Hiện nay, trong các ngành công nghiệp áp suất là một yếu tố đo lường quan trọng. Thế nhưng, đơn vị đo áp suất ở mỗi khu vực trên thế giới lại không giống nhau. Để nắm rõ hơn về các đơn vị đo áp suất là gì. Hãy theo dõi những kiến thức đã được tổng hợp bên dưới bài viết nhé.
1. Khái niệm đơn vị đo áp suất là gì?
Bạn cần nắm được định nghĩa về áp suất trước khi đi tìm hiểu về đơn vị đo áp suất để có những thông tin cơ bản về đơn vị đo lường này. Theo SGK lớp 8, áp suất có thể hiểu theo một cách đơn giản là lực trên một đơn vị diện tích tác động với bề mặt của vật thể theo phương vuông góc. Nghĩa là khi có một lực tác động vuông góc với bề mặt một diện tích nào đó thì sẽ xảy ra áp suất.
Theo nguyên lý, áp suất càng lớn khi diện tích bề mặt càng nhỏ và ngược lại. Trong đời sống, áp suất là một lực rất phổ biến và đặc biệt trong ngành công nghiệp.
Hiện nay, tùy từng quốc gia, khu vực, lãnh thổ có đa dạng đơn vị đo lường áp suất khác nhau. Đơn vị đo áp suất có sự đa dạng như vậy vì những cuộc cách mạng khoa học - kỹ thuật đã tác động lên nó. Nhằm phục vụ cho quá trình nghiên cứu, một số nước lớn đã tạo ra nhiều đơn vị khác nhau.
Bar, Psi, Mbar, KPa, Mpa, Pa,... là các đơn vị áp suất và dùng để đo đồng hồ hoặc cảm biến áp suất. Chúng ta đều có thể chuyển đổi đơn vị của các đơn vị này tương đương nhau.
Hình 1: Khái niệm đơn vị đo áp suất
2. Các đơn vị đo áp suất phổ biến
2.1. Đơn vị Pa
Pascal (Pa) trong hệ đo lường quốc tế (SI) là một đơn vị đo áp suất được lấy theo tên của một nhà toán học và vật lý - Blaise Pascal người Pháp. Áp suất 1 pascal được tính bằng áp lực 1 newton tác động lên diện tích bề mặt là 1 mét vuông (1 Pa = 1 N/m² ).
Đơn vị Pa thường được sử dụng ở các nước châu Á mà phổ biến nhất ở Nhật Bản, trong các ngành công nghiệp điện, trong xây dựng, sản xuất thép, trong máy móc thiết bị đo áp suất, máy nén khí
2.2. Đơn vị Kpa
Một đơn vị đo áp suất khác là Kilopascal (Kpa) được quy đổi từ đơn vị Pascal (Pa). Điều này nhằm hạn chế việc vất vả trong ghi chép hay phức tạp giữa các con số.
Kpa thường được sử dụng để đo áp suất trong các hệ thống cấp nước hay hệ thống cấp gió trong ngành xây dựng
2.3. Đơn vị Mpa
Đơn vị đo áp suất trong hệ si là gì? Một số ngành công nghiệp sản xuất như áp suất lò hơi, đồng hồ đo máy nén khí, áp suất thủy lực,... ứng dụng đơn vị đo áp suất Mpa (Megapascal). Tại các quốc gia châu Á, Mpa là đơn vị đo áp suất được sử dụng phổ biến để đo lường các chất ở thể lỏng và thể khí trong các nhà máy xí nghiệp
Quy đổi đơn vị đo áp suất Mpa: 1 Mpa = 1.000 Kpa = 1.000.000 Pa
2.4. Đơn vị bar
Bar không phải là một phần trong hệ đo lường quốc tế (SI) mặc dù nó vẫn nằm trong danh sách đơn vị đo áp suất là gì. Nhà khí tượng học người Na Uy Vilmus Bjerknes đã phát minh ra đơn vị này.
Quy đổi: 1 bar = 100 000 Pa; 1bar = 1000 Mbar
Hình 2: Đơn vị đo áp suất Mbar
2.5. Đơn vị Psi
Psi là viết tắt của cụm từ Pounds per square inch và nằm trong 7 đơn vị đo lường cơ bản. Đơn vị này có p lực có xuất xứ từ Bắc Mỹ.
Quy đổi: 1 Psi = 6895 Pa.
2.6. Đơn vị atm
ATM là đơn vị đo áp suất không khí, khí quyển tiêu chuẩn và không thuộc hệ đo lường quốc tế (SI). Đơn vị này được sử dụng trên các đồng hồ đo áp suất và lắp đặt tại các công xưởng, nhà máy. Ngoài ra còn được tích hợp trên các thiết bị thông dụng như máy rửa xe, máy sấy khí, máy nén khí
Quy đổi: 1 atm = 101325 Pa.
3. Bảng đơn vị đo áp suất theo quy đổi
Các đơn vị Pa, MPa, KPa thường được sử dụng tại các quốc gia châu Á. Ở Mỹ, chủ yếu dùng dùng các đơn vị Psi, Psi và ở châu Âu dùng đơn vị Bar, kg/cm2. Và để quy đổi giữa các đơn vị đo áp suất này bạn phải làm thế nào? Bảng chuyển đổi các đơn vị đo áp suất dưới đây bạn có thể tham khảo.
Hình 3: Bảng đơn vị đo áp suất theo quy đổi
Trước tiên, muốn quy đổi giữa các đơn vị đo, bạn phải nhớ: Đơn vị cần quy đổi nằm ở cột dọc, ví dụ:
1 Pa = 0.001 Kpa
1 Pa = 0.000001 Mpa
1 Pa = 0.00001 Bar
1 Bar = 1 000 Pa
4. Một số cách điều chỉnh áp suất
4.1. Tăng áp suất
Ta có thể tăng áp lực F và giảm diện tích bị ép S để tăng áp suất. Hoặc bạn có thể thực hiện dựa vào các cách sau:
- Cách 1: Diện tích bị ép giữ nguyên, tăng áp lực.
- Cách 2: Giữ nguyên áp lực, diện tích bị ép giảm xuống.
- Cách 3: Tăng áp lực, giảm diện tích bị ép cùng lúc.
4.2. Giảm áp suất
Để có thể giảm được áp suất, bạn cần phải tăng diện tích bị ép S và giảm áp lực F, hoặc:
Cách 1: Giữ nguyên áp lực, tăng diện tích bị ép.
Cách 2: Giữ nguyên diện tích bị ép, giảm áp lực.
Cách 3: Tăng diện tích tiếp xúc và giảm áp lực tác động lên bề mặt cùng lúc.
5. Một số loại áp suất phổ biến
Áp suất còn tồn tại dưới nhiều loại khác nhau, cụ thể chúng ta có một số kiểu áp suất như sau:
- Áp suất khí quyển: Khí quyển là lớp khí bao trùm xung quanh bề mặt Trái Đất và được lực hấp dẫn giữ lại. Bầu khí quyển có chứa các thành phần như khí oxy, nito và một số chất khác.
- Áp suất chất lỏng là giá trị áp lực lên một đơn vị diện tích đặt tại điểm đó.
- Áp suất chất rắn: Là lực ép của chất rắn tác động lên một diện tích vật thể nhất định. Đồng thời lực ép này chỉ gây nên áp suất tại bề mặt vật tiếp xúc trực tiếp với chất rắn.
- Áp suất thẩm thấu: Là áp suất tối thiểu cần được áp dụng cho dung dịch nhằm ngăn dòng chảy vào dung môi tinh khiết của nó qua màng bán định.
- Áp suất riêng phần: Là áp suất của một thành phần trong một hỗn hợp khí.
- Áp suất tuyệt đối: Là tiêu chuẩn đối với một môi trường chân không hoàn hảo.
- Áp suất tĩnh là khả năng chống lại luồng không khí (ma sát) do không khí di chuyển qua một ống dẫn,phụ kiện, cuộn dây ,bộ lọc, bộ giảm chấn, cửa gió,....
Ngoài các loại áp suất thông dụng ta thường thấy ở trên thì Vietchem cũng bổ sung một số loại áp suất và giá trị của chúng được áp dụng trong giải các bài tập cụ thể.
Các loại áp suất
Giá trị (Đơn vị Pa)
Áp suất ở tâm Trái Đất
4.1011
Áp suất ở tâm Mặt Trời
2.1016
Áp suất dưới đáy biển chỗ sâu nhất
1,1.108
Áp suất lớn nhất tạo được trong PTN
1,5.1010
Áp suất khí quyển ở mức mặt biển
1.105
Áp suất của không khí trong lốp oto
4.105
Áp suất bình thường của máu
1,6.104
6. Các bài tập vận dụng liên quan
Bài 1: Trường hợp nào sau đây áp lực của người lên mặt sàn là lớn nhất?
- Người đứng cả hai chân.
- Người đứng bằng một chân.
- Người đứng bằng cả hai chân nhưng tay cầm quả tạ
- Người đứng cả hai chân nhưng cúi gập xuống
Lời giải:
Đáp án C
- Khi người đó cầm quả tạ thì áp lực do người đó tác dụng lên sàn sẽ bằng tổng trọng lượng của người đó và quả tạ.
- Vì vậy trong trường hợp này áp lực tác dụng lên sàn là lớn nhất.
Bài 2: Các viên gạch giống hệt nhau được xếp trên nền nhà như trong hình vẽ. Trường hợp nào áp suất do các viên gạch tác dụng lên nền nhà là lớn nhất?
- 3 B. 2
- 1 D. 4
Lời giải:
Đáp án A
- Trọng lượng của các viên gạch bằng nhau nên áp lực do gạch tác dụng lên mặt đất trong 4 trường hợp này đều như nhau.
- Vậy áp suất lớn nhất khi diện tích tiếp xúc nhỏ nhất. Trong trường hợp 3 diện tích tiếp xúc nhỏ nhất nên áp suất tác dụng lên mặt đất là lớn nhất
Bài 3: Một viên gạch dạng hình hộp chữ nhật có kích thước các chiều dài, rộng, cao lần lượt là 20cm; 10cm; 5cm. Biết viên gạch nặng 1,2kg. Đặt viên trên mặt bàn nằm ngang thì áp suất nhỏ nhất mà viên gạch tác dụng vào mặt bàn là:
- 12 N/m2 B. 240 N/m2
- 600 N/m2 D. 840 N/m2
Lời giải:
Đáp án C
- Trọng lượng của viên gạch là:
1,2.10 = 12 (N)
- Áp suất của viên gạch tác dụng lên mặt bàn nhỏ nhất khi diện tích tiếp xúc lớn nhất.
- Diện tích tiếp xúc lớn nhất là: 20.10 = 200 (cm2) = 0,02 (m2)
20.10 = 200 (cm2) = 0,02 (m2)
- Áp suất nhỏ nhất mà viên gạch tác dụng vào mặt bàn là:
Bài 4: Khi nằm trên đệm mút ta thấy êm hơn khi nằm trên phản gỗ. Tại sao vậy?
- Vì đệm mút mềm hơn phản gỗ nên áp suất tác dụng lên người giảm.
- Vì đệm mút dày hơn phản gỗ nên áp suất tác dụng lên người giảm.
- Vì lực tác dụng của phản gỗ vào thân người lớn hơn.
- Vì đệm mút dễ biến dạng để tăng diện tích tiếp xúc vì vậy giảm áp suất tác dụng lên thân người.
Lời giải:
Đáp án D
- Trọng lượng của người là không đổi nên áp lực do người tác dụng vào đệm, phản gỗ là như nhau. Do đó độ lớn phản lực (áp lực) mà phản gỗ, đệm tác dụng vào người cũng bằng nhau.
- Tuy nhiên khi nằm đệm thì do đệm có thể biến dạng (ôm theo thân người) nên diện tích tiếp xúc với thân người tăng (lớn hơn khi người nằm trên phản gỗ) do đó áp suất tác dụng lên thân người giảm và ta cảm thấy êm hơn.
Bài 5: Khi đóng đinh vào tường ta thường đóng mũi đinh vào tường mà không đóng mũ (tai) đinh vào. Tại sao vậy?
Lời giải:
- Vì mũi đinh nhọn nên diện tích tiếp xúc của mũi đinh nhỏ hơn rất nhiều so với mũ đinh.
- Do đó khi ta đóng đinh ta thường đóng mũi đinh vào tường thì áp suất từ đinh tác dụng vào tường sẽ lớn hơn.
Bài 6: Một người tác dụng lên mặt sàn một áp suất 1,9.104 N/m2. Diện tích của hai bàn chân tiếp xúc với mặt sàn là 0,03m2. Hỏi trọng lượng và khối lượng của người đó?
Lời giải:
- Trọng lượng của người đó là :
P = p.S = 17000 . 0,03 = 570 (N)
- Khối lượng của người đó là : m = P/10 = 57 (kg)
Đáp số: 570N; 57kg
Bài 7: Người ta tác dụng một áp lực có độ lớn 600N vào một thiết bị đo áp suất thì đo được áp suất là 3000N/m2. Diện tích bị ép có độ lớn là bao nhiêu?
Lời giải:
- Áp suất lên diện tích bị ép có độ lớn là :
Đáp số: 0,2m2
Trên đây là các thông tin giải thích cho thắc mắc đơn vị đo áp suất là gì? Mong rằng, bạn đọc có tư liệu tham khảo chi tiết nhất khi tìm hiểu về áp suất.
