16.3: Тиск

Last updated
Save as PDF

Page ID: 76096

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Тиск - це сила на одиницю площі, або, точніше,

\[ \rho=\lim_{\delta A\rightarrow 0}\frac{\delta F}{\delta A}. \label{16.3.1} \]

Немає конкретного напрямку, пов'язаного з тиском - він діє у всіх напрямках - і це скалярна величина. Одиницею СІ є паскаль (Па), що представляє собою тиск в один ньютон на квадратний метр (N м ^{- 2}). Блез Паскаль (1623-1662) був французьким математиком і філософом, який значний внесок у теорію конічних розрізів і гідростатику. Він показав, що барометричний тиск зменшується з висотою - звідси відоме питання експертизи: «Поясніть, як би ви використовували барометр для вимірювання висоти висотної будівлі» - на що найбільш точною відповіддю, як кажуть, буде: «Я б кинув його з вікна і часу, скільки часу знадобилося, щоб досягти землі. .»

Одиницею тиску СГС вважається дин см ^{- 2}, а 1 Па = 10 дин см ^{- 2}.

Деякі інші дурні одиниці тиску часто спостерігаються, такі як psi, bar, Torr або мм рт.ст., і атм.

Psi або «фунт на квадратний дюйм» все в порядку для тих, хто визначає «фунт» як одиницю сили (використання США), але менше для тих, хто визначає фунт як одиницю маси (використання Великобританії). Псі становить близько 6894,76 Па, а бар - 10 ⁵ Па або 100 кПа.

[«Британська інженерна система», наскільки я знаю, використовується виключно в США і не використовується і ніколи не використовувалася у Великобританії, де вона, ймовірно, була б невизнана. У «британській» інженерній системі фунт визначається як одиниця сили, тоді як у Великобританії фунт - одиниця маси.]

А Торр - це тиск під стовпчиком ртуті висотою 760 мм. Це може бути зручно для випадкового розмовного використання, де надзвичайна точність не очікується в лабораторних експериментах, в яких тиск фактично позначається ртутним барометром або манометром. Щоб точно з'ясувати, який тиск у Па під 760 мм рт.ст., потрібно було б знати точне значення місцевого прискорення гравітації, а також точну щільність ртуті, яка змінюється залежно від температури та ізотопної конституції. Торр зазвичай дається як 133.322 Па. Євангеліста Торрічеллі (1608 — 1647) вважається винахідником ртутного барометра. Він змінив Галілея на посаді професора математики у Флорентійському університеті.

Банкомат становить 760 торр або приблизно 14.7 фунтів на квадратний дюйм або 101 325 Па. Тобто, 1.013 25 бар

Як завжди, використання безлічі різних одиниць, а також знання точних визначень і коефіцієнтів перетворення між усіма ними і проведення всіх виснажливих множень - це зайва робота, яка завдається всім нам у всіх галузях фізики.