Щодня ми стикаємося з поняттям тиску: перевіряємо його в шинах автомобіля, слухаємо прогноз погоди, де згадують атмосферний тиск, або ж контролюємо артеріальний тиск за допомогою тонометра. Але що означають усі ці паскалі, бари та атмосфери? Розібратися в одиницях вимірювання тиску — означає краще розуміти світ навколо нас, від побутових дрібниць до складних технологічних процесів. Давайте зануримося у цей світ і розкладемо все по поличках.
Що таке тиск і чому для нього стільки одиниць?
Простими словами, тиск — це фізична величина, що показує, яка сила діє на певну площу поверхні. Уявіть, що ви намагаєтеся пройти по глибокому снігу. У звичайних черевиках ви провалитеся, адже вся ваша вага тисне на невелику площу підошви. А ось на лижах ви зможете ковзати по поверхні, бо ваша вага розподіляється на значно більшу площу. Тиск у другому випадку буде набагато меншим.
Історично склалося так, що різні наукові школи та галузі промисловості розробляли власні, зручні для себе способи вимірювання тиску. Метеорологи, інженери, медики — всі вони використовували різні системи. З часом це призвело до появи цілого розмаїття одиниць, кожна з яких має свою сферу застосування.
Паскаль (Па) — офіційний стандарт
Головною одиницею вимірювання тиску в Міжнародній системі одиниць (SI) є паскаль, названий на честь французького вченого Блеза Паскаля.
Один паскаль (Па) — це тиск, що створюється силою в один ньютон, рівномірно розподіленою по поверхні площею один квадратний метр (1 Па = 1 Н/м²).
Це дуже мала величина. Щоб уявити, наскільки, достатньо знати, що аркуш звичайного паперу чинить на стіл тиск близько 1 Па. Через це на практиці частіше використовують похідні одиниці:
- Кілопаскаль (кПа): 1 кПа = 1 000 Па
- Мегапаскаль (МПа): 1 МПа = 1 000 000 Па
Кілопаскалі часто можна зустріти в прогнозах погоди та в автомобільній індустрії. Мегапаскалі використовуються для опису тиску в гідравлічних системах та інших промислових установках.
Порада: Якщо вам потрібно порівняти тиск, вказаний у різних одиницях, найпростіше перевести всі значення в паскалі. Це універсальна одиниця, яка допоможе уникнути плутанини.
Атмосфери та Бари — звичні та зручні
Хоча паскаль є офіційним стандартом, у повсякденному житті та багатьох галузях популярними залишаються інші одиниці.
Атмосфера (атм)
Історично атмосферний тиск на рівні моря став еталоном, який назвали “стандартною” або “фізичною атмосферою”. Вона дорівнює тиску, який чинить стовп ртуті висотою 760 мм.
- 1 атмосфера (атм) ≈ 101 325 Па або 101,3 кПа
Існує також технічна атмосфера (ат), яка визначається як тиск, що створюється силою 1 кілограм-сила на площу 1 квадратний сантиметр. Вона трохи менша за фізичну.
Бар (bar)
Бар — це ще одна метрична одиниця, дуже близька до атмосфери, що робить її зручною для розрахунків.
- 1 бар = 100 000 Па або 100 кПа
Як бачите, 1 бар практично дорівнює одній атмосфері, і цю одиницю часто можна побачити на манометрах компресорів, насосів та в описі пневматичного обладнання.
Міліметр ртутного стовпа (мм рт. ст.)
Ця позасистемна одиниця, також відома як “торр”, має давню історію, пов’язану з першими барометрами. Вона досі активно використовується в медицині для вимірювання артеріального тиску та в метеорології.
- 1 мм рт. ст. ≈ 133,3 Па
Коли тонометр показує тиск 120/80, це означає, що систолічний (верхній) тиск становить 120 мм рт. ст., а діастолічний (нижній) — 80 мм рт. ст.
PSI — англосаксонський слід
В країнах, що використовують імперську систему мір (насамперед у США та Великій Британії), поширена одиниця PSI (Pound per Square Inch), що означає “фунт-сила на квадратний дюйм”.
- 1 PSI ≈ 6 895 Па або 6,895 кПа
Якщо ви коли-небудь накачували шини на американському автомобілі, ви бачили рекомендований тиск саме в PSI. Ця одиниця також широко застосовується в промислових гідравлічних та пневматичних системах.
Таблиця для швидкої конвертації
| Одиниця | Паскаль (Па) | Бар (bar) | Атмосфера (атм) | мм рт. ст. | PSI |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 Па | 1 | 0.00001 | ≈ 0.00000987 | ≈ 0.0075 | ≈ 0.000145 |
| 1 бар | 100 000 | 1 | ≈ 0.987 | ≈ 750 | ≈ 14.5 |
| 1 атм | 101 325 | ≈ 1.013 | 1 | 760 | ≈ 14.7 |
| 1 мм рт. ст. | ≈ 133.3 | ≈ 0.00133 | ≈ 0.00132 | 1 | ≈ 0.0193 |
| 1 PSI | ≈ 6 895 | ≈ 0.0689 | ≈ 0.068 | ≈ 51.7 | 1 |
Підсумовуючи мозаїку одиниць тиску
Розмаїття одиниць вимірювання тиску може здатися складним, але кожна з них має свою логіку та історичне підґрунтя. Головне — розуміти, в якому контексті використовується та чи інша величина. Паскаль є універсальним науковим стандартом, атмосфери та бари зручні для повсяденного використання, міліметри ртутного стовпа незамінні в медицині, а PSI панує в техніці англомовних країн. Тепер, дивлячись на манометр чи слухаючи прогноз погоди, ви точно знатимете, про що йде мова.
