Convertitore di Pressione
Pressione — da pascal e psi ad atmosfere e torr
Comprendi la pressione in meteorologia, idraulica, aviazione, sistemi a vuoto e medicina. Converti con sicurezza tra Pa, kPa, bar, psi, atm, mmHg, inHg e altro ancora.
Fondamenti della pressione
Idrostatica
Le colonne di fluido creano una pressione proporzionale alla profondità e alla densità.
- p = ρ g h
- Acqua: ~9,81 kPa per metro
- 1 bar ≈ 10 m di colonna d'acqua
Pressione atmosferica
La meteorologia usa l'hPa (uguale al mbar). Lo standard al livello del mare è 1013,25 hPa.
- 1 atm = 101,325 kPa
- Bassa pressione → tempeste
- Alta pressione → bel tempo
Relativa vs assoluta
La pressione relativa (suffisso 'g') misura rispetto all'ambiente. La pressione assoluta (suffisso 'a') misura rispetto al vuoto.
- Assoluta = Relativa + Atmosferica
- Al livello del mare: aggiungere ~101,325 kPa (14,7 psi)
- L'altitudine cambia la linea di base atmosferica
- Usa kPa/hPa per la meteorologia, bar per l'ingegneria, psi per i pneumatici
- Specifica relativa vs assoluta per evitare grossi errori
- Converti tramite pascal (Pa) per chiarezza
Aiuti mnemonici
Calcolo mentale rapido
bar ↔ kPa
1 bar = 100 kPa esattamente. Sposta solo il punto decimale di 2 posti.
psi ↔ kPa
1 psi ≈ 7 kPa. Moltiplica per 7 per una stima approssimativa.
atm ↔ kPa
1 atm ≈ 100 kPa. L'atmosfera standard è vicina a 1 bar.
mmHg ↔ Pa
760 mmHg = 1 atm ≈ 101 kPa. Ogni mmHg ≈ 133 Pa.
inHg ↔ hPa
29,92 inHg = 1013 hPa (standard). 1 inHg ≈ 34 hPa.
Prevalenza idraulica
1 metro H₂O ≈ 10 kPa. Utile per calcoli di prevalenza idraulica.
Riferimenti visivi sulla pressione
| Scenario | Pressure | Visual Reference |
|---|---|---|
| Livello del mare | 1013 hPa (1 atm) | La tua linea di base - pressione atmosferica standard |
| Pneumatico auto | 32 psi (2,2 bar) | Circa 2 volte la pressione atmosferica |
| Cima di montagna (3 km) | ~700 hPa | 30% in meno di pressione dell'aria rispetto al livello del mare |
| Forte tempesta | 950 hPa | 6% sotto la norma - porta brutto tempo |
| Bombola da sub (piena) | 200 bar | 200 volte la pressione atmosferica - compressione massiccia |
| Camera a vuoto | 10⁻⁶ Pa | Un bilionesimo di atmosfera - vuoto quasi perfetto |
| Oceano profondo (10 km) | 1000 bar | 1000 volte la pressione atmosferica - profondità schiaccianti |
| Idropulitrice | 2000 psi (138 bar) | 140 volte la pressione atmosferica - potenza industriale |
Errori comuni
- Confusione tra relativa e assolutaFix: Specifica sempre 'g' o 'a' (es. barg/bara, kPag/kPaa). Relativa = Assoluta − Atmosferica.
- Mescolare hPa e PaFix: 1 hPa = 100 Pa, non 1 Pa. Ectopascal significa 100 pascal.
- Supporre che mmHg ≡ TorrFix: Simili ma non identici: 1 torr = 1/760 atm esattamente; 1 mmHg ≈ 133,322 Pa (dipendente dalla temperatura).
- Ignorare l'altitudineFix: La pressione atmosferica scende del ~12% per km. Le conversioni relative richiedono la pressione atmosferica locale.
- Prevalenza idraulica senza densitàFix: Pressione = ρgh. Acqua pura a 4°C ≠ acqua di mare ≠ acqua calda. La densità conta!
- Usare un intervallo errato del vacuometroFix: Pirani funziona tra 10⁵–10⁻¹ Pa, il manometro a ionizzazione tra 10⁻²–10⁻⁹ Pa. L'uso fuori intervallo dà letture false.
Riferimento rapido
Relativa ↔ assoluta
Assoluta = Relativa + Atmosferica
Al livello del mare: aggiungere 101,325 kPa o 14,696 psi
- Regola la linea di base per l'altitudine
- Documenta sempre quale scala usi
Prevalenza idraulica
Da prevalenza idraulica a pressione
- 1 mH₂O ≈ 9,80665 kPa
- 10 mH₂O ≈ ~1 bar
Conversioni meteorologiche
Impostazioni dell'altimetro
- 1013 hPa = 29,92 inHg
- 1 inHg ≈ 33,8639 hPa
Introduzione all'altimetria
QNH • QFE • QNE
Conosci il tuo riferimento
- QNH: Pressione a livello del mare (imposta l'altimetro sull'elevazione del campo)
- QFE: Pressione del campo (l'altimetro legge 0 sul campo)
- QNE: Standard 1013,25 hPa / 29,92 inHg (livelli di volo)
Calcolo rapido pressione-altitudine
Regole pratiche
- ±1 inHg ≈ ∓1.000 piedi indicati
- ±1 hPa ≈ ∓27 piedi indicati
- Aria fredda/calda: gli errori di densità influenzano l'altitudine reale
Strumentazione per il vuoto
Pirani/termico
Misura la conducibilità termica del gas
- Intervallo: ~10⁵ → 10⁻¹ Pa (circa)
- Dipendente dal gas; calibrare per tipo di gas
- Ottimo per vuoto grossolano e basso
Ionizzazione/catodo freddo
Corrente di ionizzazione vs. pressione
- Intervallo: ~10⁻² → 10⁻⁹ Pa
- Sensibile alla contaminazione e alle specie di gas
- Utilizzare con isolamento per proteggere ad alta pressione
Manometro a capacità
Deflessione assoluta del diaframma
- Alta precisione; indipendente dal gas
- Gli intervalli coprono ~10⁻¹ → 10⁵ Pa
- Ideale per il controllo di processo
Errori comuni da evitare
- Mescolare le scale relativa/assoluta (barg/bara, kPag/kPaa) quando si specificano le apparecchiature
- Supporre che mmHg ≡ torr in tutte le condizioni (lievi differenze di definizione)
- Confondere hPa con Pa (1 hPa = 100 Pa, non 1 Pa)
- Ignorare l'altitudine quando si converte relativa ↔ assoluta
- Utilizzare conversioni di prevalenza idraulica senza correggere la densità/temperatura del fluido
- Utilizzare un vacuometro al di fuori del suo intervallo di precisione
Dove si inserisce ogni unità
Aviazione e altimetria
Gli altimetri usano inHg o hPa impostati sul QNH locale; la pressione influenza l'altitudine indicata.
- 29,92 inHg = 1013 hPa standard
- L'alta/bassa pressione sposta l'altitudine indicata
Medicina
La pressione sanguigna usa mmHg; i respiratori e le CPAP usano cmH₂O.
- Pressione arteriosa tipica 120/80 mmHg
- 5–20 cmH₂O per CPAP
Ingegneria e idraulica
Le apparecchiature di processo e l'idraulica usano spesso bar, MPa o psi.
- Linee idrauliche: da decine a centinaia di bar
- Recipienti a pressione valutati in bar/psi
Meteo e clima
Le mappe meteorologiche mostrano la pressione a livello del mare in hPa o mbar.
- Forti basse pressioni < 990 hPa
- Forti alte pressioni > 1030 hPa
Vuoto e camere bianche
La tecnologia del vuoto usa torr o Pa per il vuoto grossolano, alto e ultra-alto.
- Vuoto grossolano: ~10³–10⁵ Pa
- Vuoto ultra-alto (UHV): < 10⁻⁶ Pa
Confronto della pressione tra le applicazioni
| Applicazione | Pa | bar | psi | atm |
|---|---|---|---|---|
| Vuoto perfetto | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Vuoto ultra-alto | 10⁻⁷ | 10⁻¹² | 1.5×10⁻¹¹ | 10⁻¹² |
| Alto vuoto (SEM) | 10⁻² | 10⁻⁷ | 1.5×10⁻⁶ | 10⁻⁷ |
| Basso vuoto (grossolano) | 10³ | 0.01 | 0.15 | 0.01 |
| Atmosfera al livello del mare | 101,325 | 1.01 | 14.7 | 1 |
| Pneumatico auto (tipico) | 220,000 | 2.2 | 32 | 2.2 |
| Pneumatico bici (strada) | 620,000 | 6.2 | 90 | 6.1 |
| Idropulitrice | 13.8 MPa | 138 | 2,000 | 136 |
| Bombola da sub (piena) | 20 MPa | 200 | 2,900 | 197 |
| Pressa idraulica | 70 MPa | 700 | 10,000 | 691 |
| Oceano profondo (11 km) | 110 MPa | 1,100 | 16,000 | 1,086 |
| Cella a incudine di diamante | 100 GPa | 10⁶ | 15×10⁶ | 10⁶ |
Intervalli di vuoto e pressione
| Intervallo | Pa approx. | Esempi |
|---|---|---|
| Atmosferico | ~101 kPa | Aria al livello del mare |
| Alta pressione (industriale) | > 1 MPa | Idraulica, recipienti |
| Vuoto grossolano | 10³–10⁵ Pa | Pompe, degasaggio |
| Alto vuoto | 10⁻¹–10⁻³ Pa | SEM, deposizione |
| Vuoto ultra-alto | < 10⁻⁶ Pa | Scienza delle superfici |
Come funzionano le conversioni
- 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
Conversioni comuni
| Da | A | Fattore | Esempio |
|---|---|---|---|
| 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 |
Esempi rapidi
Punti di riferimento quotidiani
| Cosa | Pressione tipica | Note |
|---|---|---|
| Atmosfera al livello del mare | 1013 hPa | Giorno standard |
| Forte alta pressione | > 1030 hPa | Bel tempo |
| Forte bassa pressione | < 990 hPa | Tempeste |
| Pneumatico auto | 30–35 psi | ~2–2,4 bar |
| Idropulitrice | 1,500–3,000 psi | Modelli di consumo |
| Bombola da sub | 200–300 bar | Pressione di riempimento |
Fatti sorprendenti sulla pressione
Il mistero di hPa vs mbar
1 hPa = 1 mbar esattamente — sono la stessa cosa! La meteorologia è passata da mbar a hPa per coerenza con il SI, ma sono numericamente identici.
Perché mmHg in medicina?
I manometri a mercurio sono stati lo standard di riferimento per oltre 300 anni. Nonostante siano stati eliminati gradualmente a causa della tossicità, la pressione sanguigna è ancora misurata in mmHg in tutto il mondo!
La regola del dimezzamento dell'altitudine
La pressione atmosferica si dimezza circa ogni 5,5 km (18.000 piedi) di altitudine. In cima al Monte Everest (8,8 km), la pressione è solo 1/3 di quella al livello del mare!
La forza schiacciante del mare profondo
Nella Fossa delle Marianne (11 km di profondità), la pressione raggiunge i 1.100 bar, abbastanza da schiacciare un essere umano all'istante. È come avere 1.100 kg su ogni centimetro quadrato!
Il vuoto dello spazio
Lo spazio esterno ha una pressione di ~10⁻¹⁷ Pa, ovvero 100 milioni di trilioni di volte inferiore a quella dell'atmosfera terrestre. Il tuo sangue bollirebbe letteralmente (a temperatura corporea)!
Il paradosso della pressione dei pneumatici
Un pneumatico per auto a 32 psi subisce in realtà 46,7 psi di pressione assoluta (32 + 14,7 atmosferici). Misuriamo la pressione relativa perché è la pressione 'extra' che fa il lavoro!
L'umile omonimo di Pascal
Il pascal (Pa) prende il nome da Blaise Pascal, che dimostrò l'esistenza della pressione atmosferica portando un barometro su una montagna nel 1648. Aveva solo 25 anni!
La magia della pentola a pressione
A 1 bar (15 psi) sopra la pressione atmosferica, l'acqua bolle a 121°C invece che a 100°C. Ciò riduce i tempi di cottura del 70% — la pressione accelera letteralmente la chimica!
Record ed estremi
| Record | Pressione | Note |
|---|---|---|
| Pressione più alta a livello del mare | > 1080 hPa | Alte pressioni siberiane (storiche) |
| Pressione più bassa a livello del mare | ~870–880 hPa | Forti cicloni tropicali |
| Oceano profondo (~11 km) | ~1,100 bar | Fossa delle Marianne |
Evoluzione storica della misurazione della pressione
1643
Nascita del barometro
Evangelista Torricelli inventa il barometro a mercurio mentre studia perché le pompe dell'acqua non riescono a sollevare l'acqua oltre i 10 metri. Crea il primo vuoto artificiale e stabilisce il mmHg come prima unità di pressione.
Ha dimostrato che l'aria ha un peso e una pressione, rivoluzionando la nostra comprensione dell'atmosfera. L'unità torr (1/760 atm) è chiamata in suo onore.
1648
L'esperimento in montagna di Pascal
Blaise Pascal (25 anni) fa portare a suo cognato un barometro sulla montagna Puy de Dôme, dimostrando che la pressione atmosferica diminuisce con l'altitudine. Il mercurio scese da 760mm a 660mm in cima.
Ha stabilito la relazione tra altitudine e pressione, fondamentale per l'aviazione e la meteorologia. L'unità pascal (Pa) onora il suo lavoro.
1662
Scoperta della legge di Boyle
Robert Boyle scopre la relazione inversa tra pressione e volume (PV = costante) utilizzando pompe a vuoto migliorate e un apparato a tubo a J.
Fondamento delle leggi dei gas e della termodinamica. Ha permesso lo studio scientifico delle relazioni pressione-volume nei gas confinati.
1849
Invenzione del tubo di Bourdon
Eugène Bourdon brevetta il manometro a tubo di Bourdon, un tubo metallico curvo che si raddrizza sotto pressione. Semplice, robusto e preciso.
Ha sostituito i fragili manometri a mercurio nelle applicazioni industriali. È ancora il design di manometro meccanico più comune 175 anni dopo.
1913
Standardizzazione del bar
Il bar viene ufficialmente definito come 10⁶ dyne/cm² (esattamente 100 kPa), scelto per essere vicino alla pressione atmosferica per comodità.
È diventato l'unità ingegneristica standard in tutta Europa. 1 bar ≈ 1 atmosfera ha reso facile il calcolo mentale per gli ingegneri.
1971
Il pascal come unità SI
Il pascal (Pa = N/m²) viene adottato come unità SI ufficiale per la pressione, sostituendo il bar in contesti scientifici.
Ha unificato la misurazione della pressione con l'unità di forza di Newton. Tuttavia, il bar rimane dominante in ingegneria grazie alla sua scala conveniente.
Anni '80-'90
Transizione della meteorologia al SI
I servizi meteorologici di tutto il mondo passano dal millibar (mbar) all'ettopascal (hPa). Poiché 1 mbar = 1 hPa esattamente, tutti i dati storici sono rimasti validi.
Transizione indolore alle unità SI. La maggior parte delle mappe meteorologiche ora mostra hPa, sebbene alcune applicazioni aeronautiche utilizzino ancora mbar o inHg.
Anni 2000
La rivoluzione della pressione MEMS
I sistemi micro-elettromeccanici (MEMS) consentono sensori di pressione minuscoli, economici e precisi. Si trovano in smartphone (barometro), automobili (pressione pneumatici) e dispositivi indossabili.
Ha democratizzato la misurazione della pressione. Il tuo smartphone può misurare variazioni di altitudine di appena 1 metro utilizzando la pressione atmosferica.
Suggerimenti
- Specifica sempre relativa (g) o assoluta (a)
- Usa hPa per la meteorologia, kPa o bar per l'ingegneria, psi per i pneumatici
- Colonna d'acqua: ~9,81 kPa per metro; utile per controlli approssimativi
- Notazione scientifica automatica: i valori < 1 µPa o > 1 GPa vengono visualizzati in notazione scientifica per la leggibilità
Catalogo delle unità
Metrico (SI)
| Unità | Simbolo | Pascal | Note |
|---|---|---|---|
| bar | bar | 100,000 | 100 kPa; comoda unità ingegneristica. |
| kilopascal | kPa | 1,000 | 1.000 Pa; scala ingegneristica. |
| megapascal | MPa | 1,000,000 | 1.000 kPa; sistemi ad alta pressione. |
| millibar | mbar | 100 | Millibar; meteorologia legacy (1 mbar = 1 hPa). |
| pascal | Pa | 1 | Unità base del SI (N/m²). |
| gigapascal | GPa | 1.000e+9 | 1.000 MPa; sollecitazioni dei materiali. |
| ettopascal | hPa | 100 | Ettopascal; uguale a mbar; usato in meteorologia. |
Imperiale / USA
| Unità | Simbolo | Pascal | Note |
|---|---|---|---|
| libbra per pollice quadrato | psi | 6,894.76 | Libbre per pollice quadrato; pneumatici, idraulica (può essere relativo o assoluto). |
| kilolibbra per pollice quadrato | ksi | 6,894,760 | 1.000 psi; specifiche di materiali e strutture. |
| libbra per piede quadrato | psf | 47.8803 | Libbre per piede quadrato; carichi edilizi. |
Atmosfera
| Unità | Simbolo | Pascal | Note |
|---|---|---|---|
| atmosfera (standard) | atm | 101,325 | Atmosfera standard = 101.325 kPa. |
| atmosfera (tecnica) | at | 98,066.5 | Atmosfera tecnica ≈ 98.0665 kPa. |
Colonna di mercurio
| Unità | Simbolo | Pascal | Note |
|---|---|---|---|
| pollice di mercurio | inHg | 3,386.39 | Pollice di mercurio; aviazione e meteorologia. |
| millimetro di mercurio | mmHg | 133.322 | Millimetro di mercurio; medicina e vuoto. |
| torr | Torr | 133.322 | 1/760 di atm ≈ 133,322 Pa. |
| centimetro di mercurio | cmHg | 1,333.22 | Centimetro di mercurio; meno comune. |
Colonna d'acqua
| Unità | Simbolo | Pascal | Note |
|---|---|---|---|
| centimetro d'acqua | cmH₂O | 98.0665 | Centimetro di colonna d'acqua; respiratorio/CPAP. |
| piede d'acqua | ftH₂O | 2,989.07 | Piede di colonna d'acqua. |
| pollice d'acqua | inH₂O | 249.089 | Pollice di colonna d'acqua; ventilazione e HVAC. |
| metro d'acqua | mH₂O | 9,806.65 | Metro di colonna d'acqua; idraulica. |
| millimetro d'acqua | mmH₂O | 9.80665 | Millimetro di colonna d'acqua. |
Scientifico / CGS
| Unità | Simbolo | Pascal | Note |
|---|---|---|---|
| barye | Ba | 0.1 | Barye; 0,1 Pa (CGS). |
| dyne per centimetro quadrato | dyn/cm² | 0.1 | Dyne per cm²; 0,1 Pa (CGS). |
| chilogrammo-forza per centimetro quadrato | kgf/cm² | 98,066.5 | Chilogrammo-forza per cm² (non-SI). |
| chilogrammo-forza per metro quadrato | kgf/m² | 9.80665 | Chilogrammo-forza per m² (non-SI). |
| chilogrammo-forza per millimetro quadrato | kgf/mm² | 9,806,650 | Chilogrammo-forza per mm² (non-SI). |
| kilonewton per metro quadrato | kN/m² | 1,000 | Kilonewton per m²; uguale a kPa. |
| meganewton per metro quadrato | MN/m² | 1,000,000 | Meganewton per m²; uguale a MPa. |
| newton per metro quadrato | N/m² | 1 | Newton per m²; uguale a Pa (forma ridondante). |
| newton per millimetro quadrato | N/mm² | 1,000,000 | Newton per mm²; uguale a MPa. |
| tonnellata-forza per centimetro quadrato | tf/cm² | 98,066,500 | Tonnellata-forza per cm² (non-SI). |
| tonnellata-forza per metro quadrato | tf/m² | 9,806.65 | Tonnellata-forza per m² (non-SI). |
Domande frequenti
Quando dovrei usare la pressione assoluta o quella relativa?
Usa l'assoluta per la termodinamica/il vuoto; la relativa per le valutazioni pratiche delle attrezzature. Etichetta sempre le unità con il suffisso 'a' o 'g' (es. bara vs barg, kPaa vs kPag).
Perché i piloti usano gli inHg?
Le scale altimetriche legacy sono in pollici di mercurio; molti paesi usano hPa (QNH).
Cos'è il torr?
1 torr è esattamente 1/760 di un'atmosfera standard (≈133,322 Pa). Comune nella tecnologia del vuoto.
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