Nyomás Átváltó
Nyomás — a pascaltól és psi-től az atmoszféráig és torrig
Értse meg a nyomást az időjárásban, a hidraulikában, a repülésben, a vákuumrendszerekben és az orvostudományban. Konvertáljon magabiztosan a Pa, kPa, bar, psi, atm, mmHg, inHg és egyéb egységek között.
A nyomás alapjai
Hidrosztatika
A folyadékoszlopok a mélységgel és a sűrűséggel arányos nyomást hoznak létre.
- p = ρ g h
- Víz: ~9,81 kPa méterenként
- 1 bar ≈ 10 m vízoszlop
Légköri nyomás
A meteorológia hPa-t használ (ami megegyezik az mbar-ral). A tengerszinti standard 1013,25 hPa.
- 1 atm = 101,325 kPa
- Alacsony nyomás → viharok
- Magas nyomás → szép idő
Túlnyomás vs. abszolút
A túlnyomás (jelzése 'g') a környezethez képest mér. Az abszolút nyomás (jelzése 'a') a vákuumhoz képest mér.
- Abszolút = Túlnyomás + Légköri
- Tengerszinten: adjon hozzá ~101,325 kPa-t (14,7 psi)
- A magasság megváltoztatja a légköri alapvonalat
- Használjon kPa/hPa-t az időjáráshoz, bar-t a mérnöki munkához, psi-t a gumiabroncsokhoz
- A nagy hibák elkerülése érdekében adja meg a túlnyomást vagy az abszolút nyomást
- A tisztánlátás érdekében váltson át pascalra (Pa)
Memória segédeszközök
Gyors fejszámolás
bar ↔ kPa
1 bar = pontosan 100 kPa. Csak mozgassa a tizedesvesszőt 2 hellyel.
psi ↔ kPa
1 psi ≈ 7 kPa. Szorozza meg 7-tel egy durva becsléshez.
atm ↔ kPa
1 atm ≈ 100 kPa. A standard légkör közel 1 bar.
mmHg ↔ Pa
760 mmHg = 1 atm ≈ 101 kPa. Minden mmHg ≈ 133 Pa.
inHg ↔ hPa
29,92 inHg = 1013 hPa (standard). 1 inHg ≈ 34 hPa.
Vízoszlop
1 méter H₂O ≈ 10 kPa. Hasznos a hidraulikus nyomásmagasság számításához.
Vizuális nyomásreferenciák
| Scenario | Pressure | Visual Reference |
|---|---|---|
| Tengerszint | 1013 hPa (1 atm) | Az Ön alapvonala - standard légköri nyomás |
| Autógumi | 32 psi (2,2 bar) | Körülbelül 2× a légköri nyomás |
| Hegycsúcs (3 km) | ~700 hPa | 30%-kal kevesebb légnyomás, mint a tengerszinten |
| Erős vihar | 950 hPa | 6%-kal a normál alatt - rossz időt hoz |
| Búvárpalack (tele) | 200 bar | 200× a légköri - hatalmas kompresszió |
| Vákuumkamra | 10⁻⁶ Pa | A légkör egybilliomod része - szinte tökéletes vákuum |
| Mély óceán (10 km) | 1000 bar | 1000× a légköri - elsöprő mélységek |
| Magasnyomású mosó | 2000 psi (138 bar) | 140× a légköri - ipari erő |
Gyakori buktatók
- Túlnyomás és abszolút nyomás összekeveréseFix: Mindig adja meg a 'g' vagy 'a' jelzést (pl. barg/bara, kPag/kPaa). Túlnyomás = Abszolút − Légköri.
- A hPa és Pa összekeveréseFix: 1 hPa = 100 Pa, nem 1 Pa. A hektopascal 100 pascalt jelent.
- Feltételezés, hogy mmHg ≡ TorrFix: Közeliek, de nem azonosak: 1 torr = pontosan 1/760 atm; 1 mmHg ≈ 133,322 Pa (hőmérsékletfüggő).
- A magasság figyelmen kívül hagyásaFix: A légköri nyomás kb. 12%-kal csökken kilométerenként. A túlnyomás-átváltásokhoz a helyi légköri nyomás szükséges.
- Vízoszlop sűrűség nélkülFix: Nyomás = ρgh. Tiszta víz 4°C-on ≠ tengervíz ≠ forró víz. A sűrűség számít!
- Vákuummérő rossz tartományban való használataFix: A Pirani 10⁵–10⁻¹ Pa, az ionizációs mérő 10⁻²–10⁻⁹ Pa tartományban működik. A tartományon kívüli használat hamis értékeket ad.
Gyors referencia
Túlnyomás ↔ abszolút
Abszolút = Túlnyomás + Légköri
Tengerszinten: adjon hozzá 101,325 kPa-t vagy 14,696 psi-t
- Igazítsa az alapvonalat a magassághoz
- Mindig dokumentálja, melyik skálát használja
Vízoszlop magassága
Vízoszlop magasságából nyomásba
- 1 mH₂O ≈ 9,80665 kPa
- 10 mH₂O ≈ ~1 bar
Időjárási átváltások
Magasságmérő beállítások
- 1013 hPa = 29,92 inHg
- 1 inHg ≈ 33,8639 hPa
Altimetria alapozó
QNH • QFE • QNE
Ismerje a referenciáját
- QNH: Tengerszinti nyomás (a magasságmérőt a repülőtér magasságára állítja)
- QFE: Repülőtéri nyomás (a magasságmérő 0-t mutat a repülőtéren)
- QNE: Standard 1013,25 hPa / 29,92 inHg (repülési szintek)
Gyors nyomás-magasság számítás
Ökölszabályok
- ±1 inHg ≈ ∓1000 láb jelzett
- ±1 hPa ≈ ∓27 láb jelzett
- Hideg/meleg levegő: a sűrűséghibák befolyásolják a valós magasságot
Vákuum műszerek
Pirani/termikus
A gáz hővezető képességét méri
- Tartomány: ~10⁵ → 10⁻¹ Pa (kb.)
- Gázfüggő; kalibrálja a gáz típusára
- Kiváló durva és alacsony vákuumhoz
Ionizációs/hidegkatódos
Ionizációs áram vs. nyomás
- Tartomány: ~10⁻² → 10⁻⁹ Pa
- Érzékeny a szennyeződésekre és a gázfajokra
- Használja szigeteléssel a magas nyomás elleni védelem érdekében
Kapacitív manométer
Abszolút membrán elmozdulás
- Nagy pontosság; gázfüggetlen
- A tartományok ~10⁻¹ → 10⁵ Pa-ig terjednek
- Ideális folyamatszabályozáshoz
Kerülendő gyakori hibák
- A túlnyomás/abszolút skálák (barg/bara, kPag/kPaa) keverése a berendezések specifikációjakor
- Feltételezés, hogy a mmHg ≡ torr minden körülmények között (kisebb definíciós különbségek)
- A hPa és a Pa összetévesztése (1 hPa = 100 Pa, nem 1 Pa)
- A magasság figyelmen kívül hagyása a túlnyomás ↔ abszolút nyomás átváltásakor
- A vízoszlop-átváltások használata a folyadék sűrűségének/hőmérsékletének korrekciója nélkül
- Vákuummérő használata a pontos tartományán kívül
Hová illik az egyes egységek
Repülés és altimetria
A magasságmérők inHg-t vagy hPa-t használnak, amelyet a helyi QNH-ra állítanak; a nyomás befolyásolja a jelzett magasságot.
- 29,92 inHg = 1013 hPa standard
- A magas/alacsony nyomás eltolja a jelzett magasságot
Orvostudomány
A vérnyomás mmHg-t használ; a légzőkészülékek és a CPAP cmH₂O-t használnak.
- Tipikus vérnyomás 120/80 mmHg
- 5–20 cmH₂O CPAP-hez
Mérnöki tudományok és hidraulika
A technológiai berendezések és a hidraulika gyakran bar-t, MPa-t vagy psi-t használnak.
- Hidraulikus vezetékek: tízestől több száz barig
- Nyomástartó edények bar/psi-ben értékelve
Időjárás és éghajlat
Az időjárási térképek a tengerszinti nyomást hPa-ban vagy mbar-ban mutatják.
- Erős alacsony nyomás < 990 hPa
- Erős magas nyomás > 1030 hPa
Vákuum és tisztaterek
A vákuumtechnológia torr-t vagy Pa-t használ durva, magas és ultra-magas vákuumhoz.
- Durva vákuum: ~10³–10⁵ Pa
- Ultra-magas vákuum: < 10⁻⁶ Pa
Nyomás összehasonlítása különböző alkalmazásokban
| Alkalmazás | Pa | bar | psi | atm |
|---|---|---|---|---|
| Tökéletes vákuum | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Ultra-magas vákuum | 10⁻⁷ | 10⁻¹² | 1.5×10⁻¹¹ | 10⁻¹² |
| Magas vákuum (SEM) | 10⁻² | 10⁻⁷ | 1.5×10⁻⁶ | 10⁻⁷ |
| Alacsony vákuum (durva) | 10³ | 0.01 | 0.15 | 0.01 |
| Légkör a tengerszinten | 101,325 | 1.01 | 14.7 | 1 |
| Autógumi (tipikus) | 220,000 | 2.2 | 32 | 2.2 |
| Kerékpárgumi (országúti) | 620,000 | 6.2 | 90 | 6.1 |
| Magasnyomású mosó | 13.8 MPa | 138 | 2,000 | 136 |
| Búvárpalack (tele) | 20 MPa | 200 | 2,900 | 197 |
| Hidraulikus prés | 70 MPa | 700 | 10,000 | 691 |
| Mély óceán (11 km) | 110 MPa | 1,100 | 16,000 | 1,086 |
| Gyémántüllős cella | 100 GPa | 10⁶ | 15×10⁶ | 10⁶ |
Vákuum- és nyomástartományok
| Tartomány | Kb. Pa | Példák |
|---|---|---|
| Légköri | ~101 kPa | Levegő a tengerszinten |
| Magas nyomás (ipari) | > 1 MPa | Hidraulika, tartályok |
| Durva vákuum | 10³–10⁵ Pa | Szivattyúk, gáztalanítás |
| Magas vákuum | 10⁻¹–10⁻³ Pa | SEM, lerakódás |
| Ultra-magas vákuum | < 10⁻⁶ Pa | Felülettudomány |
Hogyan működnek az átváltások
- 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
Gyakori átváltások
| Miből | Mibe | Tényező | Példa |
|---|---|---|---|
| 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 |
Gyors példák
Mindennapi mérföldkövek
| Dolog | Tipikus nyomás | Megjegyzések |
|---|---|---|
| Légkör a tengerszinten | 1013 hPa | Standard nap |
| Erős magas nyomás | > 1030 hPa | Szép idő |
| Erős alacsony nyomás | < 990 hPa | Viharok |
| Autógumi | 30–35 psi | ~2–2,4 bar |
| Magasnyomású mosó | 1,500–3,000 psi | Fogyasztói modellek |
| Búvárpalack | 200–300 bar | Töltési nyomás |
Lenyűgöző tények a nyomásról
A hPa vs. mbar rejtély
1 hPa = pontosan 1 mbar — ugyanazok! A meteorológia az SI-konzisztencia érdekében váltott mbar-ról hPa-ra, de numerikusan azonosak.
Miért mmHg az orvostudományban?
A higanyos manométerek több mint 300 évig az arany standardot jelentették. Annak ellenére, hogy a toxicitásuk miatt fokozatosan kivonták őket a forgalomból, a vérnyomást világszerte még mindig mmHg-ben mérik!
A magasság felezési szabálya
A légköri nyomás nagyjából minden 5,5 km (18 000 láb) magasságnövekedéssel a felére csökken. A Mount Everest csúcsán (8,8 km) a nyomás csupán 1/3-a a tengerszintinek!
A mélytenger zúzó ereje
A Mariana-árokban (11 km mélyen) a nyomás eléri az 1100 bar-t — ami elegendő egy ember azonnali összeroppantásához. Ez olyan, mintha minden négyzetcentiméteren 1100 kg ülne!
Az űr vákuuma
A világűrben a nyomás ~10⁻¹⁷ Pa — ez 100 millió billióval kevesebb, mint a Föld légköre. A véred szó szerint felforrna (testhőmérsékleten)!
A gumiabroncs-nyomás paradoxona
Egy 32 psi-s autógumi valójában 46,7 psi abszolút nyomást tapasztal (32 + 14,7 légköri). A túlnyomást mérjük, mert az a „plusz” nyomás végzi a munkát!
Pascal szerény névrokona
A pascal (Pa) Blaise Pascalról kapta a nevét, aki 1648-ban egy barométerrel a hegyre felmenve bizonyította a légköri nyomás létezését. Mindössze 25 éves volt!
A kukta varázsa
1 barral (15 psi) a légköri nyomás felett a víz 121°C-on forr 100°C helyett. Ez 70%-kal csökkenti a főzési időt — a nyomás szó szerint felgyorsítja a kémiát!
Rekordok és szélsőségek
| Rekord | Nyomás | Megjegyzések |
|---|---|---|
| Legmagasabb tengerszinti nyomás | > 1080 hPa | Szibériai magasnyomások (történelmi) |
| Legalacsonyabb tengerszinti nyomás | ~870–880 hPa | Erős trópusi ciklonok |
| Mély óceán (~11 km) | ~1,100 bar | Mariana-árok |
A nyomásmérés történeti fejlődése
1643
A barométer születése
Evangelista Torricelli feltalálja a higanyos barométert, miközben azt vizsgálja, miért nem tudják a vízszivattyúk a vizet 10 méternél magasabbra emelni. Létrehozza az első mesterséges vákuumot és a mmHg-t az első nyomásegységként határozza meg.
Bebizonyította, hogy a levegőnek van súlya és nyomása, forradalmasítva ezzel a légkörről alkotott képünket. A torr egység (1/760 atm) az ő tiszteletére kapta a nevét.
1648
Pascal hegyi kísérlete
Blaise Pascal (25 éves) megbízza a sógorát, hogy vigyen fel egy barométert a Puy de Dôme hegyre, bizonyítva, hogy a légköri nyomás a magassággal csökken. A higany a csúcson 760 mm-ről 660 mm-re esett.
Megállapította a magasság és a nyomás közötti kapcsolatot, amely alapvető a repülés és a meteorológia számára. A pascal (Pa) egység az ő munkáját tiszteli.
1662
Boyle törvényének felfedezése
Robert Boyle felfedezi a nyomás és a térfogat közötti fordított arányosságot (PV = állandó) továbbfejlesztett vákuumszivattyúk és egy J-alakú cső segítségével.
A gáztörvények és a termodinamika alapja. Lehetővé tette a nyomás-térfogat kapcsolatok tudományos vizsgálatát zárt gázokban.
1849
A Bourdon-cső feltalálása
Eugène Bourdon szabadalmaztatja a Bourdon-csöves nyomásmérőt – egy hajlított fémcsövet, amely nyomás alatt kiegyenesedik. Egyszerű, robusztus és pontos.
Felváltotta a törékeny higanyos manométereket az ipari alkalmazásokban. 175 évvel később még mindig ez a legelterjedtebb mechanikus nyomásmérő kialakítás.
1913
A bar szabványosítása
A bar-t hivatalosan 10⁶ dyn/cm²-ként (pontosan 100 kPa) definiálják, amelyet azért választottak, hogy a légköri nyomáshoz közeli legyen a kényelem érdekében.
Európa-szerte a szabványos mérnöki egységgé vált. 1 bar ≈ 1 atmoszféra megkönnyítette a mérnökök számára a fejszámolást.
1971
A pascal mint SI-egység
A pascalt (Pa = N/m²) a nyomás hivatalos SI-egységévé fogadják el, felváltva a bar-t a tudományos kontextusokban.
Egyesítette a nyomásmérést Newton erőegységével. Azonban a bar a kényelmes skálája miatt továbbra is domináns a mérnöki gyakorlatban.
1980-as–1990-es évek
A meteorológia SI-átállása
A meteorológiai szolgálatok világszerte áttértek a millibarról (mbar) a hektopascalra (hPa). Mivel 1 mbar = pontosan 1 hPa, az összes történelmi adat érvényes maradt.
Fájdalommentes átállás az SI-egységekre. A legtöbb időjárási térkép ma már hPa-t mutat, bár a repülésben néhol még mindig mbar-t vagy inHg-t használnak.
2000-es évek
A MEMS-nyomásforradalom
A mikro-elektromechanikai rendszerek (MEMS) lehetővé teszik apró, olcsó és pontos nyomásérzékelők készítését. Megtalálhatók okostelefonokban (barométer), autókban (gumiabroncs-nyomás) és viselhető eszközökben.
Demokratizálta a nyomásmérést. Az okostelefonod akár 1 méteres magasságváltozásokat is képes mérni a légköri nyomás segítségével.
Tippek
- Mindig adja meg, hogy túlnyomás (g) vagy abszolút (a)
- Használjon hPa-t az időjáráshoz, kPa-t vagy bar-t a mérnöki munkához, psi-t a gumiabroncsokhoz
- Vízoszlop: ~9,81 kPa méterenként; hasznos a durva ellenőrzésekhez
- Automatikus tudományos jelölés: Az < 1 µPa vagy > 1 GPa értékek tudományos jelöléssel jelennek meg az olvashatóság érdekében
Egységkatalógus
Metrikus (SI)
| Egység | Szimbólum | Pascal | Megjegyzések |
|---|---|---|---|
| bár | bar | 100,000 | 100 kPa; kényelmes mérnöki egység. |
| kilopaszkál | kPa | 1,000 | 1000 Pa; mérnöki skála. |
| megapaszkál | MPa | 1,000,000 | 1000 kPa; nagynyomású rendszerek. |
| millibár | mbar | 100 | Millibar; régi meteorológia (1 mbar = 1 hPa). |
| paszkál | Pa | 1 | SI-alapegység (N/m²). |
| gigapaszkál | GPa | 1.000e+9 | 1000 MPa; anyagi feszültségek. |
| hektopaszkál | hPa | 100 | Hektopascal; ugyanaz, mint az mbar; az időjárásban használatos. |
Imperiális / USA
| Egység | Szimbólum | Pascal | Megjegyzések |
|---|---|---|---|
| font per négyzethüvelyk | psi | 6,894.76 | Font per négyzethüvelyk; gumiabroncsok, hidraulika (lehet túlnyomás vagy abszolút). |
| kilofont per négyzethüvelyk | ksi | 6,894,760 | 1000 psi; anyag- és szerkezeti specifikációk. |
| font per négyzetláb | psf | 47.8803 | Font per négyzetláb; épületterhelések. |
Atmoszféra
| Egység | Szimbólum | Pascal | Megjegyzések |
|---|---|---|---|
| atmoszféra (standard) | atm | 101,325 | Standard atmoszféra = 101,325 kPa. |
| atmoszféra (technikai) | at | 98,066.5 | Technikai atmoszféra ≈ 98,0665 kPa. |
Higanyoszlop
| Egység | Szimbólum | Pascal | Megjegyzések |
|---|---|---|---|
| higanyhüvelyk | inHg | 3,386.39 | Hüvelyk higany; repülés és időjárás. |
| higanymilliméter | mmHg | 133.322 | Milliméter higany; orvostudomány és vákuum. |
| torr | Torr | 133.322 | 1/760 atm ≈ 133,322 Pa. |
| higanycentiméter | cmHg | 1,333.22 | Centiméter higany; kevésbé gyakori. |
Vízoszlop
| Egység | Szimbólum | Pascal | Megjegyzések |
|---|---|---|---|
| vízcentiméter | cmH₂O | 98.0665 | Centiméter vízoszlop; légzési/CPAP. |
| vízláb | ftH₂O | 2,989.07 | Láb vízoszlop. |
| vízhüvelyk | inH₂O | 249.089 | Hüvelyk vízoszlop; szellőzés és HVAC. |
| vízméter | mH₂O | 9,806.65 | Méter vízoszlop; hidraulika. |
| vízmilliméter | mmH₂O | 9.80665 | Milliméter vízoszlop. |
Tudományos / CGS
| Egység | Szimbólum | Pascal | Megjegyzések |
|---|---|---|---|
| barye | Ba | 0.1 | Barye; 0,1 Pa (CGS). |
| din per négyzetcentiméter | dyn/cm² | 0.1 | Din per cm²; 0,1 Pa (CGS). |
| kilogramm-erő per négyzetcentiméter | kgf/cm² | 98,066.5 | Kilogramm-erő per cm² (nem SI). |
| kilogramm-erő per négyzetméter | kgf/m² | 9.80665 | Kilogramm-erő per m² (nem SI). |
| kilogramm-erő per négyzetmilliméter | kgf/mm² | 9,806,650 | Kilogramm-erő per mm² (nem SI). |
| kilonewton per négyzetméter | kN/m² | 1,000 | Kilonewton per m²; egyenlő kPa-val. |
| meganewton per négyzetméter | MN/m² | 1,000,000 | Meganewton per m²; egyenlő MPa-val. |
| newton per négyzetméter | N/m² | 1 | Newton per m²; egyenlő Pa-val (redundáns forma). |
| newton per négyzetmilliméter | N/mm² | 1,000,000 | Newton per mm²; egyenlő MPa-val. |
| tonna-erő per négyzetcentiméter | tf/cm² | 98,066,500 | Tonna-erő per cm² (nem SI). |
| tonna-erő per négyzetméter | tf/m² | 9,806.65 | Tonna-erő per m² (nem SI). |
Gyakran Ismételt Kérdések
Mikor használjak abszolút és mikor túlnyomást?
Használjon abszolút nyomást a termodinamikához/vákuumhoz; túlnyomást a gyakorlati berendezések értékeléséhez. Mindig jelölje az egységeket 'a' vagy 'g' utótaggal (pl. bara vs. barg, kPaa vs. kPag).
Miért használnak a pilóták inHg-t?
A régi magasságmérő skálák hüvelyk higanyban vannak megadva; sok ország hPa-t (QNH) használ.
Mi az a torr?
1 torr pontosan 1/760-ad része egy standard atmoszférának (≈133,322 Pa). Gyakori a vákuumtechnikában.
Teljes Eszköztár
Az összes 71 eszköz elérhető a UNITS-on