Давление — физическая величина, характеризующая состояние сплошной среды и численно равная силе , действующей на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности. В простейшем случае изотропной равновесной неподвижной среды (гидростатическое давление) или идеальной (не имеющей внутреннего трения и анизотропной) движущейся среды давление не зависит от ориентации поверхности. В данной точке давление определяется как отношение нормальной составляющей силы, действующей на малый элемент поверхности, к его площади.
Сила атмосферного давления
Атмосферное давление — давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность. Атмосферное давление создаётся гравитационным притяжением воздуха к Земле.
В 1643 Эванджелиста Торричелли показал, что воздух имеет вес. Совместно с В. Вивиани, Торричелли провёл первый опыт по измерению атмосферного давления, изобретя трубку Торричелли (первый ртутный барометр), — стеклянную трубку, в которой нет воздуха. В такой трубке ртуть поднимается на высоту около 760 мм.
На земной поверхности атмосферное давление изменяется от места к месту и во времени. Особенно важны определяющие погоду непериодические изменения атмосферного давления, связанные с возникновением, развитием и разрушением медленно движущихся областей высокого давления (антициклонов) и относительно быстро перемещающихся огромных вихрей (циклонов), в которых господствует пониженное давление. Отмечены колебания атмосферного давления на уровне моря в пределах 684 — 809 мм рт. ст.
Нормальным атмосферным давлением называют давление в 760 мм рт.ст. (101 325 Па). В химии стандартным атмосферным давлением с 1982 года по рекомендации IUPAC считается давление ровно 100 кПа.
Атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты, поскольку оно создаётся лишь вышележащим слоем атмосферы. Зависимость давления от высоты описывается т. н. барометрической формулой. Высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 гПа, называется барической (барометрической) ступенью. У земной поверхности при давлении 1000 гПа и температуре 0 °С она равна 8 м/гПа. С ростом температуры и увеличением высоты над уровнем моря она возрастает, т. е. она прямо пропорциональна температуре и обратно пропорциональна давлению. Величина, обратная барической ступени, — вертикальный барический градиент, т. е. изменение давления при поднятии или опускании на 100 метров. При температуре 0 °С и давлении 1000 гПа он равен 12,5 гПа.
На картах давление показывается с помощью изобар — линий, соединяющих точки с одинаковым приземным атмосферным давлением, обязательно приведенным к уровню моря. Атмосферное давление измеряется барометром.
Гидростатическое давление — это давление жидкости, находящейся в состоянии покоя, то есть неподвижной. Гидростатическое давление определяется не объемом, а высотой жидкости. Гидростатическое давление возрастает с увеличением «глубины» жидкости, поскольку увеличивается вес жидкости, давящий сверху вниз. Термин «гидростатический напор» обычно используется применительно к давлению, создаваемому высотой жидкости в сосуде. Хотя гидростатический напор выражается в линейных единицах измерения, таких как метры или сантиметры, он является выражением определенной высоты столба жидкости.
Единицы измерения давления
| Единицы давления | Паскаль (Pa, Па) |
Бар (bar, бар) |
Техническая атмосфера (at, ат) |
Физическая атмосфера (atm, атм) |
Миллиметр ртутного столба (мм рт.ст.,mmHg, torr, торр) |
Метр водяного столба (м вод. ст.,m H2O) |
Фунт-сила на кв. дюйм (psi) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 Па | 1 | 10-5 | 10.197 х 106 | 9.8692 х 106 | 7.5006 х 103 | 1.0197 х 104 | 145.04 х 106 |
| 1 бар | 105 | 1 | 1.0197 | 0.98692 | 750.06 | 10.197 | 14.504 |
| 1 ат | 98066.5 | 0.980665 | 1 | 0.96784 | 735.56 | 10 | 14.223 |
| 1 атм | 101325 | 1.01325 | 1.033 | 1 | 760 | 10.33 | 14.696 |
| 1 мм рт.ст. | 133.322 | 1.3332 х 10-3 | 1.3595 х 103 | 1.3158 х 103 | 1 | 13.595 х 103 | 19.337 х 103 |
| 1 м вод. ст. | 9806.65 | 9.80665 х 102 | 0.1 | 0.096784 | 73.556 | 1 | 1.4223 |
| 1 psi | 6894.76 | 68.948 х 103 | 70.307 х 103 | 68.046 х 103 | 51.715 | 0.70307 | 1 |
