압력 변환기
압력 — 파스칼과 psi에서 기압과 토르까지
날씨, 유압, 항공, 진공 시스템, 의학에서의 압력을 이해하세요. Pa, kPa, bar, psi, atm, mmHg, inHg 등 단위 간에 자신 있게 변환하세요.
압력의 기초
유체정역학
액체 기둥은 깊이와 밀도에 비례하는 압력을 생성합니다.
- p = ρ g h
- 물: 미터당 약 9.81 kPa
- 1 bar ≈ 10m 수두
대기압
날씨에서는 hPa(mbar와 동일)를 사용합니다. 해수면 표준은 1013.25 hPa입니다.
- 1 atm = 101.325 kPa
- 저기압 → 폭풍
- 고기압 → 맑은 날씨
게이지압 vs 절대압
게이지압(접미사 'g')은 주위 압력에 대한 상대적인 압력을 측정합니다. 절대압(접미사 'a')은 진공에 대한 상대적인 압력을 측정합니다.
- 절대압 = 게이지압 + 대기압
- 해수면에서: 약 101.325 kPa (14.7 psi) 추가
- 고도가 대기압 기준선을 변경합니다
- 날씨에는 kPa/hPa, 공학에는 bar, 타이어에는 psi 사용
- 큰 실수를 피하기 위해 게이지압과 절대압을 명시
- 명확성을 위해 파스칼(Pa)을 통해 변환
기억 보조 도구
빠른 암산
bar ↔ kPa
1 bar = 100 kPa입니다. 소수점을 2자리 옮기면 됩니다.
psi ↔ kPa
1 psi ≈ 7 kPa입니다. 대략적인 추정을 위해 7을 곱하세요.
atm ↔ kPa
1 atm ≈ 100 kPa입니다. 표준 대기압은 1 bar에 가깝습니다.
mmHg ↔ Pa
760 mmHg = 1 atm ≈ 101 kPa입니다. 각 mmHg ≈ 133 Pa입니다.
inHg ↔ hPa
29.92 inHg = 1013 hPa(표준)입니다. 1 inHg ≈ 34 hPa입니다.
수두
1미터 H₂O ≈ 10 kPa입니다. 수두 계산에 유용합니다.
시각적 압력 참조
| Scenario | Pressure | Visual Reference |
|---|---|---|
| 해수면 | 1013 hPa (1 atm) | 당신의 기준선 - 표준 대기압 |
| 자동차 타이어 | 32 psi (2.2 bar) | 대기압의 약 2배 |
| 산 정상 (3 km) | 약 700 hPa | 해수면보다 30% 낮은 기압 |
| 강한 폭풍 | 950 hPa | 정상보다 6% 낮음 - 악천후를 동반 |
| 스쿠버 탱크 (가득 참) | 200 bar | 대기압의 200배 - 엄청난 압축 |
| 진공 챔버 | 10⁻⁶ Pa | 대기압의 1조분의 1 - 거의 완벽한 진공 |
| 심해 (10 km) | 1000 bar | 대기압의 1000배 - 으스러뜨리는 깊이 |
| 고압 세척기 | 2000 psi (138 bar) | 대기압의 140배 - 산업용 동력 |
흔한 실수
- 게이지압과 절대압의 혼동Fix: 항상 'g' 또는 'a'를 명시하세요 (예: barg/bara, kPag/kPaa). 게이지압 = 절대압 − 대기압.
- hPa와 Pa 혼용Fix: 1 hPa = 100 Pa이며, 1 Pa가 아닙니다. 헥토파스칼은 100 파스칼을 의미합니다.
- mmHg ≡ Torr라고 가정하기Fix: 가깝지만 동일하지 않습니다: 1 torr = 정확히 1/760 atm; 1 mmHg ≈ 133.322 Pa (온도에 따라 다름).
- 고도 무시Fix: 대기압은 km당 약 12% 감소합니다. 게이지압 변환에는 현지 대기압이 필요합니다.
- 밀도 없는 수두Fix: 압력 = ρgh. 4°C의 순수한 물 ≠ 해수 ≠ 뜨거운 물. 밀도가 중요합니다!
- 잘못된 진공 게이지 범위 사용Fix: 피라니는 10⁵–10⁻¹ Pa, 이온 게이지는 10⁻²–10⁻⁹ Pa에서 작동합니다. 범위를 벗어나 사용하면 잘못된 판독값이 나옵니다.
빠른 참조
게이지압 ↔ 절대압
절대압 = 게이지압 + 대기압
해수면에서: 101.325 kPa 또는 14.696 psi 추가
- 고도에 맞게 기준선 조정
- 어떤 스케일인지 항상 기록
수두
수두에서 압력으로
- 1 mH₂O ≈ 9.80665 kPa
- 10 mH₂O ≈ 약 1 bar
날씨 변환
고도계 설정
- 1013 hPa = 29.92 inHg
- 1 inHg ≈ 33.8639 hPa
고도계 입문
QNH • QFE • QNE
기준을 파악하세요
- QNH: 해수면 기압 (고도계를 비행장 고도에 설정)
- QFE: 비행장 기압 (고도계가 비행장에서 0을 표시)
- QNE: 표준 1013.25 hPa / 29.92 inHg (비행 고도)
압력-고도 빠른 계산
경험 법칙
- ±1 inHg ≈ ∓1,000 피트 표시
- ±1 hPa ≈ ∓27 피트 표시
- 차가운/따뜻한 공기: 밀도 오차가 실제 고도에 영향
진공 계측기
피라니/열전도
가스의 열전도율 측정
- 범위: 약 10⁵ → 10⁻¹ Pa
- 가스에 따라 다름; 가스 종류에 맞게 보정
- 저진공에서 중진공까지 적합
이온/냉음극
이온화 전류 대 압력
- 범위: 약 10⁻² → 10⁻⁹ Pa
- 오염 및 가스 종류에 민감
- 고압에서 보호하기 위해 절연과 함께 사용
정전용량 압력계
절대 다이어프램 편향
- 고정밀도; 가스와 무관
- 범위는 약 10⁻¹ → 10⁵ Pa
- 공정 제어에 이상적
피해야 할 흔한 실수
- 장비를 명시할 때 게이지압/절대압 스케일을 혼용 (barg/bara, kPag/kPaa)
- 모든 조건에서 mmHg ≡ torr라고 가정 (정의에 약간의 차이 있음)
- hPa를 Pa와 혼동 (1 hPa = 100 Pa, 1 Pa 아님)
- 게이지압 ↔ 절대압 변환 시 고도 무시
- 유체 밀도/온도를 보정하지 않고 수두 변환 사용
- 정확한 범위 밖에서 진공 게이지 사용
각 단위가 사용되는 곳
항공 및 고도계
고도계는 현지 QNH에 설정된 inHg 또는 hPa를 사용; 압력이 표시 고도에 영향.
- 29.92 inHg = 1013 hPa 표준
- 고/저기압이 표시 고도를 변경
의학
혈압은 mmHg를 사용; 호흡기 및 CPAP은 cmH₂O를 사용.
- 일반적인 혈압 120/80 mmHg
- CPAP에 5–20 cmH₂O
공학 및 유압
공정 장비 및 유압에서는 bar, MPa 또는 psi를 자주 사용.
- 유압 라인: 수십에서 수백 bar
- 압력 용기는 bar/psi로 등급 지정
날씨 및 기후
일기도는 해수면 기압을 hPa 또는 mbar로 표시.
- 강한 저기압 < 990 hPa
- 강한 고기압 > 1030 hPa
진공 및 클린룸
진공 기술은 저, 고, 초고진공에서 torr 또는 Pa를 사용.
- 저진공: 약 10³–10⁵ Pa
- 초고진공: < 10⁻⁶ Pa
애플리케이션별 압력 비교
| 애플리케이션 | Pa | bar | psi | atm |
|---|---|---|---|---|
| 완벽한 진공 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 초고진공 | 10⁻⁷ | 10⁻¹² | 1.5×10⁻¹¹ | 10⁻¹² |
| 고진공 (SEM) | 10⁻² | 10⁻⁷ | 1.5×10⁻⁶ | 10⁻⁷ |
| 저진공 (러핑) | 10³ | 0.01 | 0.15 | 0.01 |
| 해수면 대기압 | 101,325 | 1.01 | 14.7 | 1 |
| 자동차 타이어 (일반) | 220,000 | 2.2 | 32 | 2.2 |
| 자전거 타이어 (도로) | 620,000 | 6.2 | 90 | 6.1 |
| 고압 세척기 | 13.8 MPa | 138 | 2,000 | 136 |
| 스쿠버 탱크 (가득 참) | 20 MPa | 200 | 2,900 | 197 |
| 유압 프레스 | 70 MPa | 700 | 10,000 | 691 |
| 심해 (11 km) | 110 MPa | 1,100 | 16,000 | 1,086 |
| 다이아몬드 앤빌 셀 | 100 GPa | 10⁶ | 15×10⁶ | 10⁶ |
진공 및 압력 범위
| 범위 | 약 Pa | 예시 |
|---|---|---|
| 대기압 | 약 101 kPa | 해수면 공기 |
| 고압 (산업용) | > 1 MPa | 유압, 용기 |
| 저진공 | 10³–10⁵ Pa | 펌프, 탈기 |
| 고진공 | 10⁻¹–10⁻³ Pa | SEM, 증착 |
| 초고진공 | < 10⁻⁶ Pa | 표면 과학 |
변환 원리
- 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
일반적인 변환
| 변환 전 | 변환 후 | 계수 | 예시 |
|---|---|---|---|
| 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 |
빠른 예시
일상적인 기준점
| 항목 | 일반적인 압력 | 참고 |
|---|---|---|
| 해수면 대기압 | 1013 hPa | 표준일 |
| 강한 고기압 | > 1030 hPa | 맑은 날씨 |
| 강한 저기압 | < 990 hPa | 폭풍 |
| 자동차 타이어 | 30–35 psi | 약 2–2.4 bar |
| 고압 세척기 | 1,500–3,000 psi | 소비자 모델 |
| 스쿠버 탱크 | 200–300 bar | 충전 압력 |
압력에 대한 놀라운 사실
hPa 대 mbar의 미스터리
1 hPa = 1 mbar입니다 — 둘은 같습니다! 기상학은 SI 일관성을 위해 mbar에서 hPa로 전환했지만, 숫자적으로는 동일합니다.
의학에서 왜 mmHg를 사용할까?
수은 압력계는 300년 이상 황금 표준이었습니다. 독성 때문에 단계적으로 폐지되었음에도 불구하고, 전 세계적으로 혈압은 여전히 mmHg로 측정됩니다!
고도 반감 규칙
대기압은 고도가 약 5.5 km(18,000 피트) 상승할 때마다 절반으로 줄어듭니다. 에베레스트 산 정상(8.8 km)에서는 기압이 해수면의 1/3에 불과합니다!
심해의 으스러뜨리는 힘
마리아나 해구(깊이 11 km)에서는 압력이 1,100 bar에 달합니다 — 사람을 즉시 으스러뜨리기에 충분합니다. 이는 매 제곱센티미터마다 1,100 kg이 앉아 있는 것과 같습니다!
우주의 진공
우주 공간의 압력은 약 10⁻¹⁷ Pa입니다 — 이는 지구 대기압보다 100경 배나 낮습니다. 당신의 피는 말 그대로 (체온에서) 끓을 것입니다!
타이어 압력의 역설
32 psi의 자동차 타이어는 실제로는 46.7 psi의 절대압(32 + 14.7 대기압)을 받고 있습니다. 우리가 게이지압을 측정하는 이유는 그것이 일을 하는 '추가적인' 압력이기 때문입니다!
파스칼의 겸손한 이름
파스칼(Pa)은 1648년 산에 기압계를 가지고 올라가 대기압의 존재를 증명한 블레즈 파스칼의 이름을 딴 것입니다. 그는 겨우 25세였습니다!
압력솥의 마법
대기압보다 1 bar(15 psi) 높은 압력에서 물은 100°C가 아닌 121°C에서 끓습니다. 이는 조리 시간을 70% 단축시킵니다 — 압력은 말 그대로 화학 반응을 가속화합니다!
기록 및 극한
| 기록 | 압력 | 참고 |
|---|---|---|
| 최고 해수면 기압 | > 1080 hPa | 시베리아 고기압 (역사적) |
| 최저 해수면 기압 | 약 870–880 hPa | 강한 열대성 저기압 |
| 심해 (약 11 km) | 약 1,100 bar | 마리아나 해구 |
압력 측정의 역사적 진화
1643
기압계의 탄생
에반젤리스타 토리첼리는 물 펌프가 왜 10미터 이상 물을 끌어올리지 못하는지 연구하던 중 수은 기압계를 발명했습니다. 최초의 인공 진공을 만들고 mmHg를 최초의 압력 단위로 정립했습니다.
공기에 무게와 압력이 있음을 증명하여 대기에 대한 우리의 이해를 혁신했습니다. 토르(torr) 단위(1/760 atm)는 그의 업적을 기리기 위해 명명되었습니다.
1648
파스칼의 산악 실험
블레즈 파스칼(25세)은 그의 매형에게 퓌 드 돔 산에 기압계를 가지고 올라가게 하여 고도가 높아질수록 대기압이 감소함을 증명했습니다. 정상에서는 수은이 760mm에서 660mm로 떨어졌습니다.
고도와 압력 사이의 관계를 확립했으며, 이는 항공 및 기상학의 기본이 됩니다. 파스칼(Pa) 단위는 그의 업적을 기립니다.
1662
보일의 법칙 발견
로버트 보일은 개선된 진공 펌프와 J자관 장치를 사용하여 압력과 부피 사이의 반비례 관계(PV = 상수)를 발견했습니다.
가스 법칙과 열역학의 기초. 밀폐된 가스 내의 압력-부피 관계에 대한 과학적 연구를 가능하게 했습니다.
1849
부르동관 발명
외젠 부르동은 부르동관 게이지를 특허 출원했습니다—압력을 받으면 펴지는 구부러진 금속관입니다. 간단하고, 튼튼하며, 정확합니다.
산업 응용 분야에서 깨지기 쉬운 수은 압력계를 대체했습니다. 175년이 지난 지금도 가장 흔한 기계식 압력 게이지 디자인입니다.
1913
바(bar)의 표준화
바는 공식적으로 10⁶ 다인/cm²(정확히 100 kPa)로 정의되었으며, 편의를 위해 대기압에 가깝게 선택되었습니다.
유럽 전역에서 표준 공학 단위가 되었습니다. 1 bar ≈ 1 기압은 엔지니어들의 암산을 쉽게 만들었습니다.
1971
파스칼, SI 단위로
파스칼(Pa = N/m²)이 압력에 대한 공식 SI 단위로 채택되어 과학적 맥락에서 바를 대체했습니다.
압력 측정을 뉴턴의 힘 단위와 통합했습니다. 그러나 바는 편리한 스케일 때문에 공학 분야에서 여전히 지배적입니다.
1980년대–1990년대
기상학의 SI 전환
전 세계 기상청이 밀리바(mbar)에서 헥토파스칼(hPa)로 전환했습니다. 1 mbar = 1 hPa이므로 모든 역사적 데이터는 유효하게 유지되었습니다.
SI 단위로의 순조로운 전환. 대부분의 일기도는 현재 hPa를 표시하지만, 일부 항공 분야에서는 여전히 mbar나 inHg를 사용합니다.
2000년대
MEMS 압력 혁명
미세전자기계시스템(MEMS)은 작고, 저렴하며, 정확한 압력 센서를 가능하게 했습니다. 스마트폰(기압계), 자동차(타이어 압력), 웨어러블 기기에서 찾아볼 수 있습니다.
압력 측정을 대중화했습니다. 스마트폰은 대기압을 이용하여 불과 1미터의 고도 변화도 측정할 수 있습니다.
팁
- 항상 게이지압(g) 또는 절대압(a)을 명시
- 날씨에는 hPa, 공학에는 kPa 또는 bar, 타이어에는 psi 사용
- 수두: 미터당 약 9.81 kPa; 대략적인 확인에 유용
- 자동 과학적 표기법: 1 µPa 미만 또는 1 GPa 초과 값은 가독성을 위해 과학적 표기법으로 표시
단위 목록
미터법 (SI)
| 단위 | 기호 | 파스칼 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 바 | bar | 100,000 | 100 kPa; 편리한 공학 단위. |
| 킬로파스칼 | kPa | 1,000 | 1,000 Pa; 공학 스케일. |
| 메가파스칼 | MPa | 1,000,000 | 1,000 kPa; 고압 시스템. |
| 밀리바 | mbar | 100 | 밀리바; 오래된 기상학 (1 mbar = 1 hPa). |
| 파스칼 | Pa | 1 | SI 기본 단위 (N/m²). |
| 기가파스칼 | GPa | 1.000e+9 | 1,000 MPa; 재료 응력. |
| 헥토파스칼 | hPa | 100 | 헥토파스칼; mbar와 동일; 날씨에 사용됨. |
야드파운드법 / 미국
| 단위 | 기호 | 파스칼 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 제곱인치당 파운드 | psi | 6,894.76 | 평방 인치당 파운드; 타이어, 유압 (게이지압 또는 절대압). |
| 제곱인치당 킬로파운드 | ksi | 6,894,760 | 1,000 psi; 재료 및 구조 사양. |
| 제곱피트당 파운드 | psf | 47.8803 | 평방 피트당 파운드; 건물 하중. |
대기압
| 단위 | 기호 | 파스칼 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 대기압 (표준) | atm | 101,325 | 표준 기압 = 101.325 kPa. |
| 대기압 (공학) | at | 98,066.5 | 기술 기압 ≈ 98.0665 kPa. |
수은주
| 단위 | 기호 | 파스칼 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 수은주 인치 | inHg | 3,386.39 | 수은주 인치; 항공 및 날씨. |
| 수은주 밀리미터 | mmHg | 133.322 | 수은주 밀리미터; 의학 및 진공. |
| 토르 | Torr | 133.322 | 1 atm의 1/760 ≈ 133.322 Pa. |
| 수은주 센티미터 | cmHg | 1,333.22 | 수은주 센티미터; 덜 흔함. |
수주
| 단위 | 기호 | 파스칼 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 수주 센티미터 | cmH₂O | 98.0665 | 수주 센티미터; 호흡기/CPAP. |
| 수주 피트 | ftH₂O | 2,989.07 | 수주 피트. |
| 수주 인치 | inH₂O | 249.089 | 수주 인치; 환기 및 HVAC. |
| 수주 미터 | mH₂O | 9,806.65 | 수주 미터; 유압. |
| 수주 밀리미터 | mmH₂O | 9.80665 | 수주 밀리미터. |
과학 / CGS
| 단위 | 기호 | 파스칼 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 바리 | Ba | 0.1 | 바리; 0.1 Pa (CGS). |
| 제곱센티미터당 다인 | dyn/cm² | 0.1 | 다인/cm²; 0.1 Pa (CGS). |
| 제곱센티미터당 킬로그램중 | kgf/cm² | 98,066.5 | 킬로그램힘/cm² (비SI). |
| 제곱미터당 킬로그램중 | kgf/m² | 9.80665 | 킬로그램힘/m² (비SI). |
| 제곱밀리미터당 킬로그램중 | kgf/mm² | 9,806,650 | 킬로그램힘/mm² (비SI). |
| 제곱미터당 킬로뉴턴 | kN/m² | 1,000 | 킬로뉴턴/m²; kPa와 동일. |
| 제곱미터당 메가뉴턴 | MN/m² | 1,000,000 | 메가뉴턴/m²; MPa와 동일. |
| 제곱미터당 뉴턴 | N/m² | 1 | 뉴턴/m²; Pa와 동일 (중복 형태). |
| 제곱밀리미터당 뉴턴 | N/mm² | 1,000,000 | 뉴턴/mm²; MPa와 동일. |
| 제곱센티미터당 톤중 | tf/cm² | 98,066,500 | 톤힘/cm² (비SI). |
| 제곱미터당 톤중 | tf/m² | 9,806.65 | 톤힘/m² (비SI). |
자주 묻는 질문
언제 절대압과 게이지압을 사용해야 하나요?
열역학/진공에는 절대압을 사용하고, 실제 장비 등급에는 게이지압을 사용하세요. 항상 단위에 'a' 또는 'g' 접미사를 붙이세요 (예: bara 대 barg, kPaa 대 kPag).
조종사들은 왜 inHg를 사용하나요?
오래된 고도계 스케일은 수은주 인치 단위입니다; 많은 국가에서 hPa(QNH)를 사용합니다.
토르(torr)란 무엇인가요?
1 토르는 표준 대기압의 정확히 1/760입니다(≈133.322 Pa). 진공 기술에서 흔히 사용됩니다.