Определение на налягането, единици и примери

В науката, налягане е измерване на силата на единица площ. Най- SI единица на налягане е паскалът (Pa), който е еквивалентен на N / m² (нютони на метър в квадрат).

Ако имате 1 нютон (1 N) сила, разпределен върху 1 квадратен метър (1 m)²), тогава резултатът е 1 N / 1 m² = 1 N / m² = 1 Pa. Това предполага, че силата е насочена перпендикулярно към повърхността.

Ако увеличите силата на силата, но я приложите върху същата зона, налягането ще се увеличи пропорционално. Сила от 5 N, разпределена върху същата площ от 1 квадратен метър, би била 5 Pa. Ако обаче също така разширите силата, ще откриете, че налягането се увеличава в обратна пропорция до увеличаване на площта.

Ако имахте 5 N сила, разпределени на 2 квадратни метра, ще получите 5 N / 2 m² = 2,5 N / m² = 2,5 Па.

Бар е друга метрична единица за налягане, въпреки че не е единицата SI. Определя се като 10 000 Па.То е създаден през 1909 г. от британския метеоролог Уилям Напиер Шоу.

Атмосферно налягане, често се отбелязва като

Средната стойност на атмосферното налягане на морско равнище се определя като 1 атмосфера или 1 атм. Като се има предвид, че това е средно физическо количество, величината може да се променя във времето въз основа на по-прецизно измерване методи или вероятно поради действителни промени в околната среда, които биха могли да окажат глобално влияние върху средното налягане на атмосфера.

• 1 Pa = 1 N / m²
• 1 бар = 10 000 Па
• 1 атм ≈ 1,013 × 10⁵ Pa = 1.013 bar = 1013 милибара

Общата концепция на сила често се третира така, сякаш действа върху обект по идеализиран начин. (Това всъщност е обичайно за повечето неща в науката и особено във физиката, докато създаваме идеализирани модели да подчертаем феномените, на които искаме да обърнем специално внимание и да пренебрегнем колкото се може повече други явления.) При този идеализиран подход, ако казваме, че сила действа върху даден обект, ние рисуваме стрелка, посочваща посоката на силата, и действаме така, сякаш силата се осъществява в тази точка.

В действителност обаче нещата никога не са толкова прости. Ако натиснете лост с ръка, силата всъщност се разпределя по цялата ви ръка и се натиска срещу лоста, разпределен в тази област на лоста. За да направи нещата още по-сложни в тази ситуация, силата почти сигурно не се разпределя равномерно.

Това е мястото, където натискът влиза в игра. Физиците прилагат концепцията за налягане, за да разпознаят, че сила се разпределя върху повърхностна площ.

Въпреки че можем да говорим за натиск в най-различни контексти, една от най-ранните форми, при която концепцията влезе в дискусия в рамките на науката, беше при разглеждането и анализа на газовете. Добре преди наука за термодинамиката беше формализиран през 1800 г., беше установено, че газовете, когато се нагряват, прилагат сила или налягане върху обекта, който ги съдържа. Отопленият газ е бил използван за левитация на балони с горещ въздух, започващи в Европа през 1700 г., а китайската и други цивилизации са направили подобни открития доста преди това. 1800-те също видяха появата на парната машина (както е показано на свързаното изображение), която използва налягането изградени в котела за генериране на механично движение, като това, необходимо за преместване на речна лодка, влак или фабрика стан.

Този натиск получи своето физическо обяснение с кинетична теория на газовете, в която учените разбраха, че ако един газ съдържа голямо разнообразие от частици (молекули), откритото налягане може да бъде представено физически от средното движение на тези частици. Този подход обяснява защо налягането е тясно свързано с понятията топлина и температура, които също се определят като движение на частици, използвайки кинетичната теория. Един конкретен случай на интерес към термодинамиката е изобарен процес, което е термодинамична реакция, при която налягането остава постоянно.

Редактиран от Ан Мари Хелменстин, д-р