Канвэртар ціску
Ціск — ад паскаляў і psi да атмасфер і тор
Зразумейце ціск у надвор'і, гідраўліцы, авіяцыі, вакуумных сістэмах і медыцыне. Упэўнена канвертуйце паміж Па, кПа, бар, psi, атм, мм рт.сл., цаляў рт.сл. і іншымі.
Асновы ціску
Гідрастатыка
Слупы вадкасці ствараюць ціск, прапарцыйны глыбіні і шчыльнасці.
- p = ρ g h
- Вада: ~9,81 кПа на метр
- 1 бар ≈ 10 м вадзянога слупа
Атмасферны ціск
У метэаралогіі выкарыстоўваецца гПа (тое ж, што і мбар). Стандарт на ўзроўні мора — 1013,25 гПа.
- 1 атм = 101,325 кПа
- Нізкі ціск → штормы
- Высокі ціск → яснае надвор'е
Манаметрычны супраць абсалютнага
Манаметрычны ціск (суфікс 'g') вымяраецца адносна навакольнага. Абсалютны ціск (суфікс 'a') вымяраецца адносна вакууму.
- Абсалютны = Манаметрычны + Атмасферны
- На ўзроўні мора: дадайце ~101,325 кПа (14,7 psi)
- Вышыня змяняе атмасферную базавую лінію
- Выкарыстоўвайце кПа/гПа для надвор'я, бар для інжынерыі, psi для шын
- Указвайце манаметрычны ці абсалютны ціск, каб пазбегнуць вялікіх памылак
- Для яснасці канвертуйце праз паскалі (Па)
Дапаможнікі для памяці
Хуткія разумовыя разлікі
бар ↔ кПа
1 бар = 100 кПа дакладна. Проста перасуньце дзесятковую коску на 2 пазіцыі.
psi ↔ кПа
1 psi ≈ 7 кПа. Памножце на 7 для прыблізнай ацэнкі.
атм ↔ кПа
1 атм ≈ 100 кПа. Стандартная атмасфера блізкая да 1 бара.
мм рт.сл. ↔ Па
760 мм рт.сл. = 1 атм ≈ 101 кПа. Кожны мм рт.сл. ≈ 133 Па.
цаля рт.сл. ↔ гПа
29,92 цалі рт.сл. = 1013 гПа (стандарт). 1 цаля рт.сл. ≈ 34 гПа.
Вадзяны слуп
1 метр H₂O ≈ 10 кПа. Карысна для разлікаў гідраўлічнага напору.
Візуальныя арыенціры ціску
| Scenario | Pressure | Visual Reference |
|---|---|---|
| Узровень мора | 1013 гПа (1 атм) | Ваша базавая лінія - стандартны атмасферны ціск |
| Аўтамабільная шына | 32 psi (2,2 бар) | Прыкладна ў 2 разы больш за атмасферны ціск |
| Вяршыня гары (3 км) | ~700 гПа | На 30% меншы ціск паветра, чым на ўзроўні мора |
| Моцны шторм | 950 гПа | На 6% ніжэй за норму - прыносіць дрэннае надвор'е |
| Балон для дайвінгу (поўны) | 200 бар | У 200 разоў больш за атмасферны - велізарнае сцісканне |
| Вакуумная камера | 10⁻⁶ Па | Адна трыльённая частка атмасферы - амаль ідэальны вакуум |
| Глыбокі акіян (10 км) | 1000 бар | У 1000 разоў больш за атмасферны - разбуральныя глыбіні |
| Мыйка высокага ціску | 2000 psi (138 бар) | У 140 разоў больш за атмасферны - прамысловая магутнасць |
Распаўсюджаныя памылкі
- Блытаніна паміж манаметрычным і абсалютным ціскамFix: Заўсёды ўказвайце 'g' або 'a' (напрыклад, barg/bara, kPag/kPaa). Манаметрычны = Абсалютны - Атмасферны.
- Змешванне гПа і ПаFix: 1 гПа = 100 Па, а не 1 Па. Гектапаскаль азначае 100 паскаляў.
- Меркаванне, што мм рт.сл. ≡ ТорFix: Блізка, але не ідэнтычна: 1 тор = 1/760 атм дакладна; 1 мм рт.сл. ≈ 133,322 Па (залежыць ад тэмпературы).
- Ігнараванне вышыніFix: Атмасферны ціск падае на ~12% на км. Для пераўтварэнняў манаметрычнага ціску неабходны мясцовы атмасферны ціск.
- Вадзяны слуп без уліку шчыльнасціFix: Ціск = ρgh. Чыстая вада пры 4°C ≠ марская вада ≠ гарачая вада. Шчыльнасць мае значэнне!
- Выкарыстанне вакуумметра па-за дыяпазонамFix: Пірані працуе ў дыяпазоне 10⁵–10⁻¹ Па, іённы вакуумметр — 10⁻²–10⁻⁹ Па. Выкарыстанне па-за дыяпазонам дае ілжывыя паказанні.
Кароткая даведка
Манаметрычны ↔ абсалютны
Абсалютны = Манаметрычны + Атмасферны
На ўзроўні мора: дадайце 101,325 кПа або 14,696 psi
- Карэктуйце базавую лінію для вышыні
- Заўсёды дакументуйце, якую шкалу выкарыстоўваеце
Вадзяны слуп
Ад вадзянога слупа да ціску
- 1 м H₂O ≈ 9,80665 кПа
- 10 м H₂O ≈ ~1 бар
Метэаралагічныя пераўтварэнні
Налады вышынямера
- 1013 гПа = 29,92 цалі рт.сл.
- 1 цаля рт.сл. ≈ 33,8639 гПа
Асновы альтыметрыі
QNH • QFE • QNE
Ведайце сваю кропку адліку
- QNH: Ціск на ўзроўні мора (устанаўлівае вышынямер на вышыню аэрадрома)
- QFE: Ціск на ўзроўні аэрадрома (вышынямер паказвае 0 на аэрадроме)
- QNE: Стандарт 1013,25 гПа / 29,92 цалі рт.сл. (эшалоны палёту)
Хуткія разлікі ціску і вышыні
Практычныя правілы
- ±1 цаля рт.сл. ≈ ∓1000 футаў паказанняў
- ±1 гПа ≈ ∓27 футаў паказанняў
- Халоднае/цёплае паветра: памылкі шчыльнасці ўплываюць на сапраўдную вышыню
Вакуумныя прыборы
Пірані/цеплавы
Вымярае цеплаправоднасць газу
- Дыяпазон: ~10⁵ → 10⁻¹ Па (прыблізна)
- Залежыць ад газу; калібруйце для тыпу газу
- Выдатна падыходзіць для грубага і нізкага вакууму
Іённы/халодны катод
Ток іянізацыі ў залежнасці ад ціску
- Дыяпазон: ~10⁻² → 10⁻⁹ Па
- Адчувальны да забруджванняў і відаў газу
- Выкарыстоўвайце з ізаляцыяй для абароны пры высокім ціску
Ёмісты манометр
Абсалютнае адхіленне дыяфрагмы
- Высокая дакладнасць; не залежыць ад газу
- Дыяпазоны ахопліваюць ~10⁻¹ → 10⁵ Па
- Ідэальна для кіравання працэсамі
Распаўсюджаныя памылкі, якіх варта пазбягаць
- Змешванне манаметрычных/абсалютных шкал (barg/bara, kPag/kPaa) пры ўказанні абсталявання
- Меркаванне, што мм рт.сл. ≡ тор пры любых умовах (невялікія адрозненні ў вызначэннях)
- Блытанне гПа з Па (1 гПа = 100 Па, а не 1 Па)
- Ігнараванне вышыні пры пераўтварэнні манаметрычнага ↔ абсалютнага ціску
- Выкарыстанне пераўтварэнняў вадзянога слупа без карэкцыі на шчыльнасць/тэмпературу вадкасці
- Выкарыстанне вакуумметра па-за яго дакладным дыяпазонам
Дзе падыходзіць кожная адзінка
Авіяцыя і альтыметрыя
Вышынямеры выкарыстоўваюць цалі рт.сл. або гПа, устаноўленыя на мясцовы QNH; ціск уплывае на паказаную вышыню.
- 29,92 цалі рт.сл. = 1013 гПа (стандарт)
- Высокі/нізкі ціск змяняе паказаную вышыню
Медыцына
Крывяны ціск вымяраецца ў мм рт.сл.; дыхальныя апараты і CPAP выкарыстоўваюць см H₂O.
- Тыповы ціск 120/80 мм рт.сл.
- 5–20 см H₂O для CPAP
Інжынерыя і гідраўліка
Тэхналагічнае абсталяванне і гідраўліка часта выкарыстоўваюць бар, МПа або psi.
- Гідраўлічныя лініі: ад дзясяткаў да соцень бар
- Посуды пад ціскам разлічаны ў барах/psi
Надвор'е і клімат
Метэаралагічныя карты паказваюць ціск на ўзроўні мора ў гПа або мбар.
- Моцныя нізкія ціскі < 990 гПа
- Моцныя высокія ціскі > 1030 гПа
Вакуум і чыстыя памяшканні
Вакуумная тэхніка выкарыстоўвае тор або Па для грубага, высокага і ультравысокага вакууму.
- Грубы вакуум: ~10³–10⁵ Па
- Ультравысокі вакуум: < 10⁻⁶ Па
Параўнанне ціску ў розных сферах прымянення
| Сфера прымянення | Па | бар | psi | атм |
|---|---|---|---|---|
| Ідэальны вакуум | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Ультравысокі вакуум | 10⁻⁷ | 10⁻¹² | 1.5×10⁻¹¹ | 10⁻¹² |
| Высокі вакуум (SEM) | 10⁻² | 10⁻⁷ | 1.5×10⁻⁶ | 10⁻⁷ |
| Нізкі вакуум (грубы) | 10³ | 0.01 | 0.15 | 0.01 |
| Атмасфера на ўзроўні мора | 101,325 | 1.01 | 14.7 | 1 |
| Аўтамабільная шына (тыповая) | 220,000 | 2.2 | 32 | 2.2 |
| Веласіпедная шына (шашэйная) | 620,000 | 6.2 | 90 | 6.1 |
| Мыйка высокага ціску | 13.8 МПа | 138 | 2,000 | 136 |
| Балон для дайвінгу (поўны) | 20 МПа | 200 | 2,900 | 197 |
| Гідраўлічны прэс | 70 МПа | 700 | 10,000 | 691 |
| Глыбокі акіян (11 км) | 110 МПа | 1,100 | 16,000 | 1,086 |
| Алмазнае кавадла | 100 ГПа | 10⁶ | 15×10⁶ | 10⁶ |
Дыяпазоны вакууму і ціску
| Дыяпазон | Прыбл. Па | Прыклады |
|---|---|---|
| Атмасферны | ~101 кПа | Паветра на ўзроўні мора |
| Высокі ціск (прамысловы) | > 1 МПа | Гідраўліка, посуд |
| Грубы вакуум | 10³–10⁵ Па | Помпы, дэгазацыя |
| Высокі вакуум | 10⁻¹–10⁻³ Па | SEM, напыленне |
| Ультравысокі вакуум | < 10⁻⁶ Па | Навука аб паверхнях |
Як працуюць пераўтварэнні
- кПа × 1000 → Па; Па ÷ 1000 → кПа
- бар × 100 000 → Па; Па ÷ 100 000 → бар
- psi × 6,89476 → кПа; кПа ÷ 6,89476 → psi
- мм рт.сл. × 133,322 → Па; цаля рт.сл. × 3386,39 → Па
Распаўсюджаныя пераўтварэнні
| З | У | Каэфіцыент | Прыклад |
|---|---|---|---|
| бар | кПа | × 100 | 2 бар = 200 кПа |
| psi | кПа | × 6,89476 | 30 psi ≈ 206,8 кПа |
| атм | кПа | × 101,325 | 1 атм = 101,325 кПа |
| мм рт.сл. | кПа | × 0,133322 | 760 мм рт.сл. ≈ 101,325 кПа |
| цаля рт.сл. | гПа | × 33,8639 | 29,92 цалі рт.сл. ≈ 1013 гПа |
| см H₂O | Па | × 98,0665 | 10 см H₂O ≈ 981 Па |
Хуткія прыклады
Штодзённыя арыенціры
| Рэч | Тыповы ціск | Заўвагі |
|---|---|---|
| Атмасфера на ўзроўні мора | 1013 гПа | Стандартны дзень |
| Моцны антыцыклон | > 1030 гПа | Яснае надвор'е |
| Моцны цыклон | < 990 гПа | Штормы |
| Аўтамабільная шына | 30–35 psi | ~2–2,4 бар |
| Мыйка высокага ціску | 1,500–3,000 psi | Бытавыя мадэлі |
| Балон для дайвінгу | 200–300 бар | Ціск напаўнення |
Дзіўныя факты пра ціск
Таямніца гПа супраць мбар
1 гПа = 1 мбар дакладна — гэта адно і тое ж! Метэаралогія перайшла з мбар на гПа для адпаведнасці СІ, але лічбава яны ідэнтычныя.
Чаму мм рт.сл. у медыцыне?
Ртутныя манометры былі залатым стандартам больш за 300 гадоў. Нягледзячы на тое, што іх паступова вывелі з ужытку з-за таксічнасці, крывяны ціск па-ранейшаму вымяраецца ў мм рт.сл. ва ўсім свеце!
Правіла палавіны вышыні
Атмасферны ціск змяншаецца прыкладна ўдвая кожныя 5,5 км (18 000 футаў) вышыні. На вяршыні Эверэста (8,8 км) ціск складае толькі 1/3 ад ціску на ўзроўні мора!
Разбуральная сіла глыбокага мора
У Марыянскай упадзіне (11 км глыбіні) ціск дасягае 1100 бар — дастаткова, каб імгненна раздушыць чалавека. Гэта як 1100 кг на кожны квадратны сантыметр!
Касмічны вакуум
У адкрытым космасе ціск складае ~10⁻¹⁷ Па — гэта ў 100 мільёнаў трыльёнаў разоў менш, чым у атмасферы Зямлі. Ваша кроў літаральна закіпела б (пры тэмпературы цела)!
Парадокс ціску ў шынах
Аўтамабільная шына з ціскам 32 psi насамрэч адчувае 46,7 psi абсалютнага ціску (32 + 14,7 атмасфернага). Мы вымяраем манаметрычны ціск, таму што гэта «дадатковы» ціск, які выконвае працу!
Сціплая назва ў гонар Паскаля
Паскаль (Па) названы ў гонар Блеза Паскаля, які даказаў існаванне атмасфернага ціску, падняўшы барометр на гару ў 1648 годзе. Яму было ўсяго 25 гадоў!
Магія скораваркі
Пры ціску 1 бар (15 psi) вышэй за атмасферны вада кіпіць пры 121°C замест 100°C. Гэта скарачае час гатавання на 70% — ціск літаральна паскарае хімію!
Рэкорды і экстрэмальныя значэнні
| Рэкорд | Ціск | Заўвагі |
|---|---|---|
| Самы высокі ціск на ўзроўні мора | > 1080 гПа | Сібірскія антыцыклоны (гістарычна) |
| Самы нізкі ціск на ўзроўні мора | ~870–880 гПа | Моцныя трапічныя цыклоны |
| Глыбокі акіян (~11 км) | ~1,100 бар | Марыянская ўпадзіна |
Гістарычная эвалюцыя вымярэння ціску
1643
Нараджэнне барометра
Эванджэліста Тарычэлі вынаходзіць ртутны барометр, вывучаючы, чаму вадзяныя помпы не могуць падняць ваду вышэй за 10 метраў. Стварае першы штучны вакуум і ўстанаўлівае мм рт.сл. як першую адзінку ціску.
Даказаў, што паветра мае вагу і ціск, што рэвалюцыянізавала нашае разуменне атмасферы. Адзінка тор (1/760 атм) названа ў яго гонар.
1648
Горны эксперымент Паскаля
Блез Паскаль (25 гадоў) даручыў свайму швагру падняць барометр на гару Пюі-дэ-Дом, даказаўшы, што атмасферны ціск змяншаецца з вышынёй. Ртуць апусцілася з 760 мм да 660 мм на вяршыні.
Устанавіў сувязь паміж вышынёй і ціскам, што з'яўляецца фундаментальным для авіяцыі і метэаралогіі. Адзінка паскаль (Па) ушаноўвае яго працу.
1662
Адкрыццё закона Бойля
Роберт Бойль адкрывае адваротную залежнасць паміж ціскам і аб'ёмам (PV = канстанта) з дапамогай удасканаленых вакуумных помпаў і J-падобнай трубкі.
Аснова газавых законаў і тэрмадынамікі. Дазволіла навуковае вывучэнне суадносін ціску і аб'ёму ў замкнёных газах.
1849
Вынаходніцтва трубкі Бурдона
Эжэн Бурдон патентуе манометр з трубкай Бурдона — выгнутай металічнай трубкай, якая выпростваецца пад ціскам. Просты, трывалы і дакладны.
Замяніў крохкія ртутныя манометры ў прамысловых прымяненнях. Дагэтуль застаецца самай распаўсюджанай канструкцыяй механічнага манометра праз 175 гадоў.
1913
Стандартызацыя бара
Бар афіцыйна вызначаны як 10⁶ дзін/см² (роўна 100 кПа), абраны блізкім да атмасфернага ціску для зручнасці.
Стаў стандартнай інжынернай адзінкай па ўсёй Еўропе. 1 бар ≈ 1 атмасфера спрасціла разумовыя разлікі для інжынераў.
1971
Паскаль як адзінка СІ
Паскаль (Па = Н/м²) прыняты ў якасці афіцыйнай адзінкі ціску СІ, замяніўшы бар у навуковых кантэкстах.
Аб'яднаў вымярэнне ціску з адзінкай сілы Ньютана. Аднак бар застаецца дамінуючым у інжынерыі дзякуючы зручнай шкале.
1980-я–1990-я
Пераход метэаралогіі на СІ
Сусветныя метэаралагічныя службы перайшлі з мілібара (мбар) на гектапаскаль (гПа). Паколькі 1 мбар = 1 гПа дакладна, усе гістарычныя даныя засталіся сапраўднымі.
Бязбольны пераход на адзінкі СІ. Большасць метэаралагічных карт цяпер паказваюць гПа, хоць у авіяцыі па-ранейшаму выкарыстоўваюць мбар або цалі рт.сл.
2000-я
Рэвалюцыя ціску MEMS
Мікраэлектрамеханічныя сістэмы (MEMS) дазваляюць ствараць малюсенькія, танныя і дакладныя датчыкі ціску. Іх можна знайсці ў смартфонах (барометр), аўтамабілях (ціск у шынах) і носных прыладах.
Дэмакратызацыя вымярэння ціску. Ваш смартфон можа вымяраць змены вышыні ўсяго на 1 метр з дапамогай атмасфернага ціску.
Парады
- Заўсёды ўказвайце манаметрычны (g) або абсалютны (a)
- Выкарыстоўвайце гПа для надвор'я, кПа або бар для інжынерыі, psi для шын
- Вадзяны слуп: ~9,81 кПа на метр; карысна для прыблізных праверак
- Аўтаматычны навуковы запіс: значэнні < 1 мкПа або > 1 ГПа адлюстроўваюцца ў навуковым запісе для чытальнасці
Каталог адзінак
Метрычная (SI)
| Адзінка | Сімвал | Паскалі | Заўвагі |
|---|---|---|---|
| бар | bar | 100,000 | 100 кПа; зручная інжынерная адзінка. |
| кілапаскаль | kPa | 1,000 | 1000 Па; інжынерная шкала. |
| мегапаскаль | MPa | 1,000,000 | 1000 кПа; сістэмы высокага ціску. |
| мілібар | mbar | 100 | Мілібар; састарэлая метэаралогія (1 мбар = 1 гПа). |
| паскаль | Pa | 1 | Базавая адзінка СІ (Н/м²). |
| гігапаскаль | GPa | 1.000e+9 | 1000 МПа; напружанні ў матэрыялах. |
| гектапаскаль | hPa | 100 | Гектапаскаль; тое ж, што і мбар; выкарыстоўваецца ў метэаралогіі. |
Імперская / ЗША
| Адзінка | Сімвал | Паскалі | Заўвагі |
|---|---|---|---|
| фунт на квадратную цалю | psi | 6,894.76 | Фунт на квадратную цалю; шыны, гідраўліка (можа быць манаметрычным або абсалютным). |
| кілафунт на квадратную цалю | ksi | 6,894,760 | 1000 psi; тэхнічныя характарыстыкі матэрыялаў і канструкцый. |
| фунт на квадратны фут | psf | 47.8803 | Фунт на квадратны фут; будаўнічыя нагрузкі. |
Атмасфера
| Адзінка | Сімвал | Паскалі | Заўвагі |
|---|---|---|---|
| атмасфера (стандартная) | atm | 101,325 | Стандартная атмасфера = 101,325 кПа. |
| атмасфера (тэхнічная) | at | 98,066.5 | Тэхнічная атмасфера ≈ 98,0665 кПа. |
Слупок ртуці
| Адзінка | Сімвал | Паскалі | Заўвагі |
|---|---|---|---|
| цаля ртутнага слупка | inHg | 3,386.39 | Цаля ртутнага слупа; авіяцыя і надвор'е. |
| міліметр ртутнага слупка | mmHg | 133.322 | Міліметр ртутнага слупа; медыцына і вакуум. |
| тор | Torr | 133.322 | 1/760 атм ≈ 133,322 Па. |
| сантыметр ртутнага слупка | cmHg | 1,333.22 | Сантыметр ртутнага слупа; менш распаўсюджаны. |
Слупок вады
| Адзінка | Сімвал | Паскалі | Заўвагі |
|---|---|---|---|
| сантыметр вадзянога слупа | cmH₂O | 98.0665 | Сантыметр вадзянога слупа; дыхальныя апараты/CPAP. |
| фут вадзянога слупа | ftH₂O | 2,989.07 | Фут вадзянога слупа. |
| цаля вадзянога слупа | inH₂O | 249.089 | Цаля вадзянога слупа; вентыляцыя і кандыцыянаванне. |
| метр вадзянога слупа | mH₂O | 9,806.65 | Метр вадзянога слупа; гідраўліка. |
| міліметр вадзянога слупа | mmH₂O | 9.80665 | Міліметр вадзянога слупа. |
Навуковая / CGS
| Адзінка | Сімвал | Паскалі | Заўвагі |
|---|---|---|---|
| бары | Ba | 0.1 | Барый; 0,1 Па (СГС). |
| дзін на квадратны сантыметр | dyn/cm² | 0.1 | Дзін на см²; 0,1 Па (СГС). |
| кілаграм-сіла на квадратны сантыметр | kgf/cm² | 98,066.5 | Кілаграм-сіла на см² (не СІ). |
| кілаграм-сіла на квадратны метр | kgf/m² | 9.80665 | Кілаграм-сіла на м² (не СІ). |
| кілаграм-сіла на квадратны міліметр | kgf/mm² | 9,806,650 | Кілаграм-сіла на мм² (не СІ). |
| кіланьютан на квадратны метр | kN/m² | 1,000 | Кіланьютан на м²; роўна кПа. |
| меганьютан на квадратны метр | MN/m² | 1,000,000 | Меганьютан на м²; роўна МПа. |
| ньютан на квадратны метр | N/m² | 1 | Ньютан на м²; роўна Па (залішняя форма). |
| ньютан на квадратны міліметр | N/mm² | 1,000,000 | Ньютан на мм²; роўна МПа. |
| тона-сіла на квадратны сантыметр | tf/cm² | 98,066,500 | Тона-сіла на см² (не СІ). |
| тона-сіла на квадратны метр | tf/m² | 9,806.65 | Тона-сіла на м² (не СІ). |
Частыя пытанні
Калі варта выкарыстоўваць абсалютны ці манаметрычны ціск?
Выкарыстоўвайце абсалютны для тэрмадынамікі/вакууму; манаметрычны для практычных характарыстык абсталявання. Заўсёды пазначайце адзінкі суфіксам 'a' або 'g' (напрыклад, bara супраць barg, kPaa супраць kPag).
Чаму пілоты выкарыстоўваюць цалі рт.сл.?
Састарэлыя альтыметрычныя шкалы ў цалях ртутнага слупа; многія краіны выкарыстоўваюць гПа (QNH).
Што такое тор?
1 тор — гэта роўна 1/760 стандартнай атмасферы (≈133,322 Па). Распаўсюджаны ў вакуумнай тэхніцы.
Поўны Даведнік Інструментаў
Усе 71 інструменты, даступныя на UNITS