Надлишковий тиск - що і як ...
Буває, що згадуючи шкільні роки, на пам'ять приходять предмети хімія, фізика. Вони розширювали для мене кордону світорозуміння через знайомство з тими чи іншими фізичними поняттями. Деякі з них ніяк не хотіли «приживатися». Напевно, тому, що найчастіше озвучені учителем визначення не мали конкретної фізичної образу, а були, спочатку, абстрактними поняттями.
Ось метр - тут все зрозуміло. Час, теж, ніби як немає питань, годинник - улюблена іграшка дитинства, тік-так, без втоми. Метр, годину, секунда - ці фізичні сутності «вростають» у свідомість. Але як собі уявити 10 км повітря, які «тиснуть» на тебе день і ніч без утоми, а називаються лірично і загадково - атмосферний тиск. А виявляється, що це ще не все, є і надлишковий тиск, і осмотичний, і кров'яний, і ... несть їм числа, всім цим тискам. Потім, правда, все стає на свої місця, але судячи з інтернет-форумів, питання з різних аспектів поняття «тиск» були, є і будуть. Так що ж це таке - тиск?
Практичний сенс поняття «тиск» полягає в тому, що це питома силова характеристика - навантаження, що припадає на одиницю площі. Будь-який предмет, що оточує нас, обов'язково «спирається», тисне на яку або поверхню - стіл, підвіконня, підставка, дорога. А як визначити, хто сильніше тисне на дорогу - танк або йде по ній людина? Ось тут і допомагає поняття про фізичну величиною «тиск», яке обчислюється на підставі інших фізичних величин. Для цього визначають вагу об'єкта та площа його опори. Вага ділимо на площу і отримуємо значення тиску - частку ваги, що припадає на одиницю площі, скажімо, сантиметр квадратний. Ось тепер можна сказати впевнено, хто більше «тисне».
І не сказати тепер, хто перший запропонував, щоб «стовпчик» повітря площею один квадратний сантиметр і висотою 100 км, саме такий умовно вважають висоту земної атмосфери, назвати атмосферним тиском. Якщо в якості нульового значення висоти прийняти рівень світового океану, то чисельне значення тиску атмосфери Ратм, його називають ще барометричним, складе приблизно 1 кгс / см кв. Так вже склалося історично, що ця чудова фізична величина - одна атмосфера, рівна 1 кгс / см кв. - Має кілька прототипів. Зокрема, широко застосовується варіант вимірювання в міліметрах ртутного стовпа - 1 атмосфера дорівнює 760 мм рт.ст. На різній висоті від Землі «давить» стовп повітря різний, і тиск, виміряний барометром, зі зміною висоти змінюється. Наприклад, на висоті 5 км барометричний тиск дорівнює 405 мм рт.ст.
Інші варіанти назви тиску класифікуються за їх співвідношенню з барометричним. Так, наприклад, широко застосовуваний у техніці прилад манометр вимірює надлишковий тиск. Визначення так і звучить, що надлишковим вважається тиск в діапазоні вище барометрического і позначають його Раті. У технічних додатках частіше вимірюють саме надлишковий тиск.
А може бути тиск менше атмосферного? Звичайно, і в такому випадку воно називається вакуумметричний. Абсолютний вакуум - це тиск, що дорівнює абсолютному нулю - менше не буває. Тому, якщо взяти його за точку відліку, то будь-який тиск більше нульового називається абсолютним, змінюється від нуля і до будь-якого значення, а позначають його Рабс.
Як же обчислити надлишковий тиск? Формула для розрахунку абсолютного тиску має вигляд:
Рабс = Ратм + Раті
Звідси не становить труднощів обчислити надлишковий тиск, як різниця:
Раті = Рабс - Ратм
Тиск, що має просте аналітичний вираз, на жаль, має таке величезне число одиниць виміру, що в них розбираються тільки фахівці. Найбільш застосовні з них це бар, паскаль, кг / см кв. та їх похідні з приставками мега, гекто, гіга.
В системі Сі одиниця тиску - паскаль - це сила величиною в один ньютон на площу в один метр квадратний. Сам по собі н / м кв. така маленька величина, що на практиці застосовують його похідну бар, який дорівнює приблизно 100 кілопаскалей або 750 мм рт.ст., тобто майже 1 кг / см кв. Ось він, круг, замкнулося - ми знову прийшли до прекрасної і поетичної одиниці тиску - атмосфері. Правда, в цьому випадку її називають «технічною атмосферою», і саме цією одиницею часто, по старій пам'яті, вимірюють надлишковий тиск. Повний перелік відповідності застосовуваних у різних областях одиниць тиску займає сторінку густого тексту.
Ось так, просте і зрозуміле тиск переросло в заплутаний лабіринт власних одиниць виміру. Але немає причин хвилюватися - під рукою завжди є довідник або ... інтернет.