сосать молоко, он должен во рту создавать давление ниже атмосферного (ниже давления в теле матери, если быть более точным). То же относится и к кровяному давлению — давлению жидкости в кровеносных сосудах. Если оно окажется много ниже атмосферного, то сосуды будут спадаться и кровь не сможет по ним течь, а если наоборот, то сосуды могут полопаться. Разница асистолического и диастолического давления (оба находятся около величины атмосферного) заставляет кровь течь.

Также в теле есть полости наполненные воздухом, но они как правило являются открытыми: носовые пазухи, рот, лёгкие. Так как они открыты, то давление в лёгких в среднем всегда равно атмосферному, и выравнивается само если мы задержали дыхание с открытым ртом (с помощью мышц диафрагмы). Т.е. если взойти на Эверест, то давление в лёгких будет таким же как там на вершине (чуть меньше нормального атмосферного). А вот если взять длинную трубку и нырнуть с ней в воду хотя бы на пару метров, то давление снаружи будет высоким, а в лёгких, соединённых трубкой с поверхностью, всё тем же. В таких условиях вдохнуть будет чрезвычайно трудно, а на определённой глубине и вообще невозможно. Длинная трубка для дыхания этот нонсенс; на глубину — только с аквалангом. Он подаёт воздух в лёгкие под давлением, т.е. попросту надувает вас воздухом.

Источник

Опрессовка воздухом или водой

Источник

Атмосферное давление

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 17 июля 2019; проверки требуют 36 правок.

Атмосфе́рное давле́ние — давление атмосферы, действующее на все находящиеся в ней предметы и на земную поверхность, равное модулю силы, действующей в атмосфере, на единицу площади поверхности по нормали к ней[1]. В покоящейся стационарной атмосфере давление равно отношению веса вышележащего столба воздуха к площади его поперечного сечения. Атмосферное давление является одним из термодинамических параметров состояния атмосферы, оно изменяется в зависимости от места и времени[2]. Давление — величина скалярная, имеющая размерность L−1MT−2, измеряется барометром.

Единицей измерения в Международной системе единиц (СИ) является паскаль (русское обозначение: Па; международное: Pa). Кроме того, в Российской Федерации в качестве внесистемных единиц давления допущены к использованию бар, миллиметр ртутного столба, миллиметр водяного столба, метр водяного столба, килограмм-сила на квадратный сантиметр и атмосфера техническая[3]. Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 °C, называется нормальным атмосферным давлением (101 325 Па)[2].

История[править | править код]

Традиционно считалось, что всасывающие насосы работают из-за того, что «природа боится пустоты». Но голландец Исаак Бекман в тезисах своей докторской диссертации, защищенной им в 1618 году, утверждал: «Вода, поднимаемая всасыванием, не притягивается силою пустоты, но гонима в пустое место налегающим воздухом» (Aqua suctu sublata non attrahitur vi vacui, sed ab aere incumbentein locum vacuum impellitur).

В 1630 году генуэзский физик Балиани написал письмо Галилею о неудачной попытке устроить сифон для подъема воды на холм высотою примерно 21 метр. В другом письме Галилею (от 24 октября 1630 года) Балиани предположил, что подъем воды в трубе обусловлен давлением воздуха.

Наличие атмосферного давления привело людей в замешательство в 1638 году, когда не удалась затея герцога Тосканского украсить сады Флоренции фонтанами — вода не поднималась выше 10,3 метров. Поиски причин этого и опыты с более тяжёлым веществом — ртутью, предпринятые Эванджелистой Торричелли, привели к тому, что в 1643 году он доказал, что воздух имеет вес[5]. Совместно с В. Вивиани, Торричелли провёл первый опыт по измерению атмосферного давления, изобретя первый ртутный барометр — стеклянную трубку, в которой нет воздуха. В такой трубке ртуть поднимается на высоту около 760 мм.

Изменчивость и влияние на погоду[править | править код]

На земной поверхности атмосферное давление изменяется время от времени и от места к месту. Особенно важны определяющие погоду непериодические изменения атмосферного давления, связанные с возникновением, развитием и разрушением медленно движущихся областей высокого давления (антициклонов) и относительно быстро перемещающихся огромных вихрей (циклонов), в которых господствует пониженное давление. Отмечены колебания атмосферного давления на уровне моря в пределах 641 — 816 мм рт. ст.[6] (в центральной части смерча давление падает и может достигать значения 560 мм ртутного столба)[7].

На картах атмосферное давление изображается с помощью изобар — изолиний, соединяющих точки с одинаковым приземным атмосферным давлением, обязательно приведенным к уровню моря[8].

Атмосферное давление — очень изменчивый метеоэлемент. Из его определения следует, что оно зависит от высоты соответствующего столба воздуха, его плотности, от ускорения силы тяжести, которая меняется от широты места и высоты над уровнем моря.

1 Па = 0,0075 мм рт. ст., или 1 мм рт. ст. = 133,3 Па

Стандартное давление[править | править код]

В химии стандартным атмосферным давлением с 1983 года по рекомендации IUPAC считается давление, равное 100 кПа[9]. Атмосферное давление является одной из наиболее существенных характеристик состояния атмосферы. В покоящейся атмосфере давление в любой точке равно весу вышестоящего столба воздуха с единичным сечением.

В системе СГС 760 мм рт. ст. эквивалентно 1,01325 бар (1013,25 мбар) или 101 325 Па в Международной системе единиц (СИ).

Барическая ступень[править | править код]

Высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 гПа (гектопаскаль), называется «барической (барометрической) ступенью». Барической ступенью удобно пользоваться при решении задач, не требующих высокой точности, например, для оценки давления по известной разности высот. Считая, что атмосфера не испытывает существенного вертикального ускорения (то есть находится в квазистатическом состоянии), из основного закона статики получаем, что барическая ступень равна:

При температуре воздуха 0 °C и давлении 1000 гПа, барическая ступень равна 8 м/гПа. Следовательно, чтобы давление уменьшилось на 1 гПа, нужно подняться на 8 метров.

С ростом температуры и увеличением высоты над уровнем моря она возрастает (в частности, на 0,4 % на каждый градус нагревания), то есть она прямо пропорциональна температуре и обратно пропорциональна давлению. Величина, обратная барической ступени, — вертикальный барический градиент, то есть изменение давления при поднятии или опускании на 100 метров. При температуре 0 °C и давлении 1000 гПа он равен 12,5 гПа.

Изменения давления с высотой[править | править код]

Изменение давления с высотой.

С высотой атмосферное давление уменьшается. Например, горная болезнь начинается на высоте около 2-3 км, а атмосферное давление на вершине Эвереста составляет примерно 1/4 от показателя на уровне моря.

В стационарных условиях атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты, поскольку оно создаётся лишь вышележащим слоем атмосферы. Зависимость давления от высоты описывается барометрической формулой[10].

Уравнение статики выражает закон изменения давления с высотой:

где: — давление, — ускорение свободного падения, — плотность воздуха, — толщина слоя. Из основного уравнения статики следует, что при увеличении высоты () изменение давления отрицательное, то есть давление уменьшается. Так как плотность газа зависит от его давления, основное уравнение статики справедливо только для очень тонкого (бесконечно тонкого) слоя воздуха , в котором плотность воздуха почти не изменяется. На практике оно применимо, когда изменение высоты достаточно мало по отношению к приблизительной толщине атмосферы.

Приведение к уровню моря[править | править код]

Многие метеостанции рассылают так называемые «синоптические телеграммы», в которых указывается давление, приведённое к уровню моря (см. КН-01, R). Это делается для того, чтобы давление было сравнимо на станциях, расположенных на разных высотах, а также для нужд авиации. Приведённое давление используется также и на синоптических картах.

При приведении давления к уровню моря используют сокращенную формулу Лапласа:

То есть, зная давление и температуру на уровне , можно найти давление на уровне моря .

Вычисление давления на высоте по давлению на уровне моря и температуре воздуха :

где — давление Па на уровне моря [Па];

— молярная масса сухого воздуха, M = 0,029 кг/моль;

— ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;

— универсальная газовая постоянная, R = 8,31 Дж/моль·К;

— абсолютная температура воздуха, К, , где — температура Цельсия, выражаемая в градусах Цельсия (обозначение: °C);

— высота, м.

На небольших высотах каждые 12 м подъёма уменьшают атмосферное давление на 1 мм рт. ст. На больших высотах эта закономерность нарушается[5].

Более простые расчёты (без учёта температуры) дают:

где — высота в километрах.

Измерения и расчёт показывают в полном согласии, что при подъёме над уровнем моря на каждый километр давление будет падать на 0,1 долю; то же самое относится и к спуску в глубокие шахты под уровень моря — при опускании на один километр давление будет возрастать на 0,1 своего значения.

Речь идёт об изменении на 0,1 от значения на предыдущей высоте. Это значит, что при подъёме на один километр давление уменьшается до 0,9 (точнее 0,87[прим 1]) от давления на уровне моря.

В ещё более грубом приближении, двукратному изменению давления соответствует изменение высоты на каждые пять километров.

В прогнозах погоды и сводках, распространяемых для населения через интернет и по радио, используется неприведённое давление, то есть, фактическое давление на уровне местности.

См. также[править | править код]

Видеоурок: атмосферное давление

• Фактическая погода
• Атмосфера
• Разгерметизация

Примечания[править | править код]

Источники[править | править код]

Сноски[править | править код]

1. ↑ Формула предполагает температуру одинаковой на всех высотах. На самом же деле температура атмосферы меняется с высотой по довольно сложному закону. Тем не менее формула даёт неплохие результаты, и на высотах до 50-100 километров ею можно пользоваться. Так, нетрудно определить, что на высоте Эльбруса — около 5,6 км — давление упадёт примерно вдвое, а на высоте 22 км (рекордная высота подъёма стратостата с людьми) давление упадёт до 50 мм рт. ст.

Литература[править | править код]

• Хргиан А. Х. Физика атмосферы. — 2 изд. — М., 1958.
• Бургесс Э. К границам пространства, пер. с англ.. — М.: Изд. иностранной литературы, 1957. — 223 с.

Ссылки[править | править код]

• Медиафайлы по теме Атмосферное давление на Викискладе
• Атмосферное давление // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890-1907.
• График изменения атмосферного давления при изменении высоты

Источник