ממיר לחץ

לחץ — מפסקל ו-psi לאטמוספירות וטור

הבן את הלחץ במזג האוויר, הידרוליקה, תעופה, מערכות ואקום ורפואה. המר בביטחון בין Pa, kPa, בר, psi, atm, mmHg, inHg ועוד.

היקף הממיר
כלי זה ממיר בין יותר מ-70 יחידות לחץ המשתרעות על פני יותר מ-20 סדרי גודל — מוואקום אולטרה-גבוה (10⁻¹² Pa) לתאי סדן יהלום (100 GPa). מכסה יחידות SI (Pa, kPa, בר), יחידות אימפריאליות (psi, psf), יחידות אטמוספריות (atm), יחידות מנומטריות (mmHg, inHg, טור), עמוד מים (cmH₂O, mH₂O) ויחידות מדעיות. מטפל בסולמות לחץ יחסי (gauge) ומוחלט להנדסה, מטאורולוגיה, תעופה, רפואה וטכנולוגיית ואקום.

יסודות הלחץ

לחץ (p)
כוח ליחידת שטח. יחידת SI: פסקל (Pa). 1 Pa = 1 N/m².

הידרוסטטיקה

עמודי נוזל יוצרים לחץ פרופורציונלי לעומק ולצפיפות.

  • p = ρ g h
  • מים: ~9.81 kPa למטר
  • 1 בר ≈ 10 מ' עומד מים

לחץ אטמוספרי

מטאורולוגיה משתמשת ב-hPa (זהה ל-mbar). התקן בגובה פני הים הוא 1013.25 hPa.

  • 1 atm = 101.325 kPa
  • לחץ נמוך → סופות
  • לחץ גבוה → מזג אוויר נאה

לחץ יחסי (gauge) מול מוחלט

לחץ יחסי (סיומת 'g') נמדד ביחס לסביבה. לחץ מוחלט (סיומת 'a') נמדד ביחס לוואקום.

  • מוחלט = יחסי + אטמוספרי
  • בגובה פני הים: הוסף ~101.325 kPa (14.7 psi)
  • הגובה משנה את קו הבסיס האטמוספרי
נקודות עיקריות מהירות
  • השתמש ב-kPa/hPa למזג אוויר, בר להנדסה, psi לצמיגים
  • ציין לחץ יחסי לעומת מוחלט כדי למנוע טעויות גדולות
  • המר באמצעות פסקל (Pa) לבהירות

עזרי זיכרון

חשבון מהיר בראש

בר ↔ kPa

1 בר = 100 kPa בדיוק. פשוט הזז את הנקודה העשרונית 2 מקומות.

psi ↔ kPa

1 psi ≈ 7 kPa. הכפל ב-7 להערכה גסה.

atm ↔ kPa

1 atm ≈ 100 kPa. אטמוספירה סטנדרטית קרובה ל-1 בר.

mmHg ↔ Pa

760 mmHg = 1 atm ≈ 101 kPa. כל mmHg ≈ 133 Pa.

inHg ↔ hPa

29.92 inHg = 1013 hPa (סטנדרטי). 1 inHg ≈ 34 hPa.

עומד מים

1 מטר H₂O ≈ 10 kPa. שימושי לחישובי עומד הידראולי.

התייחסויות ויזואליות ללחץ

ScenarioPressureVisual Reference
גובה פני הים1013 hPa (1 atm)קו הבסיס שלך - לחץ אטמוספרי סטנדרטי
צמיג רכב32 psi (2.2 בר)בערך פי 2 מהלחץ האטמוספרי
פסגת הר (3 ק"מ)~700 hPa30% פחות לחץ אוויר מאשר בגובה פני הים
סופה חזקה950 hPa6% מתחת לנורמה - מביא מזג אוויר גרוע
מיכל צלילה (מלא)200 ברפי 200 מהאטמוספרי - דחיסה אדירה
תא ואקום10⁻⁶ Paחלק אחד מטריליון של האטמוספירה - ואקום כמעט מושלם
אוקיינוס עמוק (10 ק"מ)1000 ברפי 1000 מהאטמוספרי - עומקים מוחצים
מכונת שטיפה בלחץ2000 psi (138 בר)פי 140 מהאטמוספרי - כוח תעשייתי

מכשולים נפוצים

  • בלבול בין לחץ יחסי למוחלט
    Fix: ציין תמיד 'g' או 'a' (לדוגמה, barg/bara, kPag/kPaa). לחץ יחסי = לחץ מוחלט − לחץ אטמוספרי.
  • ערבוב hPa ו-Pa
    Fix: 1 hPa = 100 Pa, לא 1 Pa. הקטופסקל פירושו 100 פסקל.
  • הנחה ש-mmHg ≡ Torr
    Fix: קרוב אך לא זהה: 1 טור = 1/760 atm בדיוק; 1 mmHg ≈ 133.322 Pa (תלוי טמפרטורה).
  • התעלמות מהגובה
    Fix: הלחץ האטמוספרי יורד ב-~12% לקילומטר. המרות לחץ יחסי דורשות את הלחץ האטמוספרי המקומי.
  • עומד מים ללא צפיפות
    Fix: לחץ = ρgh. מים טהורים ב-4°C ≠ מי ים ≠ מים חמים. הצפיפות חשובה!
  • שימוש בטווח מד ואקום שגוי
    Fix: פיראני עובד בטווח 10⁵–10⁻¹ Pa, מד יונים בטווח 10⁻²–10⁻⁹ Pa. שימוש מחוץ לטווח נותן קריאות שגויות.

עזר מהיר

לחץ יחסי ↔ מוחלט

מוחלט = יחסי + אטמוספרי

בגובה פני הים: הוסף 101.325 kPa או 14.696 psi

  • התאם את קו הבסיס לגובה
  • תמיד תעד איזה סולם נמצא בשימוש

עומד מים

מעומד מים ללחץ

  • 1 mH₂O ≈ 9.80665 kPa
  • 10 mH₂O ≈ ~1 בר

המרות מזג אוויר

הגדרות מד גובה

  • 1013 hPa = 29.92 inHg
  • 1 inHg ≈ 33.8639 hPa

מבוא לאלטימטריה

QNH • QFE • QNE

דע את הייחוס שלך

  • QNH: לחץ בגובה פני הים (מגדיר את מד הגובה לגובה השדה)
  • QFE: לחץ השדה (מד הגובה קורא 0 בשדה)
  • QNE: תקן 1013.25 hPa / 29.92 inHg (מפלסי טיסה)

חשבון מהיר של לחץ-גובה

כללי אצבע

  • ±1 inHg ≈ ∓1,000 רגל מצוין
  • ±1 hPa ≈ ∓27 רגל מצוין
  • אוויר קר/חם: שגיאות צפיפות משפיעות על הגובה האמיתי

מכשור ואקום

פיראני/תרמי

מודד מוליכות תרמית של גז

  • טווח: ~10⁵ → 10⁻¹ Pa (בקירוב)
  • תלוי גז; כיול לסוג הגז
  • מעולה לוואקום גס עד נמוך

יונים/קתודה קרה

זרם יינון לעומת לחץ

  • טווח: ~10⁻² → 10⁻⁹ Pa
  • רגיש לזיהום ולסוגי גזים
  • השתמש עם בידוד להגנה בלחץ גבוה

מנומטר קיבולי

סטיית דיאפרגמה מוחלטת

  • דיוק גבוה; בלתי תלוי בגז
  • הטווחים מכסים ~10⁻¹ → 10⁵ Pa
  • אידיאלי לבקרת תהליכים

טעויות נפוצות שכדאי להימנע מהן

  • ערבוב סולמות לחץ יחסי/מוחלט (barg/bara, kPag/kPaa) בעת ציון ציוד
  • הנחה ש-mmHg ≡ טור בכל התנאים (הבדלים קלים בהגדרה)
  • בלבול בין hPa ל-Pa (1 hPa = 100 Pa, לא 1 Pa)
  • התעלמות מהגובה בעת המרת לחץ יחסי ↔ מוחלט
  • שימוש בהמרות עומד מים ללא תיקון לצפיפות/טמפרטורת הנוזל
  • שימוש במד ואקום מחוץ לטווח המדויק שלו

היכן כל יחידה מתאימה

תעופה ואלטימטריה

מדי גובה משתמשים ב-inHg או hPa המוגדרים ל-QNH המקומי; הלחץ משפיע על הגובה המצוין.

  • 29.92 inHg = 1013 hPa סטנדרטי
  • לחץ גבוה/נמוך מזיז את הגובה המצוין

רפואה

לחץ דם משתמש ב-mmHg; מכשירי הנשמה ו-CPAP משתמשים ב-cmH₂O.

  • לחץ דם טיפוסי 120/80 mmHg
  • 5–20 cmH₂O עבור CPAP

הנדסה והידרוליקה

ציוד תהליכים והידרוליקה משתמשים לעתים קרובות בבר, MPa או psi.

  • קווים הידראוליים: עשרות עד מאות ברים
  • כלי לחץ מדורגים בבר/psi

מזג אוויר ואקלים

מפות מזג אוויר מציגות לחץ בגובה פני הים ב-hPa או mbar.

  • שקעים חזקים < 990 hPa
  • רמות חזקות > 1030 hPa

ואקום וחדרים נקיים

טכנולוגיית ואקום משתמשת בטור או Pa בוואקום גס, גבוה ואולטרה-גבוה.

  • ואקום גס: ~10³–10⁵ Pa
  • ואקום אולטרה-גבוה (UHV): < 10⁻⁶ Pa

השוואת לחצים בין יישומים

יישוםPaברpsiatm
ואקום מושלם0000
ואקום אולטרה-גבוה10⁻⁷10⁻¹²1.5×10⁻¹¹10⁻¹²
ואקום גבוה (SEM)10⁻²10⁻⁷1.5×10⁻⁶10⁻⁷
ואקום נמוך (גס)10³0.010.150.01
אטמוספירה בגובה פני הים101,3251.0114.71
צמיג רכב (טיפוסי)220,0002.2322.2
צמיג אופניים (כביש)620,0006.2906.1
מכונת שטיפה בלחץ13.8 MPa1382,000136
מיכל צלילה (מלא)20 MPa2002,900197
מכבש הידראולי70 MPa70010,000691
אוקיינוס עמוק (11 ק"מ)110 MPa1,10016,0001,086
תא סדן יהלום100 GPa10⁶15×10⁶10⁶

טווחי ואקום ולחץ

טווחPa בקירובדוגמאות
אטמוספרי~101 kPaאוויר בגובה פני הים
לחץ גבוה (תעשייתי)> 1 MPaהידרוליקה, כלי קיבול
ואקום גס10³–10⁵ Paמשאבות, הוצאת גזים
ואקום גבוה10⁻¹–10⁻³ PaSEM, שיקוע
ואקום אולטרה-גבוה< 10⁻⁶ Paמדע פני שטח

איך עובדות ההמרות

שיטת יחידת הבסיס
המר לפסקל (Pa), ואז מ-Pa ליחידת היעד. מקדמים מהירים: 1 בר = 100 kPa; 1 psi ≈ 6.89476 kPa; 1 atm = 101.325 kPa; 1 mmHg ≈ 133.322 Pa.
  • kPa × 1000 → Pa; Pa ÷ 1000 → kPa
  • בר × 100,000 → Pa; Pa ÷ 100,000 → בר
  • psi × 6.89476 → kPa; kPa ÷ 6.89476 → psi
  • mmHg × 133.322 → Pa; inHg × 3,386.39 → Pa

המרות נפוצות

מ-ל-מקדםדוגמה
ברkPa× 1002 בר = 200 kPa
psikPa× 6.8947630 psi ≈ 206.8 kPa
atmkPa× 101.3251 atm = 101.325 kPa
mmHgkPa× 0.133322760 mmHg ≈ 101.325 kPa
inHghPa× 33.863929.92 inHg ≈ 1013 hPa
cmH₂OPa× 98.066510 cmH₂O ≈ 981 Pa

דוגמאות מהירות

32 psi → בר→≈ 2.206 בר
1013 hPa → inHg→≈ 29.92 inHg
750 mmHg → kPa→≈ 99.99 kPa
5 mH₂O → kPa→≈ 49.0 kPa

מדדים יומיומיים

דברלחץ טיפוסיהערות
אטמוספירה בגובה פני הים1013 hPaיום סטנדרטי
רמה חזקה> 1030 hPaמזג אוויר נאה
שקע חזק< 990 hPaסופות
צמיג רכב30–35 psi~2–2.4 בר
מכונת שטיפה בלחץ1,500–3,000 psiדגמים צרכניים
מיכל צלילה200–300 ברלחץ מילוי

עובדות מדהימות על לחץ

תעלומת ה-hPa מול ה-mbar

1 hPa = 1 mbar בדיוק — הם אותו הדבר! המטאורולוגיה עברה מ-mbar ל-hPa לצורך עקביות עם מערכת SI, אך הם זהים מספרית.

מדוע mmHg ברפואה?

מנומטרים מכספית היו תקן הזהב במשך למעלה מ-300 שנה. למרות שהוצאו משימוש בהדרגה בשל רעילותם, לחץ הדם עדיין נמדד ב-mmHg ברחבי העולם!

כלל חציית הגובה

הלחץ האטמוספרי יורד בחצי בערך כל 5.5 ק"מ (18,000 רגל) של גובה. בפסגת הר האוורסט (8.8 ק"מ), הלחץ הוא רק שליש מזה שבגובה פני הים!

כוח הריסוק של הים העמוק

בתעלת מריאנה (בעומק 11 ק"מ), הלחץ מגיע ל-1,100 בר — מספיק כדי לרסק אדם באופן מיידי. זה כמו ש-1,100 ק"ג יושבים על כל סנטימטר רבוע!

הוואקום של החלל

לחלל החיצון יש לחץ של ~10⁻¹⁷ Pa — זה 100 מיליון טריליון פעמים פחות מהאטמוספירה של כדור הארץ. הדם שלך היה רותח פשוטו כמשמעו (בטמפרטורת הגוף)!

פרדוקס לחץ הצמיגים

צמיג רכב ב-32 psi חווה למעשה 46.7 psi לחץ מוחלט (32 + 14.7 אטמוספרי). אנו מודדים לחץ יחסי כי זהו הלחץ ה'נוסף' שעושה את העבודה!

הכינוי הצנוע של פסקל

הפסקל (Pa) נקרא על שם בלז פסקל, שהוכיח את קיומו של הלחץ האטמוספרי על ידי נשיאת ברומטר במעלה הר בשנת 1648. הוא היה רק בן 25!

הקסם של סיר הלחץ

ב-1 בר (15 psi) מעל הלחץ האטמוספרי, מים רותחים ב-121°C במקום ב-100°C. זה מקצר את זמן הבישול ב-70% — הלחץ פשוטו כמשמעו מאיץ את הכימיה!

שיאים וקיצוניות

שיאלחץהערות
הלחץ הגבוה ביותר בגובה פני הים> 1080 hPaרמות סיביריות (היסטוריות)
הלחץ הנמוך ביותר בגובה פני הים~870–880 hPaציקלונים טרופיים חזקים
אוקיינוס עמוק (~11 ק"מ)~1,100 ברתעלת מריאנה

התפתחות היסטורית של מדידת לחץ

1643

לידת הברומטר

אוונג'ליסטה טוריצ'לי ממציא את ברומטר הכספית בזמן שהוא חוקר מדוע משאבות מים לא יכלו להרים מים מעל 10 מטרים. יוצר את הוואקום המלאכותי הראשון ומייסד את ה-mmHg כיחידת הלחץ הראשונה.

הוכיח שלאוויר יש משקל ולחץ, מה שחולל מהפכה בהבנתנו את האטמוספירה. יחידת הטור (1/760 atm) נקראת על שמו.

1648

הניסוי ההררי של פסקל

בלז פסקל (בן 25) מבקש מגיסו לשאת ברומטר במעלה הר הפוי דה דום, ומוכיח שהלחץ האטמוספרי יורד עם הגובה. הכספית ירדה מ-760 מ"מ ל-660 מ"מ בפסגה.

ביסס את הקשר בין גובה ללחץ, שהוא יסודי לתעופה ולמטאורולוגיה. יחידת הפסקל (Pa) מכבדת את עבודתו.

1662

גילוי חוק בויל

רוברט בויל מגלה את היחס ההפוך בין לחץ לנפח (PV = קבוע) באמצעות משאבות ואקום משופרות ומתקן צינור J.

בסיס חוקי הגזים והתרמודינמיקה. אפשר מחקר מדעי של יחסי לחץ-נפח בגזים כלואים.

1849

המצאת צינור בורדון

אז'ן בורדון רושם פטנט על מד הלחץ עם צינור בורדון — צינור מתכת מעוקל שמתיישר תחת לחץ. פשוט, חזק ומדויק.

החליף את המנומטרים השבירים מכספית ביישומים תעשייתיים. זהו עדיין עיצוב מד הלחץ המכני הנפוץ ביותר 175 שנים מאוחר יותר.

1913

סטנדרטיזציה של הבר

הבר מוגדר רשמית כ-10⁶ דין/סמ"ר (בדיוק 100 kPa), ונבחר להיות קרוב ללחץ האטמוספרי מטעמי נוחות.

הפך ליחידת ההנדסה הסטנדרטית ברחבי אירופה. 1 בר ≈ 1 אטמוספירה הקל על חישובים בראש עבור מהנדסים.

1971

הפסקל כיחידת SI

הפסקל (Pa = N/m²) מאומץ כיחידת ה-SI הרשמית ללחץ, ומחליף את הבר בהקשרים מדעיים.

איחד את מדידת הלחץ עם יחידת הכוח של ניוטון. עם זאת, הבר נותר דומיננטי בהנדסה בשל הסקאלה הנוחה שלו.

שנות ה-80 וה-90

המעבר של המטאורולוגיה ל-SI

שירותי מזג אוויר ברחבי העולם עוברים ממיליבר (mbar) להקטופסקל (hPa). מכיוון ש-1 mbar = 1 hPa בדיוק, כל הנתונים ההיסטוריים נשארו תקפים.

מעבר חלק ליחידות SI. רוב מפות מזג האוויר מציגות כעת hPa, אם כי חלק מהיישומים בתעופה עדיין משתמשים ב-mbar או inHg.

שנות ה-2000

מהפכת הלחץ של MEMS

מערכות מיקרו-אלקטרו-מכניות (MEMS) מאפשרות חיישני לחץ זעירים, זולים ומדויקים. ניתן למצוא אותם בסמארטפונים (ברומטר), מכוניות (לחץ צמיגים) ומכשירים לבישים.

הפך את מדידת הלחץ לדמוקרטית. הסמארטפון שלך יכול למדוד שינויי גובה של מטר אחד בלבד באמצעות הלחץ האטמוספרי.

טיפים

  • ציין תמיד לחץ יחסי (g) או מוחלט (a)
  • השתמש ב-hPa למזג אוויר, kPa או בר להנדסה, psi לצמיגים
  • עומד מים: ~9.81 kPa למטר; מועיל לבדיקות גסות
  • כתיב מדעי אוטומטי: ערכים < 1 µPa או > 1 GPa מוצגים בכתיב מדעי לקריאות טובה יותר

קטלוג יחידות

מטרי (SI)

יחידהסמלפסקלהערות
ברbar100,000100 kPa; יחידה הנדסית נוחה.
קילופסקלkPa1,0001,000 Pa; סקאלה הנדסית.
מגה-פסקלMPa1,000,0001,000 kPa; מערכות לחץ גבוה.
מיליברmbar100מיליבר; מטאורולוגיה ישנה (1 mbar = 1 hPa).
פסקלPa1יחידת בסיס של SI (N/m²).
גיגה-פסקלGPa1.000e+91,000 MPa; מאמצים בחומרים.
הקטופסקלhPa100הקטופסקל; זהה ל-mbar; משמש במטאורולוגיה.

אימפריאלי / ארה"ב

יחידהסמלפסקלהערות
פאונד לאינץ' רבועpsi6,894.76ליברות לאינץ' רבוע; צמיגים, הידרוליקה (יכול להיות יחסי או מוחלט).
קילופאונד לאינץ' רבועksi6,894,7601,000 psi; מפרטים חומריים ומבניים.
פאונד לרגל רבועהpsf47.8803ליברות לרגל רבוע; עומסי בניין.

אטמוספירה

יחידהסמלפסקלהערות
אטמוספירה (סטנדרטית)atm101,325אטמוספירה סטנדרטית = 101.325 kPa.
אטמוספירה (טכנית)at98,066.5אטמוספירה טכנית ≈ 98.0665 kPa.

עמוד כספית

יחידהסמלפסקלהערות
אינץ' כספיתinHg3,386.39אינץ' כספית; תעופה ומטאורולוגיה.
מילימטר כספיתmmHg133.322מילימטר כספית; רפואה וואקום.
טורTorr133.3221/760 של atm ≈ 133.322 Pa.
סנטימטר כספיתcmHg1,333.22סנטימטר כספית; פחות נפוץ.

עמוד מים

יחידהסמלפסקלהערות
סנטימטר מיםcmH₂O98.0665סנטימטר עומד מים; נשימתי/CPAP.
רגל מיםftH₂O2,989.07רגל עומד מים.
אינץ' מיםinH₂O249.089אינץ' עומד מים; אוורור ו-HVAC.
מטר מיםmH₂O9,806.65מטר עומד מים; הידרוליקה.
מילימטר מיםmmH₂O9.80665מילימטר עומד מים.

מדעי / CGS

יחידהסמלפסקלהערות
בארייהBa0.1בארי; 0.1 Pa (CGS).
דיין לסנטימטר רבועdyn/cm²0.1דין לסמ"ר; 0.1 Pa (CGS).
קילוגרם-כוח לסנטימטר רבועkgf/cm²98,066.5קילוגרם-כוח לסמ"ר (לא SI).
קילוגרם-כוח למטר רבועkgf/m²9.80665קילוגרם-כוח למ"ר (לא SI).
קילוגרם-כוח למילימטר רבועkgf/mm²9,806,650קילוגרם-כוח למ"מ רבוע (לא SI).
קילוניוטון למטר רבועkN/m²1,000קילוניוטון למ"ר; שווה ל-kPa.
מגאניוטון למטר רבועMN/m²1,000,000מגאניוטון למ"ר; שווה ל-MPa.
ניוטון למטר רבועN/m²1ניוטון למ"ר; שווה ל-Pa (צורה יתירה).
ניוטון למילימטר רבועN/mm²1,000,000ניוטון למ"מ רבוע; שווה ל-MPa.
טון-כוח לסנטימטר רבועtf/cm²98,066,500טון-כוח לסמ"ר (לא SI).
טון-כוח למטר רבועtf/m²9,806.65טון-כוח למ"ר (לא SI).

שאלות נפוצות

מתי עלי להשתמש בלחץ מוחלט לעומת לחץ יחסי?

השתמש בלחץ מוחלט לתרמודינמיקה/ואקום; בלחץ יחסי לדירוגים מעשיים של ציוד. תמיד תייג את היחידות עם הסיומת 'a' או 'g' (לדוגמה, bara לעומת barg, kPaa לעומת kPag).

מדוע טייסים משתמשים ב-inHg?

סולמות אלטימטריה ישנים הם באינצ'ים של כספית; מדינות רבות משתמשות ב-hPa (QNH).

מה זה טור?

1 טור הוא בדיוק 1/760 של אטמוספירה סטנדרטית (≈133.322 Pa). נפוץ בטכנולוגיית ואקום.

מדריך כלים מלא

כל 71 הכלים הזמינים ב-UNITS

סנן לפי:
קטגוריות: