Convertor de Presiune
Presiune — de la pascali și psi la atmosfere și torr
Înțelegeți presiunea în meteorologie, hidraulică, aviație, sisteme de vid și medicină. Convertiți cu încredere între Pa, kPa, bar, psi, atm, mmHg, inHg și multe altele.
Fundațiile Presiunii
Hidrostatică
Coloanele de fluid creează o presiune proporțională cu adâncimea și densitatea.
- p = ρ g h
- Apă: ~9,81 kPa pe metru
- 1 bar ≈ 10 m de coloană de apă
Presiune atmosferică
Meteorologia utilizează hPa (la fel ca mbar). Standardul la nivelul mării este 1013,25 hPa.
- 1 atm = 101,325 kPa
- Presiune scăzută → furtuni
- Presiune ridicată → vreme frumoasă
Manometrică vs absolută
Presiunea manometrică (sufix 'g') măsoară relativ la presiunea ambientală. Presiunea absolută (sufix 'a') măsoară relativ la vid.
- Absolută = Manometrică + Atmosferică
- La nivelul mării: adăugați ~101,325 kPa (14,7 psi)
- Altitudinea modifică linia de bază atmosferică
- Utilizați kPa/hPa pentru vreme, bar pentru inginerie, psi pentru anvelope
- Specificați manometric vs absolut pentru a evita greșeli mari
- Convertiți prin pascali (Pa) pentru claritate
Ajutoare de Memorie
Calcul Mental Rapid
bar ↔ kPa
1 bar = 100 kPa exact. Doar mutați punctul zecimal cu 2 locuri.
psi ↔ kPa
1 psi ≈ 7 kPa. Înmulțiți cu 7 pentru o estimare aproximativă.
atm ↔ kPa
1 atm ≈ 100 kPa. Atmosfera standard este apropiată de 1 bar.
mmHg ↔ Pa
760 mmHg = 1 atm ≈ 101 kPa. Fiecare mmHg ≈ 133 Pa.
inHg ↔ hPa
29,92 inHg = 1013 hPa (standard). 1 inHg ≈ 34 hPa.
Coloană de apă
1 metru H₂O ≈ 10 kPa. Util pentru calculele de coloană hidraulică.
Referințe Vizuale pentru Presiune
| Scenario | Pressure | Visual Reference |
|---|---|---|
| Nivelul Mării | 1013 hPa (1 atm) | Linia dvs. de bază - presiunea atmosferică standard |
| Anvelopă Auto | 32 psi (2,2 bar) | Aproximativ 2× presiunea atmosferică |
| Vârf de Munte (3 km) | ~700 hPa | Cu 30% mai puțină presiune a aerului decât la nivelul mării |
| Furtună Puternică | 950 hPa | Cu 6% sub normal - aduce vreme rea |
| Butelie de Scufundări (Plină) | 200 bar | 200× presiunea atmosferică - compresie masivă |
| Cameră de Vid | 10⁻⁶ Pa | O trilionime din atmosferă - vid aproape perfect |
| Ocean Adânc (10 km) | 1000 bar | 1000× presiunea atmosferică - adâncimi zdrobitoare |
| Spălător cu Presiune | 2000 psi (138 bar) | 140× presiunea atmosferică - putere industrială |
Greșeli Frecvente
- Confuzia între Manometrică și AbsolutăFix: Specificați întotdeauna 'g' sau 'a' (de ex., barg/bara, kPag/kPaa). Manometrică = Absolută - Atmosferică.
- Amestecarea hPa și PaFix: 1 hPa = 100 Pa, nu 1 Pa. Hectopascal înseamnă 100 de pascali.
- Presupunerea că mmHg ≡ TorrFix: Aproape, dar nu identice: 1 torr = 1/760 atm exact; 1 mmHg ≈ 133,322 Pa (dependent de temperatură).
- Ignorarea AltitudiniiFix: Presiunea atmosferică scade cu ~12% pe km. Conversiile manometrice necesită presiunea atmosferică locală.
- Coloană de Apă Fără DensitateFix: Presiune = ρgh. Apa pură la 4°C ≠ apa de mare ≠ apa fierbinte. Densitatea contează!
- Utilizarea unui Domeniu Greșit pentru VacuumetruFix: Pirani funcționează la 10⁵–10⁻¹ Pa, manometrul de ionizare la 10⁻²–10⁻⁹ Pa. Utilizarea în afara domeniului dă citiri false.
Referință Rapidă
Manometrică ↔ absolută
Absolută = Manometrică + Atmosferică
La nivelul mării: adăugați 101,325 kPa sau 14,696 psi
- Ajustați linia de bază pentru altitudine
- Documentați întotdeauna ce scară utilizați
Coloană de apă
Coloană de apă la presiune
- 1 mH₂O ≈ 9,80665 kPa
- 10 mH₂O ≈ ~1 bar
Conversii meteorologice
Setări altimetru
- 1013 hPa = 29,92 inHg
- 1 inHg ≈ 33,8639 hPa
Introducere în Altimetrie
QNH • QFE • QNE
Cunoașteți referința
- QNH: Presiunea la nivelul mării (setează altimetrul la elevația aerodromului)
- QFE: Presiunea aerodromului (altimetrul indică 0 la aerodrom)
- QNE: Standard 1013,25 hPa / 29,92 inHg (niveluri de zbor)
Calcul rapid presiune-altitudine
Reguli de bază
- ±1 inHg ≈ ∓1.000 ft indicați
- ±1 hPa ≈ ∓27 ft indicați
- Aer rece/cald: erorile de densitate afectează altitudinea reală
Instrumentație de Vid
Pirani/termic
Măsoară conductivitatea termică a gazului
- Domeniu: ~10⁵ → 10⁻¹ Pa (aprox)
- Dependent de gaz; calibrați pentru tipul de gaz
- Excelent pentru vid grosier până la scăzut
Ionizare/catod rece
Curent de ionizare vs presiune
- Domeniu: ~10⁻² → 10⁻⁹ Pa
- Sensibil la contaminare și specii de gaz
- Utilizați cu izolare pentru a proteja la presiune ridicată
Manometru capacitiv
Deflexia absolută a diafragmei
- Precizie ridicată; independent de gaz
- Domeniile acoperă ~10⁻¹ → 10⁵ Pa
- Ideal pentru controlul proceselor
Greșeli Comune de Evitat
- Amestecarea scărilor manometrice/absolute (barg/bara, kPag/kPaa) la specificarea echipamentului
- Presupunerea că mmHg ≡ torr în toate condițiile (diferențe ușoare de definiție)
- Confundarea hPa cu Pa (1 hPa = 100 Pa, nu 1 Pa)
- Ignorarea altitudinii la conversia manometrică ↔ absolută
- Utilizarea conversiilor de coloană de apă fără a corecta densitatea/temperatura fluidului
- Utilizarea unui vacuumetru în afara domeniului său de precizie
Unde se Potrivește Fiecare Unitate
Aviație și altimetrie
Altimetrele utilizează inHg sau hPa setate la QNH local; presiunea afectează altitudinea indicată.
- 29,92 inHg = 1013 hPa standard
- Presiunea ridicată/scăzută modifică altitudinea indicată
Medicină
Tensiunea arterială utilizează mmHg; sistemele respiratorii și CPAP utilizează cmH₂O.
- TA tipică 120/80 mmHg
- 5–20 cmH₂O pentru CPAP
Inginerie și hidraulică
Echipamentele de proces și hidraulice utilizează adesea bar, MPa sau psi.
- Conducte hidraulice: zeci până la sute de bar
- Recipiente sub presiune evaluate în bar/psi
Vreme și climă
Hărțile meteorologice afișează presiunea la nivelul mării în hPa sau mbar.
- Minime puternice < 990 hPa
- maxime puternice > 1030 hPa
Vid și camere curate
Tehnologia vidului utilizează torr sau Pa în vid grosier, înalt și ultra-înalt.
- Vid grosier: ~10³–10⁵ Pa
- UHV: < 10⁻⁶ Pa
Comparația Presiunii între Aplicații
| Aplicație | Pa | bar | psi | atm |
|---|---|---|---|---|
| Vid perfect | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Vid ultra-înalt | 10⁻⁷ | 10⁻¹² | 1,5×10⁻¹¹ | 10⁻¹² |
| Vid înalt (SEM) | 10⁻² | 10⁻⁷ | 1,5×10⁻⁶ | 10⁻⁷ |
| Vid scăzut (grosier) | 10³ | 0,01 | 0,15 | 0,01 |
| Atmosferă la nivelul mării | 101.325 | 1,01 | 14,7 | 1 |
| Anvelopă auto (tipică) | 220.000 | 2,2 | 32 | 2,2 |
| Anvelopă de bicicletă (șosea) | 620.000 | 6,2 | 90 | 6,1 |
| Spălător cu presiune | 13,8 MPa | 138 | 2.000 | 136 |
| Butelie de scufundări (plină) | 20 MPa | 200 | 2.900 | 197 |
| Presă hidraulică | 70 MPa | 700 | 10.000 | 691 |
| Ocean adânc (11 km) | 110 MPa | 1.100 | 16.000 | 1.086 |
| Celulă cu nicovală de diamant | 100 GPa | 10⁶ | 15×10⁶ | 10⁶ |
Domenii de Vid și Presiune
| Domeniu | Aprox. Pa | Exemple |
|---|---|---|
| Atmosferic | ~101 kPa | Aer la nivelul mării |
| Presiune înaltă (industrială) | > 1 MPa | Hidraulică, recipiente |
| Vid grosier | 10³–10⁵ Pa | Pompe, degazare |
| Vid înalt | 10⁻¹–10⁻³ Pa | SEM, depunere |
| Vid ultra-înalt | < 10⁻⁶ Pa | Știința suprafețelor |
Cum Funcționează Conversiile
- 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
Conversii Comune
| De la | La | Factor | Exemplu |
|---|---|---|---|
| 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 |
Exemple Rapide
Repere Cotidiene
| Obiect | Presiune tipică | Note |
|---|---|---|
| Atmosfera la nivelul mării | 1013 hPa | Zi standard |
| Maxim barometric puternic | > 1030 hPa | Vreme frumoasă |
| Minim barometric puternic | < 990 hPa | Furtuni |
| Anvelopă auto | 30–35 psi | ~2–2,4 bar |
| Spălător cu presiune | 1.500–3.000 psi | Modele de consum |
| Butelie de scufundări | 200–300 bar | Presiune de umplere |
Date Uimitoare Despre Presiune
Misterul hPa vs mbar
1 hPa = 1 mbar exact — sunt identice! Meteorologia a trecut de la mbar la hPa pentru consistență SI, dar numeric sunt identice.
De ce mmHg în Medicină?
Manometrele cu mercur au fost standardul de aur de peste 300 de ani. Deși au fost eliminate din cauza toxicității, tensiunea arterială este încă măsurată în mmHg în întreaga lume!
Regula Înjumătățirii Altitudinii
Presiunea atmosferică se înjumătățește la aproximativ fiecare 5,5 km (18.000 ft) de elevație. Pe vârful Muntelui Everest (8,8 km), presiunea este doar 1/3 din cea de la nivelul mării!
Forța Zdrobitoare din Adâncul Mării
În Groapa Marianelor (11 km adâncime), presiunea atinge 1.100 bar — suficient pentru a zdrobi un om instantaneu. E ca și cum ai avea 1.100 kg pe fiecare centimetru pătrat!
Vidul Spațial
Spațiul cosmic are o presiune de ~10⁻¹⁷ Pa — adică de 100 de milioane de trilioane de ori mai mică decât atmosfera Pământului. Sângele tău ar fierbe literalmente (la temperatura corpului)!
Paradoxul Presiunii din Anvelope
O anvelopă auto la 32 psi are de fapt o presiune absolută de 46,7 psi (32 + 14,7 atmosferică). Măsurăm presiunea manometrică deoarece este presiunea „suplimentară” care face treaba!
Omonimul Umil al lui Pascal
Pascalul (Pa) este numit după Blaise Pascal, care a demonstrat existența presiunii atmosferice ducând un barometru pe un munte în 1648. Avea doar 25 de ani!
Magia Oalei sub Presiune
La 1 bar (15 psi) peste presiunea atmosferică, apa fierbe la 121°C în loc de 100°C. Acest lucru reduce timpul de gătire cu 70% — presiunea accelerează literalmente chimia!
Recorduri și Extreme
| Record | Presiune | Note |
|---|---|---|
| Cea mai mare presiune la nivelul mării | > 1080 hPa | Anticicloni siberieni (istoric) |
| Cea mai mică presiune la nivelul mării | ~870–880 hPa | Cicloni tropicali puternici |
| Ocean adânc (~11 km) | ~1.100 bar | Groapa Marianelor |
Evoluția Istorică a Măsurării Presiunii
1643
Nașterea Barometrului
Evangelista Torricelli inventează barometrul cu mercur în timp ce studia de ce pompele de apă nu puteau ridica apa la o înălțime mai mare de 10 metri. Creează primul vid artificial și stabilește mmHg ca prima unitate de presiune.
A demonstrat că aerul are greutate și presiune, revoluționând înțelegerea noastră asupra atmosferei. Unitatea torr (1/760 atm) este numită în onoarea sa.
1648
Experimentul Montan al lui Pascal
Blaise Pascal (25 de ani) îl pune pe cumnatul său să ducă un barometru pe muntele Puy de Dôme, demonstrând că presiunea atmosferică scade cu altitudinea. Mercurul a scăzut de la 760 mm la 660 mm pe vârf.
A stabilit relația dintre altitudine și presiune, fundamentală pentru aviație și meteorologie. Unitatea pascal (Pa) onorează munca sa.
1662
Descoperirea Legii lui Boyle
Robert Boyle descoperă relația inversă dintre presiune și volum (PV = constant) folosind pompe de vid îmbunătățite și aparate cu tub în J.
Fundația legilor gazelor și a termodinamicii. A permis studiul științific al relațiilor presiune-volum în gaze închise.
1849
Invenția Tubului Bourdon
Eugène Bourdon brevetează manometrul cu tub Bourdon — un tub metalic curbat care se îndreaptă sub presiune. Simplu, robust și precis.
A înlocuit manometrele fragile cu mercur în aplicații industriale. Este încă cel mai comun design de manometru mecanic 175 de ani mai târziu.
1913
Standardizarea Barului
Barul este definit oficial ca 10⁶ dyne/cm² (exact 100 kPa), ales pentru a fi apropiat de presiunea atmosferică pentru conveniență.
A devenit unitatea standard de inginerie în întreaga Europă. 1 bar ≈ 1 atmosferă a făcut calculul mental ușor pentru ingineri.
1971
Pascalul ca Unitate SI
Pascalul (Pa = N/m²) este adoptat ca unitate SI oficială pentru presiune, înlocuind barul în contexte științifice.
A unificat măsurarea presiunii cu unitatea de forță a lui Newton. Cu toate acestea, barul rămâne dominant în inginerie datorită scării convenabile.
anii 1980–1990
Tranziția SI a Meteorologiei
Serviciile meteorologice din întreaga lume trec de la milibar (mbar) la hectopascal (hPa). Deoarece 1 mbar = 1 hPa exact, toate datele istorice au rămas valabile.
Tranziție fără probleme la unitățile SI. Majoritatea hărților meteorologice afișează acum hPa, deși unele aplicații aviatice încă folosesc mbar sau inHg.
anii 2000
Revoluția Presiunii MEMS
Sistemele micro-electro-mecanice (MEMS) permit senzori de presiune mici, ieftini și preciși. Se găsesc în smartphone-uri (barometru), mașini (presiunea anvelopelor) și dispozitive purtabile.
A democratizat măsurarea presiunii. Smartphone-ul dvs. poate măsura schimbări de altitudine de doar 1 metru folosind presiunea atmosferică.
Sfaturi
- Specificați întotdeauna manometric (g) sau absolut (a)
- Utilizați hPa pentru vreme, kPa sau bar pentru inginerie, psi pentru anvelope
- Coloană de apă: ~9,81 kPa pe metru; util pentru verificări rapide
- Notație științifică automată: Valorile < 1 µPa sau > 1 GPa se afișează în notație științifică pentru lizibilitate
Catalog de Unități
Metric (SI)
| Unitate | Simbol | Pascali | Note |
|---|---|---|---|
| bar | bar | 100,000 | 100 kPa; unitate inginerească convenabilă. |
| kilopascal | kPa | 1,000 | 1.000 Pa; scară inginerească. |
| megapascal | MPa | 1,000,000 | 1.000 kPa; sisteme de înaltă presiune. |
| milibar | mbar | 100 | Milibar; meteorologie veche (1 mbar = 1 hPa). |
| pascal | Pa | 1 | Unitate de bază SI (N/m²). |
| gigapascal | GPa | 1.000e+9 | 1.000 MPa; solicitări materiale. |
| hectopascal | hPa | 100 | Hectopascal; la fel ca mbar; utilizat în meteorologie. |
Imperial / SUA
| Unitate | Simbol | Pascali | Note |
|---|---|---|---|
| livră pe inch pătrat | psi | 6,894.76 | Livre pe inch pătrat; anvelope, hidraulică (poate fi manometrică sau absolută). |
| kilolivră pe inch pătrat | ksi | 6,894,760 | 1.000 psi; specificații materiale și structurale. |
| livră pe picior pătrat | psf | 47.8803 | Livre pe picior pătrat; sarcini de construcție. |
Atmosferă
| Unitate | Simbol | Pascali | Note |
|---|---|---|---|
| atmosferă (standard) | atm | 101,325 | Atmosferă standard = 101,325 kPa. |
| atmosferă (tehnică) | at | 98,066.5 | Atmosferă tehnică ≈ 98,0665 kPa. |
Coloană de mercur
| Unitate | Simbol | Pascali | Note |
|---|---|---|---|
| inch de mercur | inHg | 3,386.39 | Inch de mercur; aviație și meteorologie. |
| milimetru de mercur | mmHg | 133.322 | Milimetru de mercur; medicină și vid. |
| torr | Torr | 133.322 | 1/760 dintr-un atm ≈ 133,322 Pa. |
| centimetru de mercur | cmHg | 1,333.22 | Centimetru de mercur; mai puțin comun. |
Coloană de apă
| Unitate | Simbol | Pascali | Note |
|---|---|---|---|
| centimetru de apă | cmH₂O | 98.0665 | Centimetru de coloană de apă; respiratoriu/CPAP. |
| picior de apă | ftH₂O | 2,989.07 | Picior de coloană de apă. |
| inch de apă | inH₂O | 249.089 | Inch de coloană de apă; ventilație și HVAC. |
| metru de apă | mH₂O | 9,806.65 | Metru de coloană de apă; hidraulică. |
| milimetru de apă | mmH₂O | 9.80665 | Milimetru de coloană de apă. |
Științific / CGS
| Unitate | Simbol | Pascali | Note |
|---|---|---|---|
| barye | Ba | 0.1 | Barye; 0,1 Pa (CGS). |
| dyne pe centimetru pătrat | dyn/cm² | 0.1 | Dină pe cm²; 0,1 Pa (CGS). |
| kilogram-forță pe centimetru pătrat | kgf/cm² | 98,066.5 | Kilogram-forță pe cm² (non-SI). |
| kilogram-forță pe metru pătrat | kgf/m² | 9.80665 | Kilogram-forță pe m² (non-SI). |
| kilogram-forță pe milimetru pătrat | kgf/mm² | 9,806,650 | Kilogram-forță pe mm² (non-SI). |
| kilonewton pe metru pătrat | kN/m² | 1,000 | Kilonewton pe m²; egal cu kPa. |
| meganewton pe metru pătrat | MN/m² | 1,000,000 | Meganewton pe m²; egal cu MPa. |
| newton pe metru pătrat | N/m² | 1 | Newton pe m²; egal cu Pa (formă redundantă). |
| newton pe milimetru pătrat | N/mm² | 1,000,000 | Newton pe mm²; egal cu MPa. |
| tonă-forță pe centimetru pătrat | tf/cm² | 98,066,500 | Tonă-forță pe cm² (non-SI). |
| tonă-forță pe metru pătrat | tf/m² | 9,806.65 | Tonă-forță pe m² (non-SI). |
Întrebări Frecvente
Când ar trebui să folosesc presiunea absolută vs. cea manometrică?
Utilizați absolută pentru termodinamică/vid; manometrică pentru evaluările practice ale echipamentelor. Etichetați întotdeauna unitățile cu sufixul 'a' sau 'g' (de ex., bara vs barg, kPaa vs kPag).
De ce folosesc piloții inHg?
Scările altimetrice vechi sunt în inci de mercur; multe țări folosesc hPa (QNH).
Ce este torr?
1 torr este exact 1/760 dintr-o atmosferă standard (≈133,322 Pa). Comun în tehnologia vidului.
Director Complet de Unelte
Toate cele 71 unelte disponibile pe UNITS