Фізична величина | |||
---|---|---|---|
Назва | Тиск | ||
Вид величини | Похідна | ||
Позначення величини | лат. p | ||
Позначення для розмірності | Н/м² | ||
Похідна від | сили | ||
Системи величин і одиниць | Одиниця | Розмірність | |
СІ | Па, Pa ( паскаль)1
|
L−1·M·T−2
| |
СГС | дина/см² |
L−1·M·T−2
| |
Англоамериканські | Psi |
L−1·M·T−2
| |
Виноски | |||
1) Поряд з паскалем (Па), використовується також позасистемна одиниця тиску бар (1 бар = 100 кПа). Застарілі варіації: атмосфера (атм), Торр, або міліметр ртутного стовпа (мм рт. ст.) | |||
Див. також: Атмосферний тиск |
Тиск — фізична величина, яка чисельно дорівнює силі, що діє на одиницю площі поверхні тіла та діє за напрямом зовнішньої нормалі до цієї поверхні.
Тиск позначається малою латинською літерою p. За означенням
де S — площа поверхні, на яку діє сила, а — складова цієї сили, нормальна (перпендикулярна) до поверхні.
Тиск — скалярна величина, отже не залежить від напрямку. Загальнішим поняттям, ніж поняття тиску є поняття напруження. У анізотропних середовищах деформація залежить від напрямку прикладеної сили, тому для опису дії сили в таких середовищах використовується інша величина: тензор механічних напружень. Тому поняття тиску найкраще характеризує пружні властивості газів і рідин.
У системі СІ тиск вимірюється у паскалях. 1 Па = 1 Н/м². Іншими популярними одиницями вимірювання тиску є торр або міліметр ртутного стовпа й атмосфера або бар. Позасистемна одиниця тиску — п′єза.
Паскаль | Бар (bar, бар) |
Н/мм² | кгс/м² | Технічна атмосфера (at, ат) |
Фізична атмосфера (atm, атм) |
Міліметр ртутного стовпа (mmHg, мм рт.ст., torr, торр) |
Фунт-сила на квадратний дюйм (psi) | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 Па (Н/м²) = | 1 | 10−5 | 10−6 | 0,102 | 0,102•10−4 | 0,987•10−5 | 0,0075 | 145,038•10−6 |
1 бар = | 100000 | 1 | 0,1 | 10197 | 1,02 | 0,987 | 750 | 14,5038 |
1 Н/мм² = | 106 | 10 | 1 | 1,02•105 | 10,2 | 9,87 | 7500 | 145,038 |
1 кгс/м² = | 9,81 | 9,81•10−5 | 9,81•10−6 | 1 | 10−4 | 0,968•10−4 | 0,0736 | 14,223•10−4 |
1 технічна атмосфера = 1 кгс/см² = |
98100 | 0,981 | 0,0981 | 10000 | 1 | 0,968 | 736 | 14,223 |
1 фізична атмосфера = (760 торр) = |
101325 | 1,013 | 0,1013 | 10330 | 1,033 | 1 | 760 | 14,696 |
1 торр = 1 мм рт.ст. = | 133 | 0,00133 | 1,33•10−4 | 13,6 | 0,00132 | 0,00132 | 1 | 19,3367•10−3 |
1 psi | 6894,76 | 68,9476•10−3 | 68,9476•10−4 | 702,99 | 70,307•10−3 | 68,046•10−3 | 51,7151 | 1 |
Тиск — одна із найважливіших термодинамічних величин. Це інтенсивна термодинамічна змінна, тобто значення тиску не залежить від розмірів термодинамічної системи. У стані термодинамічної рівноваги за законом Паскаля тиск однаковий у всіх точках системи. Рівняння стану пов'язує тиск із іншими термодинамічними змінними — об'ємом, температурою та масою речовини.
Робота dA, яку виконує термодинамічна система при зміні об'єму на величину dV дорівнює:
Тиск може бути визначений, як перша похідна від термодинамічних потенціалів:
де E — внутрішня енергія, F — вільна енергія, S — ентропія, T — температура.
Тиск в рідині в полі тяжіння залежить від глибини згідно із формулою
де — густина рідини, — прискорення вільного падіння, — глибина, на якій вимірюється тиск.
Абсолютний тиск, (pабс) — це тиск, для вимірювання якого за початок відліку беруть тиск, що дорівнює нулю (теоретично — від абсолютного вакууму). За початок відліку абсолютного тиску у земних умовах приймають тиск усередині посудини, з якої повністю видалене повітря. Тільки абсолютний тиск є параметром стану термодинамічної системи і тільки абсолютний тиск в Па використовують у всіх формулах в термодинаміці. Визначається абсолютний тиск як сума барометричного та манометричного тисків, або як різниця — барометричного та вакууметричного тисків.
Надлишковий тиск (p) — різниця між абсолютним і тиском навколишнього середовища, найчастіше — барометричним (атмосферним) тиском. Вимірюють манометрами. Розрідження — тиск в системі, менший за атмосферний. Вимірюють вакууметрами.
Атмосферний (барометричний) тиск (pб) — тиск, створюваний масою повітряного стовпа земної атмосфери. Його значення залежить від висоти місцевості над рівнем моря, географічної широти та метеорологічних умов. Вимірюють барометрами.
Вимірювання тиску газів і рідин виконується за допомогою манометрів, мономанометрів дифманометрів, вакуумметрів, атмосферного тиску — барометрами, артеріального тиску — тонометрами.
Перепад тиску (рос. перепад давления; англ. pressure drop; нім. Druckgefälle n, Druckabfall m) — різниця тисків у двох різних перерізах потоку.
Приклади: