Одиниці виміру тиску

Що спільного між людиною і рибою? На перший погляд нічого. Але, виявляється, що ми є мешканцями океану. Тільки риби - водного світового, а людина - повітряного атмосферного. Тоді чому ж ми не можемо вільно існувати на дні морському, так і рибам в нашому атмосферному океані, м'яко кажучи, незатишно?

Якщо поставити це питання різним людям, можна почути Найпоширеніша відповідь: різний тиск. Відразу напрошуються наступні кілька питань:
що за тиск таке?
тиск чого?
як заважає?
де більше: в океані або на поверхні?
як виміряти?

І ще десяток вопросиков.

Почнемо з головного. Тиск - це фізична величина, яка є характеристикою здатності речовини, в будь-якому з трьох станів, діяти на ту поверхню, з якої воно стикається. У самому понятті тиску прописані три фактори, від яких залежить величина тиску:
фактор перший: сила, так як будь-яка дія пов'язане з нею, значить і тиск прямо пов'язане з цією величиною;
фактор другий: поверхня, вірніше її площа, на яку тиснуть;
фактор третій: здатність самого речовини діяти з певною силою на поверхню, з якою стикається.

Для визначення тиску використовують формулу, яка в загальному вигляді є універсальною для твердих тіл, рідин, газів:

Запам'ятати! Сила тиску і площа поверхні - взаємно перпендикулярні.

З огляду на, що світовий океан - це рідина, а повітряний - газ, спробуємо розібратися саме в особливостях тиску в рідинах і газах. Молекули газоподібних речовин, вільно рухаючись у всіх напрямках, безладно б'ють по тілах, які знаходяться в них і по огороджувальних стінок. При цьому надають однаковий тиск в усіх напрямках. Молекули рідини такої свободи пересування не мають, а тиск чинять верхні шари на нижні, його називають - гідростатичним.

Запам'ятати! На рівні одного шару тиск в рідині однаково в усіх напрямках.

Чим більше верхній шар, тим більший тиск рідина надає по всьому периметру. Визначається воно за допомогою формули

P = ρgh

Для газів така формула так само може бути застосована, особливо коли h (висота) має велике значення. У рідин є одна особливість: потрапляючи в ємність, вона під дією сили тяжіння займає нижню частину обсягу, а верхній шар залишається вільним. Це стосується і простого склянки з чаєм, і океанічної виїмки. А що зверху? А зверху вся товщ повітряної атмосфери Землі. Тому, на мешканців морських глибин "тисне" не тільки шар води, але і атмосфера. Людина ж пристосований тільки до дії навантаження атмосфери. Виходить, що будь-яке значення тиску на Землі прямо або побічно, але залежить від атмосферного тиску.

Як же визначити, який тиск чиниться? Перш за все необхідно знати, в яких одиницях вона вимірюється. Визначення одиниць вимірювання тиску безпосередньо пов'язано з розвитком технічної думки. Так, за 300 років до нашої ери Аристотель ламав голову над тим, чому вода піднімається при роботі поршня насоса. Він, як завжди, зробив кілька філософське твердження, що "вода не терпить порожнечі". Слова древнього філософа не наражалися сумніву доти, поки в 1638 році герцогу Тосканскому не захотілося прикрасити Флоренцію фонтанами. Виявилося, що вода не піднімалася більш ніж на 10,3 м і порожнеча нічим не допомагала, а, навпаки, "щось" не давало рідини підніматися вище. Сам Галілей не зміг пояснити причину такої поведінки води.

Тільки його учень, Еванджеліста Торрічеллі, зміг поставити досвід, в результаті якого визначив, що будь-яка рідина піднімається вгору до тих пір, поки тиск її стовпа не врівноважує тиском атмосфери. Досліди Торрічеллі проводив зі ртуттю і визначив фактично першу одиницю виміру тиску - міліметр ртутного стовпа.

Подальші наукові роботи з вивчення тиску газу і рідини, дозволили ввести єдину одиницю виміру тиску - Па (паскаль). Тиск в Паскалях вимірюється в Міжнародній системі одиниць (СІ), але існує ще кілька одиниць вимірювання в інших системах:

Бар (bar) - дорівнює приблизно одній атмосфері або тиску стовпа повітря масою 1 кг на кожен квадратний сантиметр Земної поверхні;
Міліметр ртутного стовпа (мм рт. Ст.), Застосовується, в основному, в метрології;
Атмосфера - розрізняють технічну (at) і фізичну (atm), значення яких відповідає атмосферному тиску в межах рівня Світового океану;
Метр водяного стовпа (m H2O) - використовується у вузьких областях техніки, наприклад, гідравліки;
Дюйм ртутного стовпа (inHg) як позасистемна одиниця визначає атмосферний тиск в США в прогнозах погоди, а так само вузькоспеціалізоване застосування в авіації;

Фунт на квадратний дюйм (psi), дуже вузьке застосування.
Існують взаємні співвідношення між усіма перерахованими одиницями вимірювання

1 бар = 105 Па = 0,98692 атм = 750,06 мм.рт.ст. = 10,197 м.вод.ст.

1 мм.рт.ст. = 133,3 Па = 1,2 * 10 -3 бар = 1,32 * 10 -3 атм = 13,595 * 10 -3 м.вод.ст.

Запам'ятати все співвідношення не так просто, а таблиця перекладу одних одиниць вимірювання в інші дуже буде до речі. Але сидіння з калькулятором - це минуле століття, можна скористатися зручною онлайн програмою перерахунку, яка все громіздкі обчислення виконає за кілька секунд.