Convertidor de pressió
Pressió — de pascals i psi a atmosferes i torr
Compreneu la pressió en meteorologia, hidràulica, aviació, sistemes de buit i medicina. Convertiu amb confiança entre Pa, kPa, bar, psi, atm, mmHg, inHg i més.
Fonaments de la pressió
Hidrostàtica
Les columnes de fluid creen una pressió proporcional a la profunditat i la densitat.
- p = ρ g h
- Aigua: ~9,81 kPa per metre
- 1 bar ≈ 10 m de columna d'aigua
Pressió atmosfèrica
La meteorologia utilitza hPa (igual que mbar). L'estàndard a nivell del mar és de 1013,25 hPa.
- 1 atm = 101,325 kPa
- Baixa pressió → tempestes
- Alta pressió → bon temps
Manomètrica vs absoluta
La pressió manomètrica (sufix 'g') mesura respecte a l'ambient. La pressió absoluta (sufix 'a') mesura respecte al buit.
- Absoluta = Manomètrica + Atmosfèrica
- A nivell del mar: afegiu ~101,325 kPa (14,7 psi)
- L'altitud canvia la línia base atmosfèrica
- Utilitzeu kPa/hPa per a la meteorologia, bar per a l'enginyeria, psi per als pneumàtics
- Especifiqueu manomètrica vs absoluta per evitar grans errors
- Convertiu a través de pascals (Pa) per a més claredat
Ajudes mnemotècniques
Càlcul mental ràpid
bar ↔ kPa
1 bar = 100 kPa exactament. Només cal moure la coma decimal 2 llocs.
psi ↔ kPa
1 psi ≈ 7 kPa. Multipliqueu per 7 per a una estimació aproximada.
atm ↔ kPa
1 atm ≈ 100 kPa. L'atmosfera estàndard és propera a 1 bar.
mmHg ↔ Pa
760 mmHg = 1 atm ≈ 101 kPa. Cada mmHg ≈ 133 Pa.
inHg ↔ hPa
29,92 inHg = 1013 hPa (estàndard). 1 inHg ≈ 34 hPa.
Columna d'aigua
1 metre H₂O ≈ 10 kPa. Útil per a càlculs de capçal hidràulic.
Referències visuals de pressió
| Scenario | Pressure | Visual Reference |
|---|---|---|
| Nivell del mar | 1013 hPa (1 atm) | La teva línia base - pressió atmosfèrica estàndard |
| Pneumàtic de cotxe | 32 psi (2,2 bar) | Aproximadament 2 vegades la pressió atmosfèrica |
| Cim de muntanya (3 km) | ~700 hPa | Un 30% menys de pressió d'aire que a nivell del mar |
| Tempesta forta | 950 hPa | Un 6% per sota del normal - porta mal temps |
| Ampolla de submarinisme (plena) | 200 bar | 200 vegades l'atmosfèrica - compressió massiva |
| Cambra de buit | 10⁻⁶ Pa | Una bilionèsima part de l'atmosfera - buit gairebé perfecte |
| Oceà profund (10 km) | 1000 bar | 1000 vegades l'atmosfèrica - profunditats aclaparadores |
| Netejadora a pressió | 2000 psi (138 bar) | 140 vegades l'atmosfèrica - potència industrial |
Errors comuns
- Confusió entre manomètrica i absolutaFix: Especifiqueu sempre 'g' o 'a' (p. ex., barg/bara, kPag/kPaa). Manomètrica = Absoluta − Atmosfèrica.
- Barrejar hPa i PaFix: 1 hPa = 100 Pa, no 1 Pa. Hectopascal significa 100 pascals.
- Assumir que mmHg ≡ TorrFix: Són propers però no idèntics: 1 torr = 1/760 atm exactament; 1 mmHg ≈ 133,322 Pa (depenent de la temperatura).
- Ignorar l'altitudFix: La pressió atmosfèrica baixa un ~12% per km. Les conversions manomètriques necessiten la pressió atmosfèrica local.
- Columna d'aigua sense densitatFix: Pressió = ρgh. L'aigua pura a 4°C ≠ aigua de mar ≠ aigua calenta. La densitat importa!
- Utilitzar un rang de vacuòmetre incorrecteFix: El Pirani funciona entre 10⁵–10⁻¹ Pa, el mesurador d'ions entre 10⁻²–10⁻⁹ Pa. Utilitzar-los fora del seu rang dóna lectures falses.
Referència ràpida
Manomètrica ↔ absoluta
Absoluta = Manomètrica + Atmosfèrica
A nivell del mar: afegiu 101,325 kPa o 14,696 psi
- Ajusteu la línia base per a l'altitud
- Documenteu sempre quina escala feu servir
Capçal d'aigua
De columna d'aigua a pressió
- 1 mH₂O ≈ 9,80665 kPa
- 10 mH₂O ≈ ~1 bar
Conversions meteorològiques
Configuració de l'altímetre
- 1013 hPa = 29,92 inHg
- 1 inHg ≈ 33,8639 hPa
Introducció a l'altimetria
QNH • QFE • QNE
Coneix la teva referència
- QNH: Pressió a nivell del mar (ajusta l'altímetre a l'elevació del camp)
- QFE: Pressió del camp (l'altímetre llegeix 0 al camp)
- QNE: Estàndard 1013,25 hPa / 29,92 inHg (nivells de vol)
Càlcul ràpid pressió–altitud
Regles pràctiques
- ±1 inHg ≈ ∓1.000 peus indicats
- ±1 hPa ≈ ∓27 peus indicats
- Aire fred/calent: els errors de densitat afecten l'altitud real
Instrumentació de buit
Pirani/tèrmic
Mesura la conductivitat tèrmica del gas
- Rang: ~10⁵ → 10⁻¹ Pa (aprox)
- Depenent del gas; calibreu per al tipus de gas
- Ideal per a buit gros i baix
Ions/càtode fred
Corrent d'ionització vs pressió
- Rang: ~10⁻² → 10⁻⁹ Pa
- Sensible a la contaminació i a les espècies de gas
- Utilitzeu amb aïllament per protegir a alta pressió
Manòmetre de capacitat
Deflexió absoluta del diafragma
- Alta precisió; independent del gas
- Els rangs abasten ~10⁻¹ → 10⁵ Pa
- Ideal per al control de processos
Errors comuns a evitar
- Barrejar escales manomètriques/absolutes (barg/bara, kPag/kPaa) en especificar equips
- Assumir que mmHg ≡ torr en totes les condicions (lleugeres diferències de definició)
- Confondre hPa amb Pa (1 hPa = 100 Pa, no 1 Pa)
- Ignorar l'altitud en convertir manomètrica ↔ absoluta
- Utilitzar conversions de columna d'aigua sense corregir la densitat/temperatura del fluid
- Utilitzar un vacuòmetre fora del seu rang de precisió
On encaixa cada unitat
Avió i altimetria
Els altímetres utilitzen inHg o hPa ajustats al QNH local; la pressió afecta l'altitud indicada.
- 29,92 inHg = 1013 hPa estàndard
- L'alta/baixa pressió canvia l'altitud indicada
Medicina
La pressió arterial utilitza mmHg; els aparells respiratoris i CPAP utilitzen cmH₂O.
- PA típica 120/80 mmHg
- 5–20 cmH₂O per a CPAP
Enginyeria i hidràulica
Els equips de procés i la hidràulica sovint utilitzen bar, MPa o psi.
- Línies hidràuliques: de desenes a centenars de bars
- Recipients a pressió classificats en bar/psi
Meteorologia i clima
Els mapes meteorològics mostren la pressió a nivell del mar en hPa o mbar.
- Baixes fortes < 990 hPa
- Altes fortes > 1030 hPa
Buit i sales blanques
La tecnologia de buit utilitza torr o Pa per a buit gros, alt i ultra alt.
- Buit gros: ~10³–10⁵ Pa
- UHV: < 10⁻⁶ Pa
Comparació de pressions entre aplicacions
| Aplicació | Pa | bar | psi | atm |
|---|---|---|---|---|
| Buit perfecte | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Buit ultra alt | 10⁻⁷ | 10⁻¹² | 1.5×10⁻¹¹ | 10⁻¹² |
| Alt buit (SEM) | 10⁻² | 10⁻⁷ | 1.5×10⁻⁶ | 10⁻⁷ |
| Baix buit (gros) | 10³ | 0.01 | 0.15 | 0.01 |
| Atmosfera a nivell del mar | 101,325 | 1.01 | 14.7 | 1 |
| Pneumàtic de cotxe (típic) | 220,000 | 2.2 | 32 | 2.2 |
| Pneumàtic de bicicleta (carretera) | 620,000 | 6.2 | 90 | 6.1 |
| Netejadora a pressió | 13.8 MPa | 138 | 2,000 | 136 |
| Ampolla de submarinisme (plena) | 20 MPa | 200 | 2,900 | 197 |
| Premsa hidràulica | 70 MPa | 700 | 10,000 | 691 |
| Oceà profund (11 km) | 110 MPa | 1,100 | 16,000 | 1,086 |
| Cel·la d'enclusa de diamant | 100 GPa | 10⁶ | 15×10⁶ | 10⁶ |
Rangs de buit i pressió
| Rang | Pa aprox. | Exemples |
|---|---|---|
| Atmosfèric | ~101 kPa | Aire a nivell del mar |
| Alta pressió (industrial) | > 1 MPa | Hidràulica, recipients |
| Buit gros | 10³–10⁵ Pa | Bombes, desgasificació |
| Alt buit | 10⁻¹–10⁻³ Pa | SEM, deposició |
| Buit ultra alt | < 10⁻⁶ Pa | Ciència de superfícies |
Com funcionen les conversions
- 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
Conversions comunes
| De | A | Factor | Exemple |
|---|---|---|---|
| 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 |
Exemples ràpids
Punts de referència quotidians
| Cosa | Pressió típica | Notes |
|---|---|---|
| Atmosfera a nivell del mar | 1013 hPa | Dia estàndard |
| Anticicló fort | > 1030 hPa | Bon temps |
| Depressió forta | < 990 hPa | Tempestes |
| Pneumàtic de cotxe | 30–35 psi | ~2–2,4 bar |
| Netejadora a pressió | 1,500–3,000 psi | Models de consum |
| Ampolla de submarinisme | 200–300 bar | Pressió d'ompliment |
Fets sorprenents sobre la pressió
El misteri de hPa vs mbar
1 hPa = 1 mbar exactament — són el mateix! La meteorologia va canviar de mbar a hPa per coherència amb el SI, però són numèricament idèntics.
Per què mmHg en medicina?
Els manòmetres de mercuri van ser l'estàndard d'or durant més de 300 anys. Malgrat ser eliminats per la seva toxicitat, la pressió arterial encara es mesura en mmHg a tot el món!
La regla de la meitat de l'altitud
La pressió atmosfèrica es redueix a la meitat aproximadament cada 5,5 km (18.000 peus) d'elevació. Al cim de l'Everest (8,8 km), la pressió és només 1/3 de la del nivell del mar!
La força aclaparadora del mar profund
A la fossa de les Mariannes (11 km de profunditat), la pressió arriba a 1.100 bars — suficient per esclafar un ésser humà a l'instant. És com tenir 1.100 kg sobre cada centímetre quadrat!
El buit de l'espai
L'espai exterior té una pressió de ~10⁻¹⁷ Pa — això és 100 milions de bilions de vegades menys que l'atmosfera de la Terra. La teva sang bulliria literalment (a la temperatura corporal)!
La paradoxa de la pressió dels pneumàtics
Un pneumàtic de cotxe a 32 psi en realitat experimenta 46,7 psi absoluts (32 + 14,7 atmosfèrics). Mesurem la pressió manomètrica perquè és la pressió 'extra' que fa la feina!
L'humil homònim de Pascal
El pascal (Pa) porta el nom de Blaise Pascal, qui va demostrar l'existència de la pressió atmosfèrica portant un baròmetre a una muntanya el 1648. Només tenia 25 anys!
La màgia de l'olla a pressió
A 1 bar (15 psi) per sobre de la pressió atmosfèrica, l'aigua bull a 121°C en lloc de 100°C. Això redueix el temps de cocció en un 70% — la pressió literalment accelera la química!
Rècords i extrems
| Rècord | Pressió | Notes |
|---|---|---|
| Pressió més alta a nivell del mar | > 1080 hPa | Anticiclons siberians (històrics) |
| Pressió més baixa a nivell del mar | ~870–880 hPa | Ciclons tropicals forts |
| Oceà profund (~11 km) | ~1,100 bar | Fossa de les Mariannes |
Evolució històrica de la mesura de la pressió
1643
Naixement del baròmetre
Evangelista Torricelli inventa el baròmetre de mercuri mentre estudia per què les bombes d'aigua no podien elevar l'aigua més enllà de 10 metres. Crea el primer buit artificial i estableix el mmHg com la primera unitat de pressió.
Va demostrar que l'aire té pes i pressió, revolucionant la nostra comprensió de l'atmosfera. La unitat torr (1/760 atm) porta el seu nom en honor seu.
1648
L'experiment de la muntanya de Pascal
Blaise Pascal (25 anys) fa que el seu cunyat pugi un baròmetre a la muntanya Puy de Dôme, demostrant que la pressió atmosfèrica disminueix amb l'altitud. El mercuri va baixar de 760 mm a 660 mm al cim.
Va establir la relació entre l'altitud i la pressió, fonamental per a l'aviació i la meteorologia. La unitat pascal (Pa) honora el seu treball.
1662
Descobriment de la llei de Boyle
Robert Boyle descobreix la relació inversa entre la pressió i el volum (PV = constant) utilitzant bombes de buit millorades i un aparell de tub en J.
Fonament de les lleis dels gasos i la termodinàmica. Va permetre l'estudi científic de les relacions pressió-volum en gasos confinats.
1849
Invenció del tub de Bourdon
Eugène Bourdon patenta el manòmetre de tub de Bourdon, un tub metàl·lic corbat que s'adreça sota pressió. Simple, robust i precís.
Va substituir els fràgils manòmetres de mercuri en aplicacions industrials. Encara és el disseny de manòmetre mecànic més comú 175 anys després.
1913
Estandardització del bar
El bar es defineix oficialment com a 10⁶ dines/cm² (exactament 100 kPa), escollit per ser proper a la pressió atmosfèrica per conveniència.
Es va convertir en la unitat d'enginyeria estàndard a tot Europa. 1 bar ≈ 1 atmosfera va facilitar el càlcul mental per als enginyers.
1971
El pascal com a unitat SI
El pascal (Pa = N/m²) s'adopta com a unitat SI oficial per a la pressió, substituint el bar en contextos científics.
Va unificar la mesura de la pressió amb la unitat de força de Newton. No obstant això, el bar continua sent dominant en l'enginyeria a causa de la seva escala convenient.
Anys 1980–1990
Transició SI de la meteorologia
Els serveis meteorològics de tot el món canvien de mil·libar (mbar) a hectopascal (hPa). Com que 1 mbar = 1 hPa exactament, totes les dades històriques van romandre vàlides.
Transició sense problemes a les unitats SI. La majoria dels mapes meteorològics ara mostren hPa, tot i que algunes aplicacions d'aviació encara utilitzen mbar o inHg.
Anys 2000
La revolució de la pressió MEMS
Els sistemes micro-electro-mecànics (MEMS) permeten sensors de pressió petits, barats i precisos. Es troben en telèfons intel·ligents (baròmetre), cotxes (pressió dels pneumàtics) i dispositius portàtils.
Va democratitzar la mesura de la pressió. El teu telèfon intel·ligent pot mesurar canvis d'altitud de només 1 metre utilitzant la pressió atmosfèrica.
Consells
- Especifiqueu sempre manomètrica (g) o absoluta (a)
- Utilitzeu hPa per a la meteorologia, kPa o bar per a l'enginyeria, psi per als pneumàtics
- Columna d'aigua: ~9,81 kPa per metre; útil per a comprovacions ràpides
- Notació científica automàtica: els valors < 1 µPa o > 1 GPa es mostren en notació científica per a la llegibilitat
Catàleg d'unitats
Mètric (SI)
| Unitat | Símbol | Pascals | Notes |
|---|---|---|---|
| bar | bar | 100,000 | 100 kPa; unitat d'enginyeria convenient. |
| quilopascal | kPa | 1,000 | 1.000 Pa; escala d'enginyeria. |
| megapascal | MPa | 1,000,000 | 1.000 kPa; sistemes d'alta pressió. |
| mil·libar | mbar | 100 | Mil·libar; meteorologia antiga (1 mbar = 1 hPa). |
| pascal | Pa | 1 | Unitat base del SI (N/m²). |
| gigapascal | GPa | 1.000e+9 | 1.000 MPa; tensions de materials. |
| hectopascal | hPa | 100 | Hectopascal; igual que mbar; s'utilitza en meteorologia. |
Imperial / EUA
| Unitat | Símbol | Pascals | Notes |
|---|---|---|---|
| lliura per polzada quadrada | psi | 6,894.76 | Lliures per polzada quadrada; pneumàtics, hidràulica (pot ser manomètrica o absoluta). |
| quillolliura per polzada quadrada | ksi | 6,894,760 | 1.000 psi; especificacions de materials i estructurals. |
| lliura per peu quadrat | psf | 47.8803 | Lliures per peu quadrat; càrregues d'edificis. |
Atmosfera
| Unitat | Símbol | Pascals | Notes |
|---|---|---|---|
| atmosfera (estàndard) | atm | 101,325 | Atmosfera estàndard = 101,325 kPa. |
| atmosfera (tècnica) | at | 98,066.5 | Atmosfera tècnica ≈ 98,0665 kPa. |
Columna de mercuri
| Unitat | Símbol | Pascals | Notes |
|---|---|---|---|
| polzada de mercuri | inHg | 3,386.39 | Polzada de mercuri; aviació i meteorologia. |
| mil·límetre de mercuri | mmHg | 133.322 | Mil·límetre de mercuri; medicina i buit. |
| torr | Torr | 133.322 | 1/760 d'atm ≈ 133,322 Pa. |
| centímetre de mercuri | cmHg | 1,333.22 | Centímetre de mercuri; menys comú. |
Columna d'aigua
| Unitat | Símbol | Pascals | Notes |
|---|---|---|---|
| centímetre d'aigua | cmH₂O | 98.0665 | Centímetre de columna d'aigua; respiratori/CPAP. |
| peu d'aigua | ftH₂O | 2,989.07 | Peu de columna d'aigua. |
| polzada d'aigua | inH₂O | 249.089 | Polzada de columna d'aigua; ventilació i HVAC. |
| metre d'aigua | mH₂O | 9,806.65 | Metre de columna d'aigua; hidràulica. |
| mil·límetre d'aigua | mmH₂O | 9.80665 | Mil·límetre de columna d'aigua. |
Científic / CGS
| Unitat | Símbol | Pascals | Notes |
|---|---|---|---|
| bària | Ba | 0.1 | Bària; 0,1 Pa (CGS). |
| dina per centímetre quadrat | dyn/cm² | 0.1 | Dina per cm²; 0,1 Pa (CGS). |
| quilogram-força per centímetre quadrat | kgf/cm² | 98,066.5 | Quilogram-força per cm² (no SI). |
| quilogram-força per metre quadrat | kgf/m² | 9.80665 | Quilogram-força per m² (no SI). |
| quilogram-força per mil·límetre quadrat | kgf/mm² | 9,806,650 | Quilogram-força per mm² (no SI). |
| quilonewton per metre quadrat | kN/m² | 1,000 | Kilonewton per m²; igual a kPa. |
| meganewton per metre quadrat | MN/m² | 1,000,000 | Meganewton per m²; igual a MPa. |
| newton per metre quadrat | N/m² | 1 | Newton per m²; igual a Pa (forma redundant). |
| newton per mil·límetre quadrat | N/mm² | 1,000,000 | Newton per mm²; igual a MPa. |
| tona-força per centímetre quadrat | tf/cm² | 98,066,500 | Tona-força per cm² (no SI). |
| tona-força per metre quadrat | tf/m² | 9,806.65 | Tona-força per m² (no SI). |
Preguntes freqüents
Quan he d'utilitzar absoluta vs manomètrica?
Utilitzeu absoluta per a termodinàmica/buit; manomètrica per a classificacions d'equips pràctics. Etiqueteu sempre les unitats amb el sufix 'a' o 'g' (p. ex., bara vs barg, kPaa vs kPag).
Per què els pilots utilitzen inHg?
Escales altimètriques heretades en polzades de mercuri; molts països utilitzen hPa (QNH).
Què és un torr?
1 torr és exactament 1/760 d'una atmosfera estàndard (≈133,322 Pa). Comú en la tecnologia de buit.
Directori Complet d'Eines
Totes les 71 eines disponibles a UNITS