Trykkomformer
Trykk — fra pascal og psi til atmosfærer og torr
Forstå trykk innen vær, hydraulikk, luftfart, vakuumsystemer og medisin. Konverter trygt mellom Pa, kPa, bar, psi, atm, mmHg, inHg og mer.
Grunnleggende om trykk
Hydrostatikk
Væskesøyler skaper et trykk som er proporsjonalt med dybde og tetthet.
- p = ρ g h
- Vann: ~9,81 kPa per meter
- 1 bar ≈ 10 m vannhøyde
Atmosfærisk trykk
Vær bruker hPa (samme som mbar). Standard ved havnivå er 1013,25 hPa.
- 1 atm = 101,325 kPa
- Lavtrykk → stormer
- Høytrykk → pent vær
Manometertrykk vs. absolutt trykk
Manometertrykk (suffiks 'g') måler i forhold til omgivelsene. Absolutt trykk (suffiks 'a') måler i forhold til vakuum.
- Absolutt = Manometer + Atmosfærisk
- Ved havnivå: legg til ~101,325 kPa (14,7 psi)
- Høyde endrer den atmosfæriske grunnlinjen
- Bruk kPa/hPa for vær, bar for ingeniørfag, psi for dekk
- Spesifiser manometrisk mot absolutt for å unngå store feil
- Konverter via pascal (Pa) for klarhet
Minnehjelp
Rask hoderegning
bar ↔ kPa
1 bar = 100 kPa nøyaktig. Bare flytt desimaltegnet 2 plasser.
psi ↔ kPa
1 psi ≈ 7 kPa. Multipliser med 7 for et grovt estimat.
atm ↔ kPa
1 atm ≈ 100 kPa. Standardatmosfæren er nær 1 bar.
mmHg ↔ Pa
760 mmHg = 1 atm ≈ 101 kPa. Hver mmHg ≈ 133 Pa.
inHg ↔ hPa
29,92 inHg = 1013 hPa (standard). 1 inHg ≈ 34 hPa.
Vannsøyle
1 meter H₂O ≈ 10 kPa. Nyttig for beregninger av hydraulisk trykkhøyde.
Visuelle trykkreferanser
| Scenario | Pressure | Visual Reference |
|---|---|---|
| Havnivå | 1013 hPa (1 atm) | Din grunnlinje - standard atmosfærisk trykk |
| Bildekk | 32 psi (2,2 bar) | Omtrent 2× atmosfærisk trykk |
| Fjelltopp (3 km) | ~700 hPa | 30 % mindre lufttrykk enn ved havnivå |
| Sterk storm | 950 hPa | 6 % under normalen - bringer med seg dårlig vær |
| Dykkerflaske (full) | 200 bar | 200× atmosfærisk trykk - massiv kompresjon |
| Vakuumkammer | 10⁻⁶ Pa | En billiondel av atmosfæren - nesten perfekt vakuum |
| Dyphavet (10 km) | 1000 bar | 1000× atmosfærisk trykk - knusende dyp |
| Høytrykkspyler | 2000 psi (138 bar) | 140× atmosfærisk trykk - industriell kraft |
Vanlige fallgruver
- Forvirring mellom manometertrykk og absolutt trykkFix: Spesifiser alltid 'g' eller 'a' (f.eks. barg/bara, kPag/kPaa). Manometer = Absolutt - Atmosfærisk.
- Blanding av hPa og PaFix: 1 hPa = 100 Pa, ikke 1 Pa. Hektopascal betyr 100 pascal.
- Anta at mmHg ≡ TorrFix: Nær, men ikke identisk: 1 torr = 1/760 atm nøyaktig; 1 mmHg ≈ 133,322 Pa (temperaturavhengig).
- Ignorere høydeFix: Atmosfærisk trykk faller ~12 % per km. Omregning av manometertrykk krever lokalt atmosfærisk trykk.
- Vannsøyle uten tetthetFix: Trykk = ρgh. Rent vann ved 4 °C ≠ sjøvann ≠ varmt vann. Tetthet er viktig!
- Bruke feil vakuummålerområdeFix: Pirani fungerer fra 10⁵–10⁻¹ Pa, ionmåler fra 10⁻²–10⁻⁹ Pa. Bruk utenfor området gir falske avlesninger.
Rask referanse
Manometer ↔ absolutt
Absolutt = Manometer + Atmosfærisk
Ved havnivå: legg til 101,325 kPa eller 14,696 psi
- Juster grunnlinjen for høyde
- Dokumenter alltid hvilken skala
Vannsøyle
Vannsøyle til trykk
- 1 mH₂O ≈ 9,80665 kPa
- 10 mH₂O ≈ ~1 bar
Væromregninger
Høydemålerinnstillinger
- 1013 hPa = 29,92 inHg
- 1 inHg ≈ 33,8639 hPa
Grunnkurs i høydemåling
QNH • QFE • QNE
Kjenn din referanse
- QNH: Havnivåtrykk (stiller inn høydemåleren til feltets høyde)
- QFE: Felttrykk (høydemåleren viser 0 på feltet)
- QNE: Standard 1013,25 hPa / 29,92 inHg (flygenivåer)
Rask hoderegning for trykk–høyde
Tommelfingerregler
- ±1 inHg ≈ ∓1 000 fot indikert
- ±1 hPa ≈ ∓27 fot indikert
- Kald/varm luft: tetthetsfeil påvirker sann høyde
Vakuuminstrumentering
Pirani/termisk
Måler gassens varmeledningsevne
- Område: ~10⁵ → 10⁻¹ Pa (ca.)
- Gassavhengig; kalibrer for gasstype
- Flott for grovt til lavt vakuum
Ion-/kaldkatode
Ioniseringsstrøm mot trykk
- Område: ~10⁻² → 10⁻⁹ Pa
- Følsom for forurensning og gassarter
- Bruk med isolasjon for å beskytte ved høyt trykk
Kapasitansmanometer
Absolutt membranbøyning
- Høy nøyaktighet; gassuavhengig
- Områder spenner over ~10⁻¹ → 10⁵ Pa
- Ideell for prosesskontroll
Vanlige feil å unngå
- Blande sammen manometriske/absolutte skalaer (barg/bara, kPag/kPaa) ved spesifisering av utstyr
- Anta at mmHg ≡ torr under alle forhold (små definisjonsforskjeller)
- Forveksle hPa med Pa (1 hPa = 100 Pa, ikke 1 Pa)
- Ignorere høyde ved omregning av manometrisk ↔ absolutt
- Bruke omregninger for vannsøyle uten å korrigere for væskens tetthet/temperatur
- Bruke en vakuummåler utenfor sitt nøyaktige område
Hvor hver enhet passer inn
Luftfart og høydemåling
Høydemålere bruker inHg eller hPa innstilt på lokalt QNH; trykket påvirker den indikerte høyden.
- 29,92 inHg = 1013 hPa standard
- Høyt/lavt trykk endrer den indikerte høyden
Medisin
Blodtrykk bruker mmHg; respirasjon og CPAP bruker cmH₂O.
- Typisk blodtrykk 120/80 mmHg
- 5–20 cmH₂O for CPAP
Ingeniørfag og hydraulikk
Prosessutstyr og hydraulikk bruker ofte bar, MPa eller psi.
- Hydraulikkledninger: titalls til hundrevis av bar
- Trykktanker er klassifisert i bar/psi
Vær og klima
Værkart viser havnivåtrykk i hPa eller mbar.
- Sterke lavtrykk < 990 hPa
- Sterke høytrykk > 1030 hPa
Vakuum og renrom
Vakuumteknologi bruker torr eller Pa over grovt, høyt og ultrahøyt vakuum.
- Grovt vakuum: ~10³–10⁵ Pa
- UHV: < 10⁻⁶ Pa
Trykksammenligning på tvers av bruksområder
| Bruksområde | Pa | bar | psi | atm |
|---|---|---|---|---|
| Perfekt vakuum | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Ultrahøyt vakuum | 10⁻⁷ | 10⁻¹² | 1.5×10⁻¹¹ | 10⁻¹² |
| Høyt vakuum (SEM) | 10⁻² | 10⁻⁷ | 1.5×10⁻⁶ | 10⁻⁷ |
| Lavt vakuum (grovpumping) | 10³ | 0.01 | 0.15 | 0.01 |
| Havnivåatmosfære | 101,325 | 1.01 | 14.7 | 1 |
| Bildekk (typisk) | 220,000 | 2.2 | 32 | 2.2 |
| Sykkeldekk (landevei) | 620,000 | 6.2 | 90 | 6.1 |
| Høytrykkspyler | 13.8 MPa | 138 | 2,000 | 136 |
| Dykkerflaske (full) | 20 MPa | 200 | 2,900 | 197 |
| Hydraulisk presse | 70 MPa | 700 | 10,000 | 691 |
| Dyphav (11 km) | 110 MPa | 1,100 | 16,000 | 1,086 |
| Diamantamboltcelle | 100 GPa | 10⁶ | 15×10⁶ | 10⁶ |
Vakuum- og trykkområder
| Område | Omtrent Pa | Eksempler |
|---|---|---|
| Atmosfærisk | ~101 kPa | Luft ved havnivå |
| Høyt trykk (industrielt) | > 1 MPa | Hydraulikk, tanker |
| Grovt vakuum | 10³–10⁵ Pa | Pumper, avgassing |
| Høyt vakuum | 10⁻¹–10⁻³ Pa | SEM, deponering |
| Ultrahøyt vakuum | < 10⁻⁶ Pa | Overflatevitenskap |
Hvordan omregninger fungerer
- 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
Vanlige omregninger
| Fra | Til | Faktor | Eksempel |
|---|---|---|---|
| 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 |
Raske eksempler
Daglige referansepunkter
| Ting | Typisk trykk | Notater |
|---|---|---|
| Havnivåatmosfære | 1013 hPa | Standarddag |
| Sterkt høytrykk | > 1030 hPa | Pent vær |
| Sterkt lavtrykk | < 990 hPa | Stormer |
| Bildekk | 30–35 psi | ~2–2,4 bar |
| Høytrykkspyler | 1 500–3 000 psi | Forbrukermodeller |
| Dykkerflaske | 200–300 bar | Fylletrykk |
Fantastiske trykkfakta
Mysteriet med hPa mot mbar
1 hPa = 1 mbar nøyaktig – de er det samme! Meteorologien byttet fra mbar til hPa for SI-konsistens, men de er numerisk identiske.
Hvorfor mmHg i medisin?
Kvikksølvmanometre var gullstandarden i over 300 år. Til tross for at de er faset ut på grunn av giftighet, måles blodtrykket fortsatt i mmHg over hele verden!
Halveringsregelen for høyde
Atmosfærisk trykk halveres omtrent hver 5,5 km (18 000 fot) i høyde. På toppen av Mount Everest (8,8 km) er trykket bare 1/3 av havnivået!
Dyphavets knusende kraft
I Marianergropen (11 km dyp) når trykket 1 100 bar – nok til å knuse et menneske umiddelbart. Det er som å ha 1 100 kg på hver kvadratcentimeter!
Romvakuum
Ytre rom har et trykk på ~10⁻¹⁷ Pa – det er 100 millioner billioner ganger mindre enn jordens atmosfære. Blodet ditt ville bokstavelig talt koke (ved kroppstemperatur)!
Dekktrykkparadokset
Et bildekk med 32 psi opplever faktisk 46,7 psi absolutt (32 + 14,7 atmosfærisk). Vi måler manometertrykk fordi det er det 'ekstra' trykket som gjør jobben!
Pascals ydmyke navnebror
Pascal (Pa) er oppkalt etter Blaise Pascal, som beviste at atmosfærisk trykk eksisterer ved å bære et barometer opp et fjell i 1648. Han var bare 25 år gammel!
Trykkokerens magi
Ved 1 bar (15 psi) over atmosfærisk trykk koker vann ved 121 °C i stedet for 100 °C. Dette reduserer koketiden med 70 % – trykket akselererer bokstavelig talt kjemien!
Rekorder og ekstremer
| Rekord | Trykk | Notater |
|---|---|---|
| Høyeste havnivåtrykk | > 1080 hPa | Sibirske høytrykk (historisk) |
| Laveste havnivåtrykk | ~870–880 hPa | Sterke tropiske sykloner |
| Dyphav (~11 km) | ~1 100 bar | Marianergropen |
Historisk utvikling av trykkmåling
1643
Barometerets fødsel
Evangelista Torricelli finner opp kvikksølvbarometeret mens han studerer hvorfor vannpumper ikke kunne løfte vann høyere enn 10 meter. Skaper det første kunstige vakuumet og etablerer mmHg som den første trykkenheten.
Beviste at luft har vekt og trykk, noe som revolusjonerte vår forståelse av atmosfæren. Enheten torr (1/760 atm) er oppkalt til hans ære.
1648
Pascals fjelleksperiment
Blaise Pascal (25 år) får svogeren sin til å bære et barometer opp på fjellet Puy de Dôme, og beviser at atmosfærisk trykk avtar med høyden. Kvikksølvet falt fra 760 mm til 660 mm på toppen.
Etablerte forholdet mellom høyde og trykk, grunnleggende for luftfart og meteorologi. Enheten pascal (Pa) hedrer hans arbeid.
1662
Oppdagelsen av Boyles lov
Robert Boyle oppdager det omvendte forholdet mellom trykk og volum (PV = konstant) ved hjelp av forbedrede vakuumpumper og J-rørsutstyr.
Grunnlaget for gasslover og termodynamikk. Muliggjorde vitenskapelig studie av trykk-volum-forhold i avgrensede gasser.
1849
Oppfinnelsen av Bourdonrøret
Eugène Bourdon patenterer Bourdonrørmåleren – et buet metallrør som retter seg ut under trykk. Enkel, robust og nøyaktig.
Erstattet skjøre kvikksølvmanometre i industrielle anvendelser. Er fortsatt den vanligste mekaniske trykkmålerdesignen 175 år senere.
1913
Standardisering av bar
Bar ble offisielt definert som 10⁶ dyn/cm² (nøyaktig 100 kPa), valgt for å være nær atmosfærisk trykk for bekvemmelighet.
Ble standardenheten for ingeniørvitenskap over hele Europa. 1 bar ≈ 1 atmosfære gjorde hoderegning enkelt for ingeniører.
1971
Pascal som SI-enhet
Pascal (Pa = N/m²) ble vedtatt som den offisielle SI-enheten for trykk, og erstattet bar i vitenskapelige sammenhenger.
Forente trykkmåling med Newtons kraftenhet. Bar forblir imidlertid dominerende innen ingeniørfag på grunn av sin praktiske skala.
1980-tallet–1990-tallet
Meteorologiens SI-overgang
Værtjenester over hele verden byttet fra millibar (mbar) til hektopascal (hPa). Siden 1 mbar = 1 hPa nøyaktig, forble alle historiske data gyldige.
Smertefri overgang til SI-enheter. De fleste værkart viser nå hPa, selv om noen luftfartsområder fortsatt bruker mbar eller inHg.
2000-tallet
MEMS-trykkrevolusjonen
Mikroelektromekaniske systemer (MEMS) muliggjør små, billige og nøyaktige trykksensorer. Finnes i smarttelefoner (barometer), biler (dekktrykk) og bærbare enheter.
Demokratiserte trykkmåling. Smarttelefonen din kan måle høydeendringer på bare 1 meter ved hjelp av atmosfærisk trykk.
Tips
- Spesifiser alltid manometertrykk (g) eller absolutt trykk (a)
- Bruk hPa for vær, kPa eller bar for ingeniørfag, psi for dekk
- Vannsøyle: ~9,81 kPa per meter; nyttig for grove kontroller
- Automatisk vitenskapelig notasjon: Verdier < 1 µPa eller > 1 GPa vises i vitenskapelig notasjon for lesbarhet
Enhetskatalog
Metrisk (SI)
| Enhet | Symbol | Pascal | Notater |
|---|---|---|---|
| bar | bar | 100,000 | 100 kPa; praktisk ingeniørenhet. |
| kilopascal | kPa | 1,000 | 1 000 Pa; ingeniørskala. |
| megapascal | MPa | 1,000,000 | 1 000 kPa; høytrykkssystemer. |
| millibar | mbar | 100 | Millibar; gammel meteorologi (1 mbar = 1 hPa). |
| pascal | Pa | 1 | SI-grunnenhet (N/m²). |
| gigapascal | GPa | 1.000e+9 | 1 000 MPa; materialspenninger. |
| hektopascal | hPa | 100 | Hektopascal; det samme som mbar; brukes i vær. |
Imperial / USA
| Enhet | Symbol | Pascal | Notater |
|---|---|---|---|
| pund per kvadrattomme | psi | 6,894.76 | Pund per kvadrattomme; dekk, hydraulikk (kan være manometrisk eller absolutt). |
| kilopund per kvadrattomme | ksi | 6,894,760 | 1 000 psi; material- og strukturelle spesifikasjoner. |
| pund per kvadratfot | psf | 47.8803 | Pund per kvadratfot; bygningslaster. |
Atmosfære
| Enhet | Symbol | Pascal | Notater |
|---|---|---|---|
| atmosfære (standard) | atm | 101,325 | Standardatmosfære = 101,325 kPa. |
| atmosfære (teknisk) | at | 98,066.5 | Teknisk atmosfære ≈ 98,0665 kPa. |
Kvikksølv-kolonne
| Enhet | Symbol | Pascal | Notater |
|---|---|---|---|
| tomme kvikksølv | inHg | 3,386.39 | Tomme kvikksølv; luftfart og vær. |
| millimeter kvikksølv | mmHg | 133.322 | Millimeter kvikksølv; medisin og vakuum. |
| torr | Torr | 133.322 | 1/760 av en atm ≈ 133,322 Pa. |
| centimeter kvikksølv | cmHg | 1,333.22 | Centimeter kvikksølv; mindre vanlig. |
Vann-kolonne
| Enhet | Symbol | Pascal | Notater |
|---|---|---|---|
| centimeter vann | cmH₂O | 98.0665 | Centimeter vannsøyle; respirasjon/CPAP. |
| fot vann | ftH₂O | 2,989.07 | Fot vannsøyle. |
| tomme vann | inH₂O | 249.089 | Tomme vannsøyle; ventilasjon og VVS. |
| meter vann | mH₂O | 9,806.65 | Meter vannsøyle; hydraulikk. |
| millimeter vann | mmH₂O | 9.80665 | Millimeter vannsøyle. |
Vitenskapelig / CGS
| Enhet | Symbol | Pascal | Notater |
|---|---|---|---|
| barye | Ba | 0.1 | Barye; 0,1 Pa (CGS). |
| dyn per kvadratcentimeter | dyn/cm² | 0.1 | Dyn per cm²; 0,1 Pa (CGS). |
| kilogram-kraft per kvadratcentimeter | kgf/cm² | 98,066.5 | Kilogramkraft per cm² (ikke-SI). |
| kilogram-kraft per kvadratmeter | kgf/m² | 9.80665 | Kilogramkraft per m² (ikke-SI). |
| kilogram-kraft per kvadratmillimeter | kgf/mm² | 9,806,650 | Kilogramkraft per mm² (ikke-SI). |
| kilonewton per kvadratmeter | kN/m² | 1,000 | Kilonewton per m²; lik kPa. |
| meganewton per kvadratmeter | MN/m² | 1,000,000 | Meganewton per m²; lik MPa. |
| newton per kvadratmeter | N/m² | 1 | Newton per m²; lik Pa (redundant form). |
| newton per kvadratmillimeter | N/mm² | 1,000,000 | Newton per mm²; lik MPa. |
| tonn-kraft per kvadratcentimeter | tf/cm² | 98,066,500 | Tonnkraft per cm² (ikke-SI). |
| tonn-kraft per kvadratmeter | tf/m² | 9,806.65 | Tonnkraft per m² (ikke-SI). |
Ofte stilte spørsmål
Når bør jeg bruke absolutt trykk kontra manometertrykk?
Bruk absolutt for termodynamikk/vakuum; manometrisk for praktiske utstyrsvurderinger. Merk alltid enhetene med suffikset 'a' eller 'g' (f.eks. bara mot barg, kPaa mot kPag).
Hvorfor bruker piloter inHg?
Gamle høydemålerskalaer er i tommer kvikksølv; mange land bruker hPa (QNH).
Hva er torr?
1 torr er nøyaktig 1/760 av en standardatmosfære (≈133,322 Pa). Vanlig innen vakuumteknologi.
Komplett Verktøykatalog
Alle 71 verktøy tilgjengelig på UNITS