Pretvarač pritiska
Pritisak — od paskala i psi do atmosfera i tora
Razumite pritisak u meteorologiji, hidraulici, avijaciji, vakuumskim sistemima i medicini. Samouvjereno pretvarajte između Pa, kPa, bar, psi, atm, mmHg, inHg i više.
Osnove pritiska
Hidrostatika
Stubovi tečnosti stvaraju pritisak proporcionalan dubini i gustoći.
- p = ρ g h
- Voda: ~9.81 kPa po metru
- 1 bar ≈ 10 m vodenog stuba
Atmosferski pritisak
Meteorologija koristi hPa (isto kao mbar). Standard na nivou mora je 1013.25 hPa.
- 1 atm = 101.325 kPa
- Nizak pritisak → oluje
- Visok pritisak → lijepo vrijeme
Manometarski vs apsolutni
Manometarski pritisak (sufiks 'g') mjeri u odnosu na okolinu. Apsolutni pritisak (sufiks 'a') mjeri u odnosu na vakuum.
- Apsolutni = Manometarski + Atmosferski
- Na nivou mora: dodajte ~101.325 kPa (14.7 psi)
- Nadmorska visina mijenja atmosfersku osnovu
- Koristite kPa/hPa za vremensku prognozu, bar za inženjerstvo, psi za gume
- Navedite manometarski naspram apsolutnog da biste izbjegli velike greške
- Pretvarajte preko paskala (Pa) radi jasnoće
Pomoć pri pamćenju
Brza mentalna matematika
bar ↔ kPa
1 bar = 100 kPa tačno. Samo pomjerite decimalni zarez za 2 mjesta.
psi ↔ kPa
1 psi ≈ 7 kPa. Pomnožite sa 7 za grubu procjenu.
atm ↔ kPa
1 atm ≈ 100 kPa. Standardna atmosfera je blizu 1 bara.
mmHg ↔ Pa
760 mmHg = 1 atm ≈ 101 kPa. Svaki mmHg ≈ 133 Pa.
inHg ↔ hPa
29.92 inHg = 1013 hPa (standardno). 1 inHg ≈ 34 hPa.
Vodeni stub
1 metar H₂O ≈ 10 kPa. Korisno za proračune hidrauličkog stuba.
Vizualne reference pritiska
| Scenario | Pressure | Visual Reference |
|---|---|---|
| Nivo mora | 1013 hPa (1 atm) | Vaša osnova - standardni atmosferski pritisak |
| Automobilska guma | 32 psi (2.2 bar) | Oko 2× atmosferskog pritiska |
| Vrh planine (3 km) | ~700 hPa | 30% manje vazdušnog pritiska nego na nivou mora |
| Jaka oluja | 950 hPa | 6% ispod normale - donosi loše vrijeme |
| Ronilačka boca (puna) | 200 bar | 200× atmosferskog - masivna kompresija |
| Vakuumska komora | 10⁻⁶ Pa | Jedan trilioniti dio atmosfere - skoro savršen vakuum |
| Duboki okean (10 km) | 1000 bar | 1000× atmosferskog - razorne dubine |
| Perač pod pritiskom | 2000 psi (138 bar) | 140× atmosferskog - industrijska snaga |
Uobičajene zamke
- Zbunjenost između manometarskog i apsolutnogFix: Uvijek navedite 'g' ili 'a' (npr. barg/bara, kPag/kPaa). Manometarski = Apsolutni − Atmosferski.
- Miješanje hPa i PaFix: 1 hPa = 100 Pa, a ne 1 Pa. Hektopaskal znači 100 paskala.
- Pretpostavka da je mmHg ≡ TorFix: Blizu, ali nije identično: 1 tor = 1/760 atm tačno; 1 mmHg ≈ 133.322 Pa (zavisi od temperature).
- Ignorisanje nadmorske visineFix: Atmosferski pritisak opada za ~12% po km. Pretvorbe manometarskog pritiska zahtijevaju lokalni atmosferski pritisak.
- Vodeni stub bez gustoćeFix: Pritisak = ρgh. Čista voda na 4°C ≠ morska voda ≠ vruća voda. Gustoća je bitna!
- Korištenje pogrešnog opsega vakuummetraFix: Pirani radi na 10⁵–10⁻¹ Pa, jonski mjerač na 10⁻²–10⁻⁹ Pa. Korištenje izvan opsega daje lažna očitanja.
Brza referenca
Manometarski ↔ apsolutni
Apsolutni = Manometarski + Atmosferski
Na nivou mora: dodajte 101.325 kPa ili 14.696 psi
- Prilagodite osnovu za nadmorsku visinu
- Uvijek dokumentujte koju skalu koristite
Vodeni stub
Od vodenog stuba do pritiska
- 1 mH₂O ≈ 9.80665 kPa
- 10 mH₂O ≈ ~1 bar
Pretvorbe za vremensku prognozu
Postavke visinomjera
- 1013 hPa = 29.92 inHg
- 1 inHg ≈ 33.8639 hPa
Uvod u altimetriju
QNH • QFE • QNE
Znajte svoju referencu
- QNH: Pritisak na nivou mora (postavlja visinomjer na visinu aerodroma)
- QFE: Pritisak na aerodromu (visinomjer očitava 0 na aerodromu)
- QNE: Standardni 1013.25 hPa / 29.92 inHg (nivoi leta)
Brza matematika pritiska i visine
Pravila palca
- ±1 inHg ≈ ∓1,000 ft naznačeno
- ±1 hPa ≈ ∓27 ft naznačeno
- Hladan/topao zrak: greške u gustoći utiču na stvarnu visinu
Vakuumska instrumentacija
Pirani/termalni
Mjeri toplotnu provodljivost gasa
- Opseg: ~10⁵ → 10⁻¹ Pa (približno)
- Zavisi od gasa; kalibrirajte prema vrsti gasa
- Odličan za grubi do niski vakuum
Jonski/hladna katoda
Jonizaciona struja naspram pritiska
- Opseg: ~10⁻² → 10⁻⁹ Pa
- Osjetljiv na kontaminaciju i vrste gasova
- Koristite sa izolacijom za zaštitu pri visokom pritisku
Kapacitivni manometar
Apsolutno odstupanje dijafragme
- Visoka tačnost; ne zavisi od gasa
- Opsezi se protežu od ~10⁻¹ → 10⁵ Pa
- Idealno za kontrolu procesa
Uobičajene greške koje treba izbjegavati
- Miješanje manometarskih/apsolutnih skala (barg/bara, kPag/kPaa) pri specificiranju opreme
- Pretpostavka da je mmHg ≡ tor u svim uslovima (male razlike u definiciji)
- Miješanje hPa sa Pa (1 hPa = 100 Pa, a ne 1 Pa)
- Ignorisanje nadmorske visine pri pretvaranju manometarskog ↔ apsolutnog
- Korištenje pretvorbi vodenog stuba bez korekcije za gustoću/temperaturu tečnosti
- Korištenje vakuummetra izvan njegovog tačnog opsega
Gdje se svaka jedinica uklapa
Avijacija i altimetrija
Visinomjeri koriste inHg ili hPa postavljene na lokalni QNH; pritisak utiče na naznačenu visinu.
- 29.92 inHg = 1013 hPa standardno
- Visok/nizak pritisak pomjera naznačenu visinu
Medicina
Krvni pritisak koristi mmHg; respiratori i CPAP koriste cmH₂O.
- Tipičan krvni pritisak 120/80 mmHg
- 5–20 cmH₂O za CPAP
Inženjerstvo i hidraulika
Procesna oprema i hidraulika često koriste bar, MPa ili psi.
- Hidraulične linije: desetine do stotine bara
- Posude pod pritiskom ocijenjene u bar/psi
Vrijeme i klima
Meteorološke karte prikazuju pritisak na nivou mora u hPa ili mbar.
- Jaki niski pritisci < 990 hPa
- Jaki visoki pritisci > 1030 hPa
Vakuum i čiste sobe
Vakuumska tehnologija koristi tor ili Pa za grubi, visoki i ultra-visoki vakuum.
- Grubi vakuum: ~10³–10⁵ Pa
- UHV: < 10⁻⁶ Pa
Poređenje pritiska u različitim primjenama
| Primjena | Pa | bar | psi | atm |
|---|---|---|---|---|
| Savršen vakuum | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Ultra-visoki vakuum | 10⁻⁷ | 10⁻¹² | 1.5×10⁻¹¹ | 10⁻¹² |
| Visoki vakuum (SEM) | 10⁻² | 10⁻⁷ | 1.5×10⁻⁶ | 10⁻⁷ |
| Niski vakuum (grubi) | 10³ | 0.01 | 0.15 | 0.01 |
| Atmosfera na nivou mora | 101,325 | 1.01 | 14.7 | 1 |
| Automobilska guma (tipična) | 220,000 | 2.2 | 32 | 2.2 |
| Biciklistička guma (cestovna) | 620,000 | 6.2 | 90 | 6.1 |
| Perač pod pritiskom | 13.8 MPa | 138 | 2,000 | 136 |
| Ronilačka boca (puna) | 20 MPa | 200 | 2,900 | 197 |
| Hidraulična presa | 70 MPa | 700 | 10,000 | 691 |
| Duboki okean (11 km) | 110 MPa | 1,100 | 16,000 | 1,086 |
| Ćelija sa dijamantskim nakovnjem | 100 GPa | 10⁶ | 15×10⁶ | 10⁶ |
Rasponi vakuuma i pritiska
| Raspon | Pribl. Pa | Primjeri |
|---|---|---|
| Atmosferski | ~101 kPa | Zrak na nivou mora |
| Visoki pritisak (industrijski) | > 1 MPa | Hidraulika, posude |
| Grubi vakuum | 10³–10⁵ Pa | Pumpe, otplinjavanje |
| Visoki vakuum | 10⁻¹–10⁻³ Pa | SEM, taloženje |
| Ultra-visoki vakuum | < 10⁻⁶ Pa | Nauka o površinama |
Kako pretvorbe funkcionišu
- kPa × 1000 → Pa; Pa ÷ 1000 → kPa
- bar × 100,000 → Pa; Pa ÷ 100,000 → bar
- psi × 6.89476 → kPa; kPa ÷ 6.89476 → psi
- mmHg × 133.322 → Pa; inHg × 3,386.39 → Pa
Uobičajene pretvorbe
| Iz | U | Faktor | Primjer |
|---|---|---|---|
| bar | kPa | × 100 | 2 bar = 200 kPa |
| psi | kPa | × 6.89476 | 30 psi ≈ 206.8 kPa |
| atm | kPa | × 101.325 | 1 atm = 101.325 kPa |
| mmHg | kPa | × 0.133322 | 760 mmHg ≈ 101.325 kPa |
| inHg | hPa | × 33.8639 | 29.92 inHg ≈ 1013 hPa |
| cmH₂O | Pa | × 98.0665 | 10 cmH₂O ≈ 981 Pa |
Brzi primjeri
Svakodnevni orijentiri
| Stvar | Tipičan pritisak | Napomene |
|---|---|---|
| Atmosfera na nivou mora | 1013 hPa | Standardni dan |
| Jaki visoki pritisak | > 1030 hPa | Lijepo vrijeme |
| Jaki niski pritisak | < 990 hPa | Oluje |
| Automobilska guma | 30–35 psi | ~2–2.4 bar |
| Perač pod pritiskom | 1,500–3,000 psi | Potrošački modeli |
| Ronilačka boca | 200–300 bar | Pritisak punjenja |
Nevjerovatne činjenice o pritisku
Misterija hPa naspram mbar
1 hPa = 1 mbar tačno — oni su ista stvar! Meteorologija je prešla sa mbar na hPa radi SI konzistentnosti, ali su numerički identični.
Zašto mmHg u medicini?
Živini manometri su bili zlatni standard više od 300 godina. Uprkos tome što su postepeno izbačeni iz upotrebe zbog toksičnosti, krvni pritisak se i dalje mjeri u mmHg širom svijeta!
Pravilo prepolovljavanja visine
Atmosferski pritisak se otprilike prepolovi svakih 5.5 km (18,000 ft) nadmorske visine. Na vrhu Mount Everesta (8.8 km), pritisak je samo 1/3 onoga na nivou mora!
Sila gnječenja u dubokom moru
U Marijanskoj brazdi (dubina 11 km), pritisak dostiže 1,100 bara — dovoljno da trenutno zgnječi čovjeka. To je kao da imate 1,100 kg na svakom kvadratnom centimetru!
Svemirski vakuum
Svemir ima pritisak od ~10⁻¹⁷ Pa — to je 100 miliona triliona puta manje od Zemljine atmosfere. Vaša krv bi doslovno proključala (na tjelesnoj temperaturi)!
Paradoks pritiska u gumama
Automobilska guma na 32 psi zapravo doživljava 46.7 psi apsolutnog pritiska (32 + 14.7 atmosferskog). Mjerimo manometarski pritisak jer je to 'dodatni' pritisak koji obavlja posao!
Pascalov skromni imenjak
Paskal (Pa) je nazvan po Blaiseu Pascalu, koji je dokazao postojanje atmosferskog pritiska noseći barometar uz planinu 1648. godine. Imao je samo 25 godina!
Magija ekspres lonca
Na 1 bar (15 psi) iznad atmosferskog pritiska, voda ključa na 121°C umjesto na 100°C. Ovo skraćuje vrijeme kuhanja za 70% — pritisak doslovno ubrzava hemiju!
Rekordi i ekstremi
| Rekord | Pritisak | Napomene |
|---|---|---|
| Najviši pritisak na nivou mora | > 1080 hPa | Sibirski visoki pritisci (historijski) |
| Najniži pritisak na nivou mora | ~870–880 hPa | Jaki tropski cikloni |
| Duboki okean (~11 km) | ~1,100 bar | Marijanska brazda |
Historijski razvoj mjerenja pritiska
1643
Rođenje barometra
Evangelista Torricelli izumio je živin barometar dok je proučavao zašto vodene pumpe ne mogu podići vodu više od 10 metara. Stvorio je prvi vještački vakuum i uspostavio mmHg kao prvu jedinicu pritiska.
Dokazao je da zrak ima težinu i pritisak, što je revolucioniralo naše razumijevanje atmosfere. Jedinica tor (1/760 atm) nazvana je u njegovu čast.
1648
Pascalov planinski eksperiment
Blaise Pascal (25 godina) je dao svom zetu da nosi barometar uz planinu Puy de Dôme, dokazujući da se atmosferski pritisak smanjuje s visinom. Živa je pala sa 760 mm na 660 mm na vrhu.
Uspostavio je odnos između nadmorske visine i pritiska, što je fundamentalno za avijaciju i meteorologiju. Jedinica paskal (Pa) odaje počast njegovom radu.
1662
Otkriće Boyleovog zakona
Robert Boyle otkriva inverzni odnos između pritiska i zapremine (PV = konstanta) koristeći poboljšane vakuumske pumpe i J-cijev aparat.
Temelj zakona o gasovima i termodinamike. Omogućio je naučno proučavanje odnosa pritiska i zapremine u zatvorenim gasovima.
1849
Izum Bourdonove cijevi
Eugène Bourdon patentira Bourdonovu cijev—zakrivljenu metalnu cijev koja se ispravlja pod pritiskom. Jednostavna, robusna i tačna.
Zamijenila je krhke živine manometre u industrijskim primjenama. I dalje je najčešći dizajn mehaničkog manometra 175 godina kasnije.
1913
Standardizacija bara
Bar je zvanično definisan kao 10⁶ dyn/cm² (tačno 100 kPa), izabran da bude blizu atmosferskog pritiska radi praktičnosti.
Postala je standardna inženjerska jedinica širom Evrope. 1 bar ≈ 1 atmosfera olakšala je mentalne proračune inženjerima.
1971
Paskal kao SI jedinica
Paskal (Pa = N/m²) je usvojen kao zvanična SI jedinica za pritisak, zamjenjujući bar u naučnim kontekstima.
Ujedinio je mjerenje pritiska s Newtonovom jedinicom sile. Međutim, bar ostaje dominantan u inženjerstvu zbog praktične skale.
1980-ih–1990-ih
Tranzicija meteorologije na SI
Meteorološke službe širom svijeta prešle su s milibara (mbar) na hektopaskal (hPa). Budući da je 1 mbar = 1 hPa tačno, svi historijski podaci su ostali važeći.
Bezbolna tranzicija na SI jedinice. Većina meteoroloških karata sada prikazuje hPa, iako se u nekim avijacijskim primjenama još uvijek koristi mbar ili inHg.
2000-ih
MEMS revolucija pritiska
Mikro-elektromehanički sistemi (MEMS) omogućavaju male, jeftine i tačne senzore pritiska. Nalaze se u pametnim telefonima (barometar), automobilima (pritisak u gumama) i nosivim uređajima.
Demokratiziralo je mjerenje pritiska. Vaš pametni telefon može mjeriti promjene nadmorske visine od samo 1 metra koristeći atmosferski pritisak.
Savjeti
- Uvijek navedite manometarski (g) ili apsolutni (a)
- Koristite hPa za vremensku prognozu, kPa ili bar za inženjerstvo, psi za gume
- Vodeni stub: ~9.81 kPa po metru; korisno za grube provjere
- Automatska naučna notacija: Vrijednosti < 1 µPa ili > 1 GPa prikazuju se kao naučna notacija radi čitljivosti
Katalog jedinica
Metrički (SI)
| Jedinica | Simbol | Paskali | Napomene |
|---|---|---|---|
| bar | bar | 100,000 | 100 kPa; praktična inženjerska jedinica. |
| kilopaskal | kPa | 1,000 | 1,000 Pa; inženjerska skala. |
| megapaskal | MPa | 1,000,000 | 1,000 kPa; sistemi visokog pritiska. |
| milibar | mbar | 100 | Milibar; zastarjela meteorologija (1 mbar = 1 hPa). |
| paskal | Pa | 1 | SI osnovna jedinica (N/m²). |
| gigapaskal | GPa | 1.000e+9 | 1,000 MPa; naprezanja materijala. |
| hektopaskal | hPa | 100 | Hektopaskal; isto kao mbar; koristi se u meteorologiji. |
Imperijalni / SAD
| Jedinica | Simbol | Paskali | Napomene |
|---|---|---|---|
| funta po kvadratnom inču | psi | 6,894.76 | Funte po kvadratnom inču; gume, hidraulika (može biti manometarski ili apsolutni). |
| kilofunta po kvadratnom inču | ksi | 6,894,760 | 1,000 psi; specifikacije materijala i konstrukcija. |
| funta po kvadratnoj stopi | psf | 47.8803 | Funte po kvadratnoj stopi; opterećenja na zgradama. |
Atmosfera
| Jedinica | Simbol | Paskali | Napomene |
|---|---|---|---|
| atmosfera (standardna) | atm | 101,325 | Standardna atmosfera = 101.325 kPa. |
| atmosfera (tehnička) | at | 98,066.5 | Tehnička atmosfera ≈ 98.0665 kPa. |
Stupac žive
| Jedinica | Simbol | Paskali | Napomene |
|---|---|---|---|
| inč žive | inHg | 3,386.39 | Inč žive; avijacija i meteorologija. |
| milimetar žive | mmHg | 133.322 | Milimetar žive; medicina i vakuum. |
| tor | Torr | 133.322 | 1/760 atm ≈ 133.322 Pa. |
| centimetar žive | cmHg | 1,333.22 | Centimetar žive; manje uobičajeno. |
Stupac vode
| Jedinica | Simbol | Paskali | Napomene |
|---|---|---|---|
| centimetar vode | cmH₂O | 98.0665 | Centimetar vodenog stuba; respiratorni/CPAP. |
| stopa vode | ftH₂O | 2,989.07 | Stopa vodenog stuba. |
| inč vode | inH₂O | 249.089 | Inč vodenog stuba; ventilacija i HVAC. |
| metar vode | mH₂O | 9,806.65 | Metar vodenog stuba; hidraulika. |
| milimetar vode | mmH₂O | 9.80665 | Milimetar vodenog stuba. |
Naučni / CGS
| Jedinica | Simbol | Paskali | Napomene |
|---|---|---|---|
| bari | Ba | 0.1 | Bari; 0.1 Pa (CGS). |
| din po kvadratnom centimetru | dyn/cm² | 0.1 | Din po cm²; 0.1 Pa (CGS). |
| kilogram-sila po kvadratnom centimetru | kgf/cm² | 98,066.5 | Kilogram-sila po cm² (ne-SI). |
| kilogram-sila po kvadratnom metru | kgf/m² | 9.80665 | Kilogram-sila po m² (ne-SI). |
| kilogram-sila po kvadratnom milimetru | kgf/mm² | 9,806,650 | Kilogram-sila po mm² (ne-SI). |
| kilonjutn po kvadratnom metru | kN/m² | 1,000 | Kilonjutn po m²; jednako kPa. |
| meganjutn po kvadratnom metru | MN/m² | 1,000,000 | Meganewton po m²; jednako MPa. |
| njutn po kvadratnom metru | N/m² | 1 | Njutn po m²; jednako Pa (redundantni oblik). |
| njutn po kvadratnom milimetru | N/mm² | 1,000,000 | Njutn po mm²; jednako MPa. |
| tona-sila po kvadratnom centimetru | tf/cm² | 98,066,500 | Tona-sila po cm² (ne-SI). |
| tona-sila po kvadratnom metru | tf/m² | 9,806.65 | Tona-sila po m² (ne-SI). |
Često postavljana pitanja
Kada trebam koristiti apsolutni naspram manometarskog?
Koristite apsolutni za termodinamiku/vakuum; manometarski za praktične ocjene opreme. Uvijek označite jedinice sufiksom 'a' ili 'g' (npr. bara naspram barg, kPaa naspram kPag).
Zašto piloti koriste inHg?
Zastarjele altimetrijske skale u inčima žive; mnoge zemlje koriste hPa (QNH).
Šta je tor?
1 tor je tačno 1/760 standardne atmosfere (≈133.322 Pa). Uobičajeno u vakuumskoj tehnologiji.
Kompletan Direktorij Alata
Svih 71 alata dostupnih na UNITS