Давление
Давле́ние на поверхность — интенсивная физическая величина, численно равная силе, действующей на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности. В данной точке давление определяется как отношение нормальной составляющей силы , действующей на малый элемент поверхности, к его площади [1]:
давление | |
---|---|
Размерность | L−1MT−2 |
Единицы измерения | |
СИ | Па |
СГС | дин·см-2 |
Примечания | |
скалярная величина |
Среднее давление по всей поверхности есть отношение нормальной составляющей силы , действующей на данную поверхность, к её площади :
Давле́ние сплошной среды — скалярная интенсивная физическая величина; характеризует состояние среды и является диагональной компонентой тензора напряжений. В простейшем случае изотропной равновесной неподвижной среды не зависит от ориентации. Для обозначения давления обычно используется символ — от лат. pressūra «давление».
В соответствии с рекомендациями ИЮПАК давление в классической механике рекомендуется обозначать как , менее рекомендуемо обозначение [2]. Осмотическое давление часто обозначается буквой π.
Давление идеального газа (вообще говоря, системы пренебрежимо мало взаимодействующих частиц) на стенку ищется как
где — проекция импульса на ось сближения со стенкой, а — аналогичная проекция вектора плотности потока, для которого
(размерность пространства, вообще говоря, зависит от задачи)
где — концентрация, — функция распределения вероятности. В частности, при распределении Максвелла, интеграл легко берётся и получается: .
Единицы измерения
В Международной системе единиц (СИ) измеряется в паскалях (русское обозначение: Па; международное: Pa). Паскаль равен давлению, вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр.
Наряду с паскалем в Российской Федерации допущены к использованию в качестве внесистемных единиц измерения давления следующие единицы[3]:
- бар;
- килограмм-сила на квадратный сантиметр;
- миллиметр водяного столба;
- метр водяного столба;
- атмосфера техническая;
- миллиметр ртутного столба.
При этом наименования и обозначения данных единиц с дольными и кратными приставками СИ не применяются. Существовавшее ранее ограничение срока действия допуска указанных единиц в августе 2015 году было отменено[4].
Кроме того, на практике используются также единицы торр и физическая атмосфера.
Паскаль (Pa, Па) |
Бар (bar, бар) |
Техническая атмосфера (at, ат) |
Физическая атмосфера (atm, атм) |
Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст., mm Hg, Torr, торр) |
Миллиметр водяного столба (мм вод. ст., mm H2O) |
Фунт-сила на квадратный дюйм (psi) | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 Па | 1 | 10−5 | 1,01972⋅10−5 | 9,8692⋅10−6 | 7,5006⋅10−3 | 0,101972 | 1,4504⋅10−4 |
1 бар | 105 | 1 | 1,01972 | 0,98692 | 750,06 | 10197,2 | 14,504 |
1 ат | 98066,5 | 0,980665 | 1 | 0,96784 | 735,56 | 104 | 14,223 |
1 атм | 101325 | 1,01325 | 1,03323 | 1 | 760 | 10332,3 | 14,696 |
1 мм рт. ст. | 133,322 | 1,3332⋅10−3 | 1,3595⋅10−3 | 1,3158⋅10−3 | 1 | 13,595 | 0,019337 |
1 мм вод. ст. | 9,80665 | 9,80665⋅10−5 | 10-4 | 9,6784⋅10-5 | 0,073556 | 1 | 1,4223⋅10-3 |
1 psi | 6894,76 | 0,068948 | 0,070307 | 0,068046 | 51,715 | 703,07 | 1 |
Измерение давления газов и жидкостей выполняется с помощью манометров, дифманометров, вакуумметров, датчиков давления, атмосферного давления — барометрами, артериального давления — сфигмоманометрами.
Примечания
- Кузнецов В. Н. Давление . Большая Российская Энциклопедия. Дата обращения: 27 августа 2016.
- англ. E. R. Cohen et al, «Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry», IUPAC Green Book, 3rd Edition, 2nd Printing, IUPAC & RSC Publishing, Cambridge (2008). — p. 14.
- Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации Архивная копия от 2 ноября 2013 на Wayback Machine Утверждено Постановлением Правительства РФ от 31 октября 2009 г. N 879.
- Постановление Правительства РФ от 15.08.2015 № 847 «О внесении изменений в приложение № 3 к Положению о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации»