Apa yang diukur tekanan dalam fisika, satuan tekanan

Bayangkan sebuah silinder tertutup berisi udara dengan piston terpasang di atasnya. Jika piston mulai didorong, maka volume udara di dalam silinder akan mulai berkurang, molekul udara akan bertabrakan satu sama lain dan dengan piston semakin intensif, dan tekanan udara tekan pada piston akan meningkat.

Jika piston sekarang tiba-tiba dilepaskan, udara terkompresi akan mendorongnya ke atas dengan tajam. Hal ini terjadi karena dengan luas piston yang konstan, gaya yang bekerja pada piston dari sisi udara tekan akan meningkat. Area piston tetap tidak berubah, tetapi gaya molekul gas meningkat dan tekanannya juga meningkat.

Atau contoh lain. Seorang pria berdiri di tanah, berdiri dengan kedua kaki. Dalam posisi ini, seseorang merasa nyaman, tidak mengalami ketidaknyamanan. Tetapi bagaimana jika orang itu memutuskan untuk berdiri dengan satu kaki? Dia akan menekuk satu kaki di lutut dan sekarang bertumpu di tanah hanya dengan satu kaki. Dalam posisi ini, seseorang akan merasakan ketidaknyamanan, karena tekanan pada kaki meningkat, dan sekitar 2 kali lipat.Mengapa? Karena area yang dilalui gaya gravitasi sekarang mendorong seseorang ke tanah telah berkurang 2 kali lipat. Berikut adalah contoh tentang apa itu tekanan dan seberapa mudahnya dapat dideteksi dalam kehidupan sehari-hari.

Tekanan fisik

Dalam istilah fisika, tekanan adalah besaran fisik yang secara numerik sama dengan gaya yang bekerja tegak lurus terhadap permukaan per satuan luas permukaan tertentu. Oleh karena itu, untuk menentukan tekanan pada titik tertentu di permukaan, komponen normal dari gaya yang bekerja pada permukaan dibagi dengan luas elemen permukaan kecil tempat gaya ini bekerja. Dan untuk menentukan tekanan rata-rata pada seluruh luas, komponen normal dari gaya yang bekerja pada permukaan harus dibagi dengan luas total permukaan tersebut.

Paskal (Pa)

Tekanan diukur di NE dalam pascal (Pa). Unit pengukuran tekanan ini dinamai untuk menghormati matematikawan, fisikawan, dan penulis Prancis Blaise Pascal, penulis hukum dasar hidrostatik - Hukum Pascal, yang menyatakan bahwa tekanan pada cairan atau gas ditransmisikan ke titik mana pun tanpa perubahan sama sekali. arah. Untuk pertama kalinya, satuan tekanan "Pascal" diedarkan di Prancis pada tahun 1961, menurut keputusan tentang satuan, tiga abad setelah kematian ilmuwan.

Satu pascal sama dengan tekanan yang disebabkan oleh gaya satu newton yang terdistribusi secara merata dan diarahkan tegak lurus ke permukaan seluas satu meter persegi.

Pascal tidak hanya mengukur tekanan mekanis (tegangan mekanis), tetapi juga modulus elastisitas, modulus Young, modulus curah, titik luluh, batas proporsional, kekuatan tarik, ketahanan geser, tekanan suara, dan tekanan osmotik. Secara tradisional, Pascal mengekspresikan karakteristik mekanik material yang paling penting dalam material yang resisten.

Atmosfer teknis (at), fisik (atm), gaya kilogram per sentimeter persegi (kgf / cm2)

Selain Pascal, unit lain (di luar sistem) digunakan untuk mengukur tekanan. Salah satu unit ini adalah «atmosfer» (c). Tekanan di satu atmosfer kira-kira sama dengan tekanan atmosfer di permukaan bumi pada level Samudra Dunia. Hari ini "atmosfer" dipahami sebagai atmosfer teknis (c).

Atmosfer teknis (at) adalah tekanan yang dihasilkan oleh gaya per kilogram (kgf) yang didistribusikan secara merata di area seluas satu sentimeter persegi. Satu kilogram gaya, pada gilirannya, sama dengan gaya gravitasi yang bekerja pada benda bermassa satu kilogram dalam kondisi percepatan gravitasi sebesar 9,80665 m / s2. Jadi, satu kilogram gaya sama dengan 9,80665 newton, dan 1 atmosfer sama persis dengan 98066,5 Pa. 1 pada = 98066,5 Pa.

Di atmosfir misalnya diukur tekanan pada ban mobil, misalnya tekanan yang disarankan pada ban bus penumpang GAZ-2217 adalah 3 atmosfir.

Ada juga «atmosfer fisik» (atm), yang didefinisikan sebagai tekanan kolom merkuri setinggi 760 mm pada dasarnya, sedangkan massa jenis merkuri adalah 13.595,04 kg / m3, pada suhu 0 ° C dan dalam kondisi percepatan gravitasi, sama dengan 9,80665 m/s2.Jadi ternyata 1 atm = 1,033233 at = 101 325 Pa.

Adapun gaya kilogram per sentimeter persegi (kgf / cm2), satuan tekanan non-sistematis ini setara dengan akurasi yang baik untuk tekanan atmosfer normal, yang terkadang nyaman untuk mengevaluasi berbagai efek.

Bar (bar), barium

Di luar unit sistem, «bar» kira-kira sama dengan satu atmosfer, tetapi lebih tepatnya - tepatnya 100.000 Pa. Dalam sistem SGS, 1 batang sama dengan 1.000.000 dyne/cm2. Sebelumnya, nama «bar» dibawa oleh satuan yang sekarang disebut «barium» dan sama dengan 0,1 Pa atau dalam sistem CGS 1 barium = 1 dyn / cm2. Kata "bar", "barium", dan "barometer" berasal dari kata Yunani yang sama untuk "berat".

Seringkali satuan mbar (milibar), sama dengan 0,001 bar, digunakan untuk mengukur tekanan atmosfer dalam meteorologi. Dan untuk mengukur tekanan di planet yang atmosfernya sangat tipis — μbar (mikrobar), sama dengan 0,000001 bar. Pada manometer teknis, skala paling sering diukur dalam bentuk batangan.

Milimeter air raksa (mmHg), milimeter air (mmHg)

Satuan merkuri bukan milimeter sama dengan 101325/760 = 133,3223684 Pa. Ini dilambangkan dengan "mm Hg", tetapi terkadang dilambangkan dengan "torr" - untuk menghormati fisikawan Italia, murid Galileo, Evangelista Torricelli, penulis konsep tekanan atmosfer.

Unit ini dibuat sehubungan dengan cara yang nyaman untuk mengukur tekanan atmosfer dengan barometer, di mana kolom merkuri berada dalam kesetimbangan di bawah pengaruh tekanan atmosfer. Merkuri memiliki densitas yang tinggi sekitar 13.600 kg/m3 dan memiliki tekanan uap jenuh yang rendah pada suhu kamar, itulah sebabnya merkuri dipilih secara bersamaan untuk barometer.

Di permukaan laut, tekanan atmosfer kira-kira 760 mm Hg, dan nilai inilah yang sekarang dianggap sebagai tekanan atmosfer normal, sama dengan 101325 Pa atau satu atmosfer fisik, 1 atm. Artinya, 1 milimeter merkuri sama dengan 101325/760 pascal.

Dalam milimeter merkuri, tekanan diukur dalam kedokteran, meteorologi, dan navigasi penerbangan. Dalam kedokteran, tekanan darah diukur dalam mm Hg, dalam teknologi vakum alat pengukur tekanan lulus dalam mmHg bersama dengan bar. Kadang-kadang mereka bahkan menulis hanya 25 mikron, yang berarti mikron kolom merkuri dalam hal evakuasi, dan pengukuran tekanan dilakukan dengan pengukur vakum.

Dalam beberapa kasus milimeter air digunakan dan kemudian kolom air 13,59 mm = 1 mm Hg. Terkadang lebih bijaksana dan nyaman. Milimeter kolom air, seperti milimeter kolom merkuri, adalah satuan di luar sistem yang pada gilirannya sama dengan tekanan hidrostatik 1 mm kolom air yang diberikan kolom ini pada alas datar pada suhu kolom air 4 °C.