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 вчителем 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 утоми. Метр, годину, секунда – ці фізичні сутності «вростати» 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 тисків. 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 доводиться 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 сильніший 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 і 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 такою 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 уже 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, із 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 в техніці прилад манометр вимірює надлишковий тиск. Визначення так і звучить, що надмірною вважається тиск в діапазоні вище барометричного 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 представляє праці обчислити надлишковий тиск, як різниця:

Раті = Рабс – Ратм

Тиск, що має просте аналітичне вираження, 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, коло, 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 чи … інтернет.


Залишити коментар