Kalkulator ciśnienia

Ciśnienie barometryczne to ciśnienie w atmosferze ziemskiej. Mierzy ono siłę, jaką atmosfera wywiera na jednostkę powierzchni.

Inną nazwą ciśnienia barometrycznego jest ciśnienie atmosferyczne. Ciśnienie barometryczne w dużej mierze zależy od warunków pogodowych i wysokości. Na powierzchni Ziemi waha się między 940-1040 hPa lub 13,6-15,1 psi.

Możesz mierzyć ciśnienie powietrza za pomocą barometru. Istnieje wiele rodzajów barometrów, ale najpopularniejszy z nich opiera się na zmianach wysokości słupa rtęci spowodowanych zmianami ciśnienia.

Aby obliczyć ciśnienie:

1. Zbadaj, co generuje ciśnienie. Czy jest to obiekt, ciecz czy powietrze?

2. Znajdź siłę, jaką źródło ciśnienia wywiera na daną powierzchnię.

3. Znajdź pole tej powierzchni.

4. Upewnij się, że obie wartości są w prawidłowych jednostkach, tj. niutonach i metrach kwadratowych.

5. Podziel siłę przez powierzchnię.

6. Twoje ciśnienie będzie wyrażone w paskalach (Pa).

Najczęściej używanymi jednostkami ciśnienia są:

• Pa — paskale — Jest to jednostka układu SI równa jednemu niutonowi na metr kwadratowy;
• psi — funty na cal kwadratowy — 1 psi odpowiada w przybliżeniu 6895 Pa;
• bar — jednostka metryczna (nie jest częścią układu SI) równa 100 000 Pa;
• mmHg — milimetr słupa rtęci — 1 mmHg odpowiada w przybliżeniu 133 Pa;
• inHg — cal rtęci — 1 inHg odpowiada w przybliżeniu 0,49 psi;
• Torr — 1 Torr to prawie to samo co mmHg i w przybliżeniu równa się 133 Pa; oraz
• atm — atmosfera standardowa — 1 atm równa się 101 325 Pa.

Jednostką ciśnienia w układzie SI jest paskal, w skrócie Pa. Jest on równy jednemu niutonowi na 1 metr kwadratowy (1 Pa = 1 N / 1 m²). Innymi powszechnie używanymi jednostkami ciśnienia w układzie SI są:

• Hektopaskale (1 hPa = 100 Pa) do wyrażania ciśnienia atmosferycznego;

• Kilopaskale (1 kPa = 1000 Pa);

• Megapaskale (1 MPa = 1 000 000 Pa) w układach hydraulicznych; oraz

• Gigapaskale (1 GPa = 1 000 000 000 Pa) do określania sztywności materiału lub wytrzymałości na rozciąganie.

Wartość standardowego ciśnienia zależy od organizacji, która je ustala, ale zazwyczaj wynosi 100 kPa lub 101,325 kPa, czyli około 14,5 psi lub 14,7 psi. W użyciu jest jednak także kilka innych definicji ciśnienia standardowego.

Ciśnienie standardowe to wartość ciśnienia zdefiniowana przez organizacje naukowe i metrologiczne w celu umożliwienia porównania różnych wyników eksperymentalnych w tych samych warunkach.

Ciśnienie atmosferyczne wynika z ruchu i wzajemnych zderzeń cząsteczek powietrza oraz siły, jaką cząsteczki wywierają na otoczenie. Im wyższe ciśnienie powietrza, tym większa energia i prędkość cząsteczek, co generuje większą siłę.

Zalecane ciśnienie w oponach zazwyczaj waha się między 200 a 240 kPa, co odpowiada 2-2,4 bar lub 30-35 psi. Dokładna wartość może zależeć od pojazdu i typu opony, więc należy sprawdzić zalecenia producenta. Informacje te powinny znajdować się na etykiecie na krawędzi drzwi pojazdu lub na samej oponie.

Aby znaleźć ciśnienie parcjalne:

1. Określ, jakie są składniki gazu.

2. Zmierz całkowite ciśnienie tego gazu.

3. Oblicz ułamek molowy dla każdego składnika mieszaniny. Jest to liczba moli danego gazu podzielona przez całkowitą liczbę moli mieszaniny.

4. Pomnóż ułamek molowy pierwszego składnika przez ciśnienie całkowite.

5. Powtórz poprzedni krok dla wszystkich składników.

6. Możesz zweryfikować wyniki, dodając wszystkie ciśnienia cząstkowe i sprawdzając, czy sumują się do ciśnienia całkowitego.

Wysokie ciśnienie barometryczne to ciśnienie przekraczające 1013,25 hPa, 14,7 psi lub 29,9 mmHg. Wartość ta odpowiada w przybliżeniu średniemu ciśnieniu atmosferycznemu na poziomie morza na Ziemi.

Zauważ, że „wysokie ciśnienie barometryczne” jest terminem względnym. Na dużych wysokościach, gdzie ciśnienie może być znacznie niższe, wyżej wymienione wartości ciśnienia mogą być już bardzo wysokie dla ludzi żyjących w takich warunkach.

Ciśnienie osmotyczne to niezbędne ciśnienie zapobiegające przepływowi cieczy przez półprzepuszczalną membranę, która rozdziela dwa roztwory o różnych stężeniach.

Aby obliczyć ciśnienie osmotyczne:

1. Znajdź różnicę między stężeniami rozdzielonych roztworów.
2. Zapisz temperaturę w kelwinach.
3. Pomnóż obliczoną różnicę stężeń przez temperaturę i stałą gazu doskonałego R.
4. Zauważ, że stała gazu doskonałego R jest w przybliżeniu równa 8,31 J/K⋅mol.

Ciśnienie parcjalne (cząstkowe) to ciśnienie, jakie dany składnik mieszaniny gazów miałby w tej samej temperaturze i objętości, gdyby występował samodzielnie. Suma ciśnień cząstkowych wszystkich składników jest równa ciśnieniu całkowitemu.

Możesz obliczyć ciśnienie parcjalne, mnożąc ułamek molowy składnika gazowego przez ciśnienie całkowite mieszaniny gazów.

Ciśnienie bezwzględne jest ciśnieniem mierzonym w odniesieniu do idealnej próżni lub, innymi słowy, do punktu odniesienia o zerowym ciśnieniu.

Przeciwstawnym terminem jest ciśnienie manometryczne, które mierzymy w odniesieniu do określonego poziomu ciśnienia.

Przykładem ciśnienia bezwzględnego jest prognozowane ciśnienie barometryczne z raportu pogodowego. Odpowiadające mu ciśnienie manometryczne byłoby na przykład równe standardowemu ciśnieniu powietrza pomniejszonemu o rzeczywiste ciśnienie atmosferyczne.