Penukar Tekanan

Tekanan — dari pascal dan psi ke atmosfera dan torr

Fahami tekanan dalam cuaca, hidraulik, penerbangan, sistem vakum, dan perubatan. Tukar dengan yakin antara Pa, kPa, bar, psi, atm, mmHg, inHg, dan banyak lagi.

Skop Penukar
Alat ini menukar antara 70+ unit tekanan yang merangkumi 20+ magnitud—dari vakum ultra-tinggi (10⁻¹² Pa) ke sel andas berlian (100 GPa). Merangkumi unit SI (Pa, kPa, bar), imperial (psi, psf), atmosfera (atm), manometrik (mmHg, inHg, torr), turus air (cmH₂O, mH₂O), dan unit saintifik. Mengendalikan kedua-dua skala tekanan tolok dan mutlak untuk kejuruteraan, meteorologi, penerbangan, perubatan, dan teknologi vakum.

Asas-asas Tekanan

Tekanan (p)
Daya per unit luas. Unit SI: pascal (Pa). 1 Pa = 1 N/m².

Hidrostatik

Turus bendalir menghasilkan tekanan yang berkadar dengan kedalaman dan ketumpatan.

  • p = ρ g h
  • Air: ~9.81 kPa per meter
  • 1 bar ≈ 10 m turus air

Tekanan atmosfera

Cuaca menggunakan hPa (sama seperti mbar). Standard aras laut ialah 1013.25 hPa.

  • 1 atm = 101.325 kPa
  • Tekanan rendah → ribut
  • Tekanan tinggi → cuaca baik

Tolok vs. mutlak

Tekanan tolok (akhiran 'g') mengukur relatif kepada persekitaran. Tekanan mutlak (akhiran 'a') mengukur relatif kepada vakum.

  • Mutlak = Tolok + Atmosfera
  • Pada aras laut: tambah ~101.325 kPa (14.7 psi)
  • Ketinggian mengubah garis dasar atmosfera
Ringkasan Pantas
  • Gunakan kPa/hPa untuk cuaca, bar untuk kejuruteraan, psi untuk tayar
  • Nyatakan tolok vs. mutlak untuk mengelakkan kesilapan besar
  • Tukar melalui pascal (Pa) untuk kejelasan

Bantuan Ingatan

Pengiraan Mental Pantas

bar ↔ kPa

1 bar = 100 kPa tepat. Hanya gerakkan titik perpuluhan 2 tempat.

psi ↔ kPa

1 psi ≈ 7 kPa. Darab dengan 7 untuk anggaran kasar.

atm ↔ kPa

1 atm ≈ 100 kPa. Atmosfera standard hampir kepada 1 bar.

mmHg ↔ Pa

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

inHg ↔ hPa

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

Turus air

1 meter H₂O ≈ 10 kPa. Berguna untuk pengiraan turus hidraulik.

Rujukan Tekanan Visual

ScenarioPressureVisual Reference
Aras Laut1013 hPa (1 atm)Garis dasar anda - tekanan atmosfera standard
Tayar Kereta32 psi (2.2 bar)Kira-kira 2× tekanan atmosfera
Puncak Gunung (3 km)~700 hPa30% kurang tekanan udara berbanding aras laut
Ribut Kuat950 hPa6% di bawah normal - membawa cuaca buruk
Tangki Skuba (Penuh)200 bar200× atmosfera - mampatan besar
Kebuk Vakum10⁻⁶ PaSatu trilion daripada atmosfera - vakum hampir sempurna
Lautan Dalam (10 km)1000 bar1000× atmosfera - kedalaman yang menghancurkan
Pencuci Tekanan2000 psi (138 bar)140× atmosfera - kuasa industri

Kesilapan Biasa

  • Kekeliruan Tolok vs. Mutlak
    Fix: Sentiasa nyatakan 'g' atau 'a' (cth., barg/bara, kPag/kPaa). Tolok = Mutlak - Atmosfera.
  • Mencampurkan hPa dan Pa
    Fix: 1 hPa = 100 Pa, bukan 1 Pa. Hektopascal bermaksud 100 pascal.
  • Menganggap mmHg ≡ Torr
    Fix: Hampir tetapi tidak sama: 1 torr = 1/760 atm tepat; 1 mmHg ≈ 133.322 Pa (bergantung pada suhu).
  • Mengabaikan Ketinggian
    Fix: Tekanan atmosfera menurun ~12% setiap km. Penukaran tolok memerlukan tekanan atmosfera tempatan.
  • Turus Air Tanpa Ketumpatan
    Fix: Tekanan = ρgh. Air tulen pada 4°C ≠ air laut ≠ air panas. Ketumpatan penting!
  • Menggunakan Julat Tolok Vakum yang Salah
    Fix: Pirani berfungsi pada 10⁵–10⁻¹ Pa, tolok Ion pada 10⁻²–10⁻⁹ Pa. Penggunaan di luar julat memberikan bacaan palsu.

Rujukan Pantas

Tolok ↔ mutlak

Mutlak = Tolok + Atmosfera

Pada aras laut: tambah 101.325 kPa atau 14.696 psi

  • Laraskan garis dasar untuk ketinggian
  • Sentiasa dokumenkan skala mana

Turus air

Turus air kepada tekanan

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

Penukaran cuaca

Tetapan altimeter

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

Pengenalan Altimetri

QNH • QFE • QNE

Ketahui rujukan anda

  • QNH: Tekanan aras laut (menetapkan altimeter kepada ketinggian lapangan)
  • QFE: Tekanan lapangan (altimeter membaca 0 di lapangan)
  • QNE: Standard 1013.25 hPa / 29.92 inHg (aras penerbangan)

Pengiraan pantas tekanan–ketinggian

Peraturan praktikal

  • ±1 inHg ≈ ∓1,000 kaki yang ditunjukkan
  • ±1 hPa ≈ ∓27 kaki yang ditunjukkan
  • Udara sejuk/panas: ralat ketumpatan mempengaruhi ketinggian sebenar

Peralatan Vakum

Pirani/terma

Mengukur kekonduksian terma gas

  • Julat: ~10⁵ → 10⁻¹ Pa (anggaran)
  • Bergantung pada gas; kalibrasi untuk jenis gas
  • Hebat untuk vakum kasar hingga rendah

Ion/katod sejuk

Arus pengionan vs. tekanan

  • Julat: ~10⁻² → 10⁻⁹ Pa
  • Sensitif terhadap pencemaran dan spesis gas
  • Gunakan dengan pengasingan untuk melindungi pada tekanan tinggi

Manometer kapasitans

Lenturan diafragma mutlak

  • Ketepatan tinggi; bebas gas
  • Julat merangkumi ~10⁻¹ → 10⁵ Pa
  • Ideal untuk kawalan proses

Kesilapan Biasa yang Perlu Dielakkan

  • Mencampurkan skala tolok/mutlak (barg/bara, kPag/kPaa) semasa menyatakan peralatan
  • Menganggap mmHg ≡ torr dalam semua keadaan (sedikit perbezaan definisi)
  • Mengelirukan hPa dengan Pa (1 hPa = 100 Pa, bukan 1 Pa)
  • Mengabaikan ketinggian semasa menukar tolok ↔ mutlak
  • Menggunakan penukaran turus air tanpa membetulkan ketumpatan/suhu bendalir
  • Menggunakan tolok vakum di luar julat tepatnya

Di Mana Setiap Unit Sesuai

Penerbangan & altimetri

Altimeter menggunakan inHg atau hPa yang ditetapkan kepada QNH tempatan; tekanan mempengaruhi ketinggian yang ditunjukkan.

  • 29.92 inHg = 1013 hPa standard
  • Tekanan tinggi/rendah mengalihkan ketinggian yang ditunjukkan

Perubatan

Tekanan darah menggunakan mmHg; pernafasan dan CPAP menggunakan cmH₂O.

  • Tekanan darah biasa 120/80 mmHg
  • 5–20 cmH₂O untuk CPAP

Kejuruteraan & hidraulik

Peralatan proses dan hidraulik sering menggunakan bar, MPa, atau psi.

  • Saluran hidraulik: berpuluh hingga beratus bar
  • Bekas tekanan dinilai dalam bar/psi

Cuaca & iklim

Peta cuaca menunjukkan tekanan aras laut dalam hPa atau mbar.

  • Tekanan rendah kuat < 990 hPa
  • Tekanan tinggi kuat > 1030 hPa

Vakum & bilik bersih

Teknologi vakum menggunakan torr atau Pa merentasi vakum kasar, tinggi, dan ultra-tinggi.

  • Vakum kasar: ~10³–10⁵ Pa
  • UHV: < 10⁻⁶ Pa

Perbandingan Tekanan Merentas Aplikasi

AplikasiPabarpsiatm
Vakum sempurna0000
Vakum ultra-tinggi10⁻⁷10⁻¹²1.5×10⁻¹¹10⁻¹²
Vakum tinggi (SEM)10⁻²10⁻⁷1.5×10⁻⁶10⁻⁷
Vakum rendah (kasar)10³0.010.150.01
Atmosfera aras laut101,3251.0114.71
Tayar kereta (biasa)220,0002.2322.2
Tayar basikal (jalan raya)620,0006.2906.1
Pencuci tekanan13.8 MPa1382,000136
Tangki skuba (penuh)20 MPa2002,900197
Penekan hidraulik70 MPa70010,000691
Lautan dalam (11 km)110 MPa1,10016,0001,086
Sel andas berlian100 GPa10⁶15×10⁶10⁶

Julat Vakum dan Tekanan

JulatAnggaran PaContoh
Atmosfera~101 kPaUdara aras laut
Tekanan tinggi (industri)> 1 MPaHidraulik, bekas
Vakum kasar10³–10⁵ PaPam, penyahgasan
Vakum tinggi10⁻¹–10⁻³ PaSEM, pemendapan
Vakum ultra-tinggi< 10⁻⁶ PaSains permukaan

Bagaimana Penukaran Berfungsi

Kaedah unit asas
Tukar ke pascal (Pa), kemudian dari Pa ke sasaran. Faktor pantas: 1 bar = 100 kPa; 1 psi ≈ 6.89476 kPa; 1 atm = 101.325 kPa; 1 mmHg ≈ 133.322 Pa.
  • 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

Penukaran Biasa

DariKeFaktorContoh
barkPa× 1002 bar = 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

Contoh Pantas

32 psi → bar≈ 2,206 bar
1013 hPa → inHg≈ 29,92 inHg
750 mmHg → kPa≈ 99,99 kPa
5 mH₂O → kPa≈ 49,0 kPa

Penanda Aras Harian

BendaTekanan biasaNota
Atmosfera aras laut1013 hPaHari standard
Tekanan tinggi kuat> 1030 hPaCuaca baik
Tekanan rendah kuat< 990 hPaRibut
Tayar kereta30–35 psi~2–2,4 bar
Pencuci tekanan1,500–3,000 psiModel pengguna
Tangki skuba200–300 barTekanan pengisian

Fakta Menakjubkan tentang Tekanan

Misteri hPa vs. mbar

1 hPa = 1 mbar tepat — mereka adalah sama! Meteorologi beralih dari mbar ke hPa untuk konsistensi SI, tetapi mereka secara numerik adalah sama.

Mengapa mmHg dalam Perubatan?

Manometer raksa adalah standard emas selama lebih dari 300 tahun. Walaupun telah dihentikan secara berperingkat kerana ketoksikan, tekanan darah masih diukur dalam mmHg di seluruh dunia!

Peraturan Separuh Ketinggian

Tekanan atmosfera berkurang separuh kira-kira setiap 5.5 km (18,000 kaki) ketinggian. Di puncak Gunung Everest (8.8 km), tekanan hanya 1/3 dari aras laut!

Daya Penghancur Laut Dalam

Di Jurang Mariana (kedalaman 11 km), tekanan mencapai 1,100 bar — cukup untuk menghancurkan manusia serta-merta. Ia seperti mempunyai 1,100 kg di atas setiap sentimeter persegi!

Vakum Angkasa

Angkasa lepas mempunyai tekanan ~10⁻¹⁷ Pa — itu adalah 100 juta trilion kali lebih rendah daripada atmosfera Bumi. Darah anda akan benar-benar mendidih (pada suhu badan)!

Paradoks Tekanan Tayar

Tayar kereta pada 32 psi sebenarnya mengalami 46.7 psi mutlak (32 + 14.7 atmosfera). Kita mengukur tekanan tolok kerana ia adalah tekanan 'tambahan' yang melakukan kerja!

Nama Sama Pascal yang Rendah Hati

Pascal (Pa) dinamakan sempena Blaise Pascal, yang membuktikan kewujudan tekanan atmosfera dengan membawa barometer ke atas gunung pada tahun 1648. Beliau hanya berumur 25 tahun!

Keajaiban Periuk Tekanan

Pada 1 bar (15 psi) di atas tekanan atmosfera, air mendidih pada 121°C dan bukannya 100°C. Ini mengurangkan masa memasak sebanyak 70% — tekanan secara harfiah mempercepatkan kimia!

Rekod & Ekstrem

RekodTekananNota
Tekanan aras laut tertinggi> 1080 hPaTekanan tinggi Siberia (sejarah)
Tekanan aras laut terendah~870–880 hPaSiklon tropika yang kuat
Lautan dalam (~11 km)~1,100 barJurang Mariana

Evolusi Sejarah Pengukuran Tekanan

1643

Kelahiran Barometer

Evangelista Torricelli mencipta barometer raksa semasa mengkaji mengapa pam air tidak dapat mengangkat air melebihi 10 meter. Mencipta vakum buatan pertama dan menetapkan mmHg sebagai unit tekanan pertama.

Membuktikan bahawa udara mempunyai berat dan tekanan, merevolusikan pemahaman kita tentang atmosfera. Unit torr (1/760 atm) dinamakan sempena penghormatan kepadanya.

1648

Eksperimen Gunung Pascal

Blaise Pascal (25 tahun) meminta abang iparnya membawa barometer ke atas gunung Puy de Dôme, membuktikan bahawa tekanan atmosfera berkurangan dengan ketinggian. Raksa jatuh dari 760mm ke 660mm di puncak.

Menubuhkan hubungan antara ketinggian dan tekanan, asas kepada penerbangan dan meteorologi. Unit pascal (Pa) menghormati hasil kerjanya.

1662

Penemuan Hukum Boyle

Robert Boyle menemui hubungan songsang antara tekanan dan isipadu (PV = malar) menggunakan pam vakum yang lebih baik dan radas tiub-J.

Asas undang-undang gas dan termodinamik. Membolehkan kajian saintifik hubungan tekanan-isipadu dalam gas terkurung.

1849

Penciptaan Tiub Bourdon

Eugène Bourdon mempatenkan tolok tiub Bourdon—tiub logam melengkung yang lurus di bawah tekanan. Mudah, kukuh, dan tepat.

Menggantikan manometer raksa yang rapuh dalam aplikasi industri. Masih merupakan reka bentuk tolok tekanan mekanikal yang paling biasa 175 tahun kemudian.

1913

Penyeragaman Bar

Bar secara rasmi ditakrifkan sebagai 10⁶ dyne/cm² (tepat 100 kPa), dipilih untuk berdekatan dengan tekanan atmosfera untuk kemudahan.

Menjadi unit kejuruteraan standard di seluruh Eropah. 1 bar ≈ 1 atmosfera memudahkan pengiraan mental untuk jurutera.

1971

Pascal sebagai Unit SI

Pascal (Pa = N/m²) diterima pakai sebagai unit SI rasmi untuk tekanan, menggantikan bar dalam konteks saintifik.

Menyatukan pengukuran tekanan dengan unit daya Newton. Walau bagaimanapun, bar tetap dominan dalam kejuruteraan kerana skalanya yang mudah.

1980-an–1990-an

Peralihan SI Meteorologi

Perkhidmatan cuaca di seluruh dunia beralih dari milibar (mbar) ke hektopascal (hPa). Memandangkan 1 mbar = 1 hPa tepat, semua data sejarah kekal sah.

Peralihan tanpa masalah ke unit SI. Kebanyakan peta cuaca kini menunjukkan hPa, walaupun sesetengah penerbangan masih menggunakan mbar atau inHg.

2000-an

Revolusi Tekanan MEMS

Sistem mikro-elektro-mekanikal (MEMS) membolehkan penderia tekanan yang kecil, murah, dan tepat. Terdapat dalam telefon pintar (barometer), kereta (tekanan tayar), dan peranti boleh pakai.

Mendemokrasikan pengukuran tekanan. Telefon pintar anda boleh mengukur perubahan ketinggian hanya 1 meter menggunakan tekanan atmosfera.

Petua

  • Sentiasa nyatakan tolok (g) atau mutlak (a)
  • Gunakan hPa untuk cuaca, kPa atau bar untuk kejuruteraan, psi untuk tayar
  • Turus air: ~9.81 kPa per meter; berguna untuk semakan kasar
  • Notasi saintifik automatik: Nilai < 1 µPa atau > 1 GPa dipaparkan sebagai notasi saintifik untuk kebolehbacaan

Katalog Unit

Metrik (SI)

UnitSimbolPascalNota
barbar100,000100 kPa; unit kejuruteraan yang mudah.
kilopascalkPa1,0001,000 Pa; skala kejuruteraan.
megapascalMPa1,000,0001,000 kPa; sistem tekanan tinggi.
milibarmbar100Milibar; meteorologi warisan (1 mbar = 1 hPa).
pascalPa1Unit asas SI (N/m²).
gigapascalGPa1.000e+91,000 MPa; tekanan bahan.
hektopascalhPa100Hektopascal; sama seperti mbar; digunakan dalam cuaca.

Imperial / AS

UnitSimbolPascalNota
paun per inci persegipsi6,894.76Paun per inci persegi; tayar, hidraulik (boleh jadi tolok atau mutlak).
kilopaun per inci persegiksi6,894,7601,000 psi; spesifikasi bahan dan struktur.
paun per kaki persegipsf47.8803Paun per kaki persegi; beban bangunan.

Atmosfera

UnitSimbolPascalNota
atmosfera (standard)atm101,325Atmosfera standard = 101.325 kPa.
atmosfera (teknikal)at98,066.5Atmosfera teknikal ≈ 98.0665 kPa.

Lajur Merkuri

UnitSimbolPascalNota
inci merkuriinHg3,386.39Inci raksa; penerbangan dan cuaca.
milimeter merkurimmHg133.322Milimeter raksa; perubatan dan vakum.
torrTorr133.3221/760 daripada atm ≈ 133.322 Pa.
sentimeter merkuricmHg1,333.22Sentimeter raksa; kurang biasa.

Lajur Air

UnitSimbolPascalNota
sentimeter aircmH₂O98.0665Sentimeter turus air; pernafasan/CPAP.
kaki airftH₂O2,989.07Kaki turus air.
inci airinH₂O249.089Inci turus air; pengudaraan dan HVAC.
meter airmH₂O9,806.65Meter turus air; hidraulik.
milimeter airmmH₂O9.80665Milimeter turus air.

Saintifik / CGS

UnitSimbolPascalNota
baryeBa0.1Barye; 0.1 Pa (CGS).
dyne per sentimeter persegidyn/cm²0.1Dyne per cm²; 0.1 Pa (CGS).
kilogram-daya per sentimeter persegikgf/cm²98,066.5Kilogram-daya per cm² (bukan SI).
kilogram-daya per meter persegikgf/m²9.80665Kilogram-daya per m² (bukan SI).
kilogram-daya per milimeter persegikgf/mm²9,806,650Kilogram-daya per mm² (bukan SI).
kilonewton per meter persegikN/m²1,000Kilonewton per m²; sama dengan kPa.
meganewton per meter persegiMN/m²1,000,000Meganewton per m²; sama dengan MPa.
newton per meter persegiN/m²1Newton per m²; sama dengan Pa (bentuk berlebihan).
newton per milimeter persegiN/mm²1,000,000Newton per mm²; sama dengan MPa.
tan-daya per sentimeter persegitf/cm²98,066,500Tan-daya per cm² (bukan SI).
tan-daya per meter persegitf/m²9,806.65Tan-daya per m² (bukan SI).

Soalan Lazim

Bila saya perlu guna tekanan mutlak vs. tolok?

Guna mutlak untuk termodinamik/vakum; tolok untuk penarafan peralatan praktikal. Sentiasa labelkan unit dengan akhiran 'a' atau 'g' (cth., bara vs. barg, kPaa vs. kPag).

Mengapa juruterbang guna inHg?

Skala altimetri warisan adalah dalam inci raksa; banyak negara guna hPa (QNH).

Apa itu torr?

1 torr adalah tepat 1/760 daripada atmosfera standard (≈133.322 Pa). Biasa dalam teknologi vakum.

Direktori Alat Lengkap

Semua 71 alat yang tersedia di UNITS

Tapis mengikut:
Kategori:

Ekstra