大气压 - 表压公式及示例

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引言

大气压影响着地球上的万物。我们在日常活动中每一次行动都在运用压力的基本概念。例如，刀刃上的压力很高。但我们不知道刀刃背后有什么科学原理。刀刃上存在高压是因为它的表面积非常小。因此，我们应该知道，小的表面积承受着高压力。正是由于这种高压，我们才能切水果、蔬菜等。不仅是刀，还有很多类似的东西，例如真空吸尘器、足球鞋等等。不同用途的压力也不同。根据用途，压力分为多种类型。

什么是压力？

作用在物体单位面积上的力定义为压力。该作用力垂直于物体的单位面积表面。力与面积之比称为压力。

压力用“p”表示。压力的国际单位制单位是“帕斯卡”(Pa)。“巴”是压力的CGS单位。它表示为“Ba”。它是一个标量。

$$\mathrm{1\:Pa =1\frac{N}{m^2}}$$

$$\mathrm{1\:Ba = 0.1\:Pa}$$

压力公式：

$$\mathrm{(压力)p =\frac{F(力)}{A(面积)}}$$

对于液体，液体的压力定义为作用在与液体接触的固体表面上的总力。压力的单位与力的单位相同。

$$\mathrm{压力 = 压力\:\times\:面积}$$

因此，我们将液体中的压力定义为压力与面积之比。

$$\mathrm{压力= \frac{压力}{面积}}$$

根据帕斯卡定律，液体向各个方向传递压力是相等的。某一点的压力不依赖于容器的形状。液体在各点施加的压力是相同的。静止液体的压力和压力总是垂直于与其接触的表面。某一点的压力与液体的密度、液柱的高度和深度有关。

液体内部某点的压力 = h × d × g

d是液体的密度，g是重力加速度。

压力类型

绝对压力

绝对压力是指在真空环境中测量的压力。绝对零值之后的空间或真空场的压力。大气压力和表压给出绝对压力值。

$$\mathrm{绝对压力 = 大气压力 + 表压}$$

例如：

$$\mathrm{表压 = 14\:psi}$$

$$\mathrm{大气压力 = 30.5\:psi}$$

$$\mathrm{绝对压力 = 14+ 30.5=44.5\:psi}$$

表压

超过大气压力的压力称为表压。如果大气压力低，则表压为正值。如果大气压力高，则表压为负值。用于测量低压或表压的仪器称为压力计和压力表。

$$\mathrm{表压 = 绝对压力 - 大气压力}$$

差压

两种压力之间的差异称为差压。

设$\mathrm{P_a}$和$\mathrm{P_b}$是两种压力

$$\mathrm{差压\:\Delta P=P_a\:\sim\:P_b}$$

文丘里管是了解差压的最佳示例。它主要用于测量流体的流量。它改变了管道中部流体的压力。文丘里流量计显示出更好的流体压力值。

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密封压力或真空压力

当绝对压力为零时，该空间称为真空。很难达到这个空间。如果大气压力大于压力，则会产生真空空间。实际上这是不可能的。真空压力是用一个完全被大气压力覆盖的密闭腔室测量的。

什么是表压？

超过大气压力的压力称为表压。绝对压力和大气压力之间的差异称为表压。

例如：

$$\mathrm{局部大气压力 = 14.2\:psi}$$

$$\mathrm{绝对压力 = 28\:psi}$$

$$\mathrm{表压 = 绝对压力 - 大气压力}$$

$$\mathrm{表压= 28-14.2=13.8\:psi}$$

它也称为超压。当大气压力小于压力时，称为表压或超压。大气重量由表压测量。表压因不同的天气条件和海平面而异。

大气压力和表压之间的关系

地球大气层上的压力称为大气压力。多种气体和蒸汽的组合称为大气。对流层是底部区域，平流层是大气层的顶部区域。两者的分界面称为对流层顶。

大气压力和表压的关系如下：

$$\mathrm{表压 = 绝对压力 - 大气压力}$$

从上式我们知道，表压取决于大气压力。如果大气压的值高于绝对压力，则表压将为负值。如果大气压力低，则表压为正值。

绝对压力和表压的区别

绝对压力	表压
在真空环境中测量的压力。	高于大气压力的压力测量。
表压和大气压力之和。	绝对压力与大气压力之比。
它从零点的绝对零开始。	大气压力是表压的零点。
难以达到真空空间。	天气条件可能会影响表压。
能够定义	不准确

表1：绝对压力和表压的区别

结论

压力是日常活动中容易被忽视的东西。每一次行动都至少包含最低限度的压力。从刀刃到山上碎石，每一次行动都需要压力。不同物体的压力也不同。这取决于力或压力作用的地方。无论是固体、液体还是气体，它都因不同的基本原理而异。力与面积之比也称为压力。小的表面承受着大量的压力。

常见问题

Q1. 解释一下波登压力计？

A1. 它在工业上被广泛应用于测量大小压力，是一种直接读数表压计。

Q2. 什么是气压计？

A2. 气压计是用于测量大气压力的仪器。其中一种最好的形式是水银槽式福廷气压计。另一种方便易携的气压计是空盒气压计，因为它不使用水银或任何其他液体。

Q3. 自行车轮胎的表压为35 psi。求绝对压力。

A3.

$$\mathrm{绝对压力\:P_{abs}=表压\:P_g+大气压力\:P_{atm}}$$

$$\mathrm{局部大气压力\:P_{atn}=14.2}$$

$$\mathrm{P_{abs}=35+14.2}$$

$$\mathrm{P_{abs}=49.2\:psi}$$

Q4. 足球鞋上的鞋钉在压力方面起什么作用？

A4. 足球鞋上的鞋钉可以增加在地面上奔跑的抓地力。鞋钉中的高压使其踢足球更舒适。它提供了额外的抓地力，可以牢牢地抓住地面。

Q5. 什么是大气压力？

A5. 大气由于自身重量而施加的压力称为大气压力。它作用于整个地球表面。其值随着人们在地球表面上方升高而不断降低。