Qu'est-ce que la pression mesurée en physique, les unités de pression

Imaginez un cylindre scellé rempli d'air avec un piston monté sur le dessus. Si vous commencez à pousser le piston, le volume d'air dans le cylindre commencera à diminuer, les molécules d'air entreront en collision les unes avec les autres et avec le piston de plus en plus intensément, et la pression de l'air comprimé sur le piston augmentera.

Si le piston est soudainement relâché, l'air comprimé le poussera brusquement vers le haut. Cela se produira car avec une surface de piston constante, la force agissant sur le piston du côté de l'air comprimé augmentera. La surface du piston reste inchangée, mais la force des molécules de gaz augmente et la pression augmente en conséquence.

Ou un autre exemple. Un homme est debout sur le sol, debout sur ses deux pieds. Dans cette position, une personne est à l'aise, ne ressent pas d'inconfort. Mais que se passe-t-il si cette personne décide de se tenir sur une jambe ? Il pliera une jambe au niveau du genou et reposera maintenant sur le sol avec une seule jambe. Dans cette position, une personne ressentira une certaine gêne, car la pression sur la jambe a augmenté, et environ 2 fois.Pourquoi? Parce que la zone à travers laquelle la force de gravité pousse maintenant une personne au sol a diminué de 2 fois. Voici un exemple de ce qu'est la pression et de la facilité avec laquelle elle peut être détectée dans la vie de tous les jours.

Pression physique

En termes de physique, la pression est une quantité physique qui est numériquement égale à la force agissant perpendiculairement à la surface par unité de surface de la surface donnée. Par conséquent, pour déterminer la pression en un certain point de la surface, la composante normale de la force appliquée à la surface est divisée par l'aire du petit élément de surface sur lequel agit cette force. Et pour déterminer la pression moyenne sur toute la surface, la composante normale de la force agissant sur la surface doit être divisée par la surface totale de cette surface.

Pascal (Pa)

La pression est mesurée dans le NE en pascals (Pa). Cette unité de mesure de pression a été nommée en l'honneur du mathématicien, physicien et écrivain français Blaise Pascal, auteur de la loi fondamentale de l'hydrostatique - la loi de Pascal, qui stipule que la pression sur un liquide ou un gaz est transmise à n'importe quel point sans changement dans tous directions. Pour la première fois, l'unité de pression "Pascal" a été mise en circulation en France en 1961, selon le décret sur les unités, trois siècles après la mort du savant.

Un pascal est égal à la pression causée par une force d'un newton uniformément répartie et dirigée perpendiculairement à une surface d'un mètre carré.

Les pascals mesurent non seulement la pression mécanique (contrainte mécanique), mais également le module d'élasticité, le module de Young, le module de masse, la limite d'élasticité, la limite proportionnelle, la résistance à la traction, la résistance au cisaillement, la pression acoustique et la pression osmotique. Traditionnellement, les Pascals expriment les caractéristiques mécaniques les plus importantes des matériaux dans un matériau résistant.

Atmosphère technique (at), physique (atm), kilogramme force par centimètre carré (kgf/cm2)

En plus du Pascal, d'autres unités (hors du système) sont utilisées pour mesurer la pression. L'une de ces unités est « l'atmosphère » (c). La pression dans une atmosphère est approximativement égale à la pression atmosphérique à la surface de la Terre au niveau de l'océan mondial. Aujourd'hui "atmosphère" est comprise comme une atmosphère technique (c).

Une atmosphère technique (at) est la pression générée par une force par kilogramme (kgf) uniformément répartie sur une surface d'un centimètre carré. Un kilogramme de force, à son tour, est égal à la force de gravité agissant sur un corps d'une masse d'un kilogramme dans des conditions d'accélération gravitationnelle égales à 9,80665 m / s2. Ainsi, un kilogramme de force est égal à 9,80665 newtons et 1 atmosphère est exactement égale à 98066,5 Pa. 1 à = 98066,5 Pa.

Dans les atmosphères, par exemple, la pression dans les pneus de voiture est mesurée, par exemple, la pression recommandée dans les pneus du bus de passagers GAZ-2217 est de 3 atmosphères.

Il existe également une « atmosphère physique » (atm), définie comme la pression d'une colonne de mercure de 760 mm de haut à sa base, alors que la densité du mercure est de 13 595,04 kg/m3, à une température de 0°C et dans des conditions de accélération gravitationnelle, égale à 9,80665 m / s2.Il s'avère donc que 1 atm = 1,033233 at = 101 325 Pa.

Quant au kilogramme-force par centimètre carré (kgf/cm2), cette unité de pression non systématique équivaut avec une bonne précision à la pression atmosphérique normale, ce qui est parfois pratique pour évaluer divers effets.

Bar (bar), baryum

En dehors de l'unité du système, «bar» est égal à environ une atmosphère, mais il est plus précis - exactement 100 000 Pa. Dans le système SGS, 1 bar équivaut à 1 000 000 dynes/cm2. Auparavant, le nom « bar » était porté par l'unité désormais appelée « baryum » et était égal à 0,1 Pa soit dans le système CGS 1 baryum = 1 dyn/cm2. Les mots "bar", "baryum" et "baromètre" viennent du même mot grec pour "poids".

Souvent l'unité mbar (millibar), égale à 0,001 bar, est utilisée pour mesurer la pression atmosphérique en météorologie. Et pour mesurer la pression sur les planètes où l'atmosphère est très mince — μbar (microbar), égal à 0,000001 bar. Sur les manomètres techniques, l'échelle est le plus souvent graduée en bars.

Millimètre de mercure (mmHg), millimètre d'eau (mmHg)

L'unité non millimétrique de mercure est égale à 101325/760 = 133,3223684 Pa. Il est noté "mm Hg", mais parfois il est noté "torr" - en l'honneur du physicien italien, élève de Galilée, Evangelista Torricelli, auteur du concept de pression atmosphérique.

L'unité a été créée en relation avec un moyen pratique de mesurer la pression atmosphérique avec un baromètre, dans lequel la colonne de mercure est en équilibre sous l'influence de la pression atmosphérique. Le mercure a une densité élevée d'environ 13 600 kg/m3 et une faible pression de vapeur saturante à température ambiante, c'est pourquoi le mercure a été choisi simultanément pour les baromètres.

Au niveau de la mer, la pression atmosphérique est d'environ 760 mm Hg, et c'est cette valeur qui est maintenant considérée comme la pression atmosphérique normale, égale à 101325 Pa ou une atmosphère physique, 1 atm. Autrement dit, 1 millimètre de mercure est égal à 101325/760 pascals.

En millimètres de mercure, la pression est mesurée en médecine, en météorologie et en navigation aérienne. En médecine, la pression artérielle est mesurée en mm Hg, dans la technologie du vide instruments de mesure de pression sont gradués en mmHg avec des barres. Parfois, ils n'écrivent même que 25 microns, ce qui signifie des microns de colonne de mercure lorsqu'il s'agit d'évacuation, et les mesures de pression sont effectuées avec des vacuomètres.

Dans certains cas, des millimètres d'eau sont utilisés, puis 13,59 mm de colonne d'eau = 1 mm Hg. Parfois, c'est plus rapide et pratique. Un millimètre de colonne d'eau, comme un millimètre de colonne de mercure, est une unité extérieure au système égale à son tour à la pression hydrostatique de 1 mm de colonne d'eau que cette colonne exerce sur un fond plat à une température de colonne d'eau de 4 °C.