В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Единицы измерения давления
Разное - Новости сайта
Что общего между человеком и рыбой? На первый взгляд ничего. Но, оказывается, что мы являемся обитателями океана. Только рыбы - водного мирового, а человек - воздушного атмосферного. Тогда почему же мы не можем свободно существовать на дне морском, да и рыбам в нашем атмосферном океане, мягко говоря, неуютно? 

 Если задать этот вопрос разным людям, можно услышать распространенный ответ: разное давление. Сразу напрашиваются следующие несколько вопросов:
    что за давление такое?
    давление чего?
    как мешает?
    где больше: в океане или на поверхности?
    как измерить?

 


 
И ещё десяток вопросиков.

Начнём с главного. Давление - это физическая величина, являющаяся характеристикой способности вещества, в любом из трёх состояний, действовать на ту поверхность, с которой оно соприкасается. В самом понятии давления прописаны три фактора, от которых зависит величина давления:
    фактор первый: сила, так как любое действие связано с ней, значит и давление напрямую связано с этой величиной;
    фактор второй: поверхность, вернее её площадь, на которую давят;
    фактор третий: способность самого вещества действовать с определённой силой на поверхность, с которой соприкасается.

Для определения давления используют формулу, которая в общем виде является универсальной для твёрдых тел, жидкостей, газов:

P=F/S


Запомнить! Сила давления и площадь поверхности - взаимно перпендикулярны.

Учитывая, что мировой океан - это жидкость, а воздушный - газ, попробуем разобраться именно в особенностях давления в жидкостях и газах.  Молекулы газообразных веществ, свободно двигаясь во всех направлениях, беспорядочно ударяют по телам, которые находятся в них и по ограждающим стенкам.  При этом оказывают одинаковое давление по всем направлениям. Молекулы жидкости такой свободы передвижения не имеют, а давление оказывают верхние слои на нижние, его называют - гидростатическим.

Запомнить! На уровне одного слоя давление в жидкости одинаково во всех направлениях.

Чем больше верхний слой, тем большее давление жидкость оказывает по всему периметру. Определяется оно с помощью формулы

P=ρgh

Для газов такая формула так же применима, особенно когда h (высота) имеет большое значение.  У жидкостей есть одна особенность: попадая в ёмкость, она под действием силы тяжести занимает нижнюю часть объёма, а верхний слой остаётся свободным. Это касается и простого стакана с чаем, и океанической выемки. А что сверху? А сверху вся толщ воздушной атмосферы Земли. Поэтому, на обитателей морских глубин "давит" не только слой воды, но и атмосфера. Человек же приспособлен только к действию нагрузки атмосферы.  Получается, что любое значение давления на Земле прямо или косвенно, но зависит от атмосферного давления.


Как же определить, какое давление оказывается? Прежде всего необходимо знать, в каких единицах оно измеряется. Определение единиц измерения давления напрямую связано с развитием технической мысли. Так, за 300 лет до нашей эры Аристотель ломал голову над тем, почему вода поднимается при работе поршня насоса. Он, как всегда, сделал несколько философское утверждение, что "вода не терпит пустоты". Слова древнего философа не подвергались сомнению до тех пор, пока в 1638 году герцогу Тосканскому не захотелось украсить Флоренцию фонтанами. Оказалось, что вода не поднималась более чем на 10,3 м и пустота ничем не помогала, а, наоборот, "нечто" не давало жидкости подниматься выше. Сам Галилей не смог объяснить причину такого поведения воды.


Только его ученик, Эванджелиста Торричелли, смог поставить опыт, в результате которого определил, что любая жидкость поднимается вверх до тех пор, пока давление её столба не уравновесится давлением атмосферы. Опыты Торричелли проводил со ртутью и определил фактически первую единицу измерения давления - миллиметр ртутного столба.

Дальнейшие научные работы по изучению давления газа и жидкости, позволили ввести единую единицу измерения давления - Па (паскаль). Давление в Паскалях измеряется в Международной системе единиц (СИ), но существует ещё несколько единиц измерения в других системах:


    Бар (bar) - равен примерно одной атмосфере или давлению столба воздуха массой 1 кг на каждый квадратный сантиметр Земной поверхности;
    Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.), применяется, в основном, в метрологии;
    Атмосфера - различают техническую (at) и физическую (atm), значение которых соответствует атмосферному давлению в пределах уровня Мирового океана ;
    Метр водяного столба (m H2O) - используется в узких областях техники, например, гидравлике;
   Дюйм ртутного столба (inHg) как внесистемная единица определяет атмосферное давление в США в прогнозах погоды, а так же узкоспециализированное применение  в авиации;


Фунт на квадратный дюйм (psi), очень узкое применение.
Существуют взаимные соотношения между всеми перечисленными единицами измерения

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.

 

Запомнить все соотношения не так просто, а таблица перевода одних единиц измерения в другие очень будет кстати. Но сидение с калькулятором - это прошлый век, можно воспользоваться удобной онлайн программой пересчета, которая все громоздкие вычисления выполнит за несколько секунд.


=

 

За многие века существования, человечество привыкло нести на себе давление атмосферы. Постоянно на каждую клеточку человеческого организма слой воздуха давит с силой 1471103 Н, а в среднем давление атмосферы равно 105 Па.

 


Наш организм адаптировался к этим значениям, но при погружении под воду или при восхождении в горы,  изменение давления может стать угрозой для жизнедеятельности.


Если посмотреть глазами физика, можно очень много интересного "из жизни давления" увидеть:

благодаря давлению атмосферы мухи ползают по потолку, так как на лапку-присоску (под ней вакуум) действует только внешнее давление и муха спокойно висит на потолке;
жизненные соки поднимаются вверх по стволу деревьев благодаря давлению;
кровь в сосудах движется под давлением: в артериях - 80-120 мм.рт.ст, в венах - 50-100 мм.рт.ст.



  Dim lights Embed Embed this video on your site



 

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 243 гостей на сайте
=
Рейтинг@Mail.ru