你对压力与压强的认知真的正确吗?
压强,其物理意义在于它表示物体单位面积上所承受的压力,这一物理量能够直观地反映出压力所产生的效果。即压强越大,压力的作用效果也就越发显著。压强的计算公式为 p = F / S,在该公式中,p 代表压强,F 代表垂直作用于物体表面的压力,而 S 则代表受力面积。
在实际工程应用领域,力学概念中的压力(F)并不经常被直接提及和使用。“压力”这一术语,在长期的使用习惯中,逐渐被“压强”所替代。将“Pressure”翻译为“压力”,从语言表达和应用的角度来看,并不会产生明显的歧义。
如果在学习或应用过程中对此存在疑问,可以通过查看单位来进行区分,如牛顿(N)是力的单位,而帕斯卡(Pa)则是压强的单位,通过单位的判断可以清晰地辨别这两个概念。然而,这一问题在短期内预计仍将持续存在,至于未来是否能够实现概念的更正以及何时能够完成更正,目前尚不明确。
“压力”测量常用单位及转换
在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(Pa),即牛顿每平方米(N/m²),这一单位是为了纪念法国卓越的物理学家布莱兹·帕斯卡(Blaise Pascal)而得名的。
除了帕斯卡之外,还有一些比较常见的压强单位,包括千帕(kPa)、兆帕(MPa)、磅力每平方英寸(psi,Pounds per square inch)、巴(bar)、标准大气压(atm)、毫米汞柱(mmHg)、托(Torr)、英寸汞柱(inHg)以及毫米水柱(mmH₂O)等。
在早期的气象学领域,毫巴是一个常用的压强单位,后来逐渐被等值的国际单位百帕所取代。根据世界气象组织的相关规定,气压单位既可以使用“百帕(hPa)”,也可以使用“毫巴(mbar)”,两者目前暂时并行使用,最终的目标是逐步统一使用百帕这一单位,其简写符号为 hPa。
在国内,还习惯使用“公斤”(这里的准确表述应为“公斤力”或“公斤压力”)作为压强的单位,其单位是“kgf/cm²”,表示一公斤力作用在一个平方厘米的面积上。
常见压强单位换算
由于帕斯卡(Pa)的单位数值相对较小,例如一个瓜子放在桌面上产生的压强就大于 10Pa,因此在工程实际应用中,常常使用其倍数单位来表示压强。具体换算关系如下:
1 兆帕(MPa)= 1000 千帕(kPa)= 1000000 帕(Pa)。
❖ PSI(Pounds per square inch)是欧美等国家惯用的压力单位。其换算关系约为:1 psi ≈ 6.895 千帕(kPa)≈ 6894.757 帕(Pa)。
❖ 巴(bar)是国际单位制(SI)的重要组成部分,在工业和工程领域应用广泛。换算关系为:1 巴(bar)= 0.1 兆帕(MPa)= 100 千帕(kPa)= 100000 帕(Pa)。
❖ 标准大气压(atm)是用于表示大气压强的常用单位。其换算关系为:1 标准大气压(atm)= 760 毫米汞柱(mmHg)= 101.325 千帕(kPa)= 101325 帕(Pa)。
❖ 毫米汞柱(mmHg),即毫米水银柱,是一种直接用水银柱高度的毫米数来表示压强值的单位。换算关系是:1 毫米汞柱(mmHg)= 1 托(Torr)= 0.1333224 千帕(kPa)≈ 133.322 帕(Pa)。
❖ 英寸汞柱(inHg),与毫米汞柱类似,是欧美地区常用的单位。其换算关系为:1 英寸汞柱(inHg)= 3.3863882 千帕(kPa)≈ 3386.388 帕(Pa)。
❖ 毫米水柱(mmH₂O),参考毫米汞柱进行换算。其换算关系约为:1 毫米水柱(mmH₂O)≈ 9.807 帕(Pa)。
❖ “公斤”(kgf/cm²),在国内较为常用,表示一公斤力作用在一个平方厘米面积上。换算关系为:1 kgf/cm² ≈ 0.098 兆帕(MPa)≈ 98.0665 千帕(kPa)≈ 98066.5 帕(Pa)。
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