Конвертор на единици за налягане: Pa, kPa, bar, atm и psi

Конвертор на единици за налягане

Налягането е силата, която действа върху всяка част от дадена повърхност. Конверторът на единици за налягане преобразува налягането от една единица в друга, например от паунда на квадратен инч в барове. Тази страница преобразува между паскали, килопаскали, барове, стандартни атмосфери и psi и показва и петте стойности едновременно.

Какво прави преобразувателят

Потребителят въвежда едно число и избира единицата, в която е изразено то. Страницата показва същото налягане и в петте единици.

• Резултатите се показват с осем значими цифри. Закръглява се само показваната стойност. Преобразуването се извършва с въведеното число.
• Резултат с размер под 0,0001 или със стойност милиард или повече се показва в научен запис. Нулата се показва като обикновено 0.
• Отрицателните стойности са допустими, тъй като показанието на манометъра може да бъде отрицателно.
• Празното поле показва подкана, а не число. Връзка, съдържаща единица, която страницата не предлага, показва съобщение, а не преобразуване.

Петте единици

Паскалът е налягане, създадено от сила един нютон, разпределена върху един квадратен метър. Другите четири единици са фиксиран брой паскали и нито едно от тези числа не е измерване, затова с времето те не се променят.

Формула за преобразуване на налягането

Тъй като всяка единица тук е фиксирано кратно на паскала, преобразуването се състои от едно умножение и едно деление. Стойността първо се преобразува в паскали, а след това отново в желаната единица:

$P_2 = \frac{P_1 \times k_1}{k_2}$

където $P_1$ е въведеното налягане, $k_1$ е броят паскали в една единица от избраната единица, $k_2$ е броят паскали в една единица от желаната единица, а $P_2$ е резултатът.

По пътя не се добавя и не се изважда нищо. И петте скали показват нула при едно и също налягане, така че се променя само размерът на стъпката. Температурата е случаят, при който това не е вярно: Целзиевата и Фаренхайтовата скала започват броенето от различни точки, затова преобразувател, който извършва само умножение, би показал 0 °C като 0 °F вместо като 32 °F.

Откъде идва множителят за psi

Един psi е налягане от една паунд-сила върху един квадратен инч. Конверторът го изчислява от две точни дефиниции, вместо да копира отпечатано десетично число:

$1\ \mathrm{psi} = \frac{F}{A} = \frac{4.4482216152605\ \mathrm{N}}{(0.0254\ \mathrm{m})^2}$

където $F$ е една паунд-сила в нютони, а $A$ е един квадратен инч в квадратни метри.

И двете входни стойности са дефиниции. Международният инч е точно 0,0254 m от Международното споразумение за ярда и паунда от 1959 г. Паунд-силата е международният паунд от 1959 г., точно 0,45359237 kg, умножен по стандартното земно ускорение, което 3-та Генерална конференция по мерки и теглилки е фиксирала точно на 9,80665 m/s² през 1901 г. Това произведение е точно 4,4482216152605 Н, както е посочено в Специална публикация № 811 на NIST, приложение B.

Делението също е точно — като дробта 8 896 443 230 521 / 1 290 320 000. Десетичният ѝ запис никога не завършва. Той започва с 6 894,757293168362000…, така че всяко десетично число, публикувано някога за psi, е закръглена версия на това число, включително посочените от NIST 6 894,757 Pa.

Пример: автомобилна гума при 32 psi

Гума, напомпана до 32 psi (221 кПа), упражнява сила от 32 паунд-сила (14,5 kg) върху всеки квадратен инч. Умножаването по множителя за psi преобразува това в паскали:

$P = 32 \times 6\,894.757293168361\ldots = 220\,632.2333\ldots\ \mathrm{Pa}$

Разделянето на този резултат с всеки от останалите множители дава другите стойности. До осем значими цифри страницата показва 220 632,23 Pa, 220,63223 кПа, 2,2063223 бар и 2,1774708 atm.

Междинната стъпка заслужава да бъде прочетена два пъти. Баровете се получават чрез деление на 100 000, а атмосферите — чрез деление на 101 325, затова двете стойности се различават с около 1,3 процента. Те са близки, но не са еднакви.

Често срещани преобразувания на налягането

Всеки ред по-долу показва стойността, която една единица дава в останалите четири, с осем значими цифри.

Кои стойности са точни и кои са закръглени

Четири от петте множителя са точни цели числа, така че преобразуването между тях е ограничено само от аритметиката, а не от константите.

• 1 кПа е точно 1 000 Pa. Представката кило означава хиляда.
• 1 бар е точно 100 000 Pa. Барът не е единица от SI, но Международното бюро за мерки и теглилки го посочва в брошурата за SI сред единиците, разрешени за употреба със SI, с тази точна стойност.
• 1 atm е точно 101 325 Pa. 10-тата Генерална конференция по мерки и теглилки го фиксира през 1954 г. с Резолюция 4.
• 1 psi (6,9 кПа) е точна дроб, но не може да бъде изписана като десетично число поради посочената по-горе причина.

Закръглянето, което читателят действително вижда, идва от начина на показване, а не от константите. Осем значими цифри са достатъчни, за да покажат напълно определяща стойност, и достатъчно малко, за да скрият последните цифри от изчисленията на компютъра, които съдържат шум от закръглянето, а не информация.

Манометрично и абсолютно налягане

Манометърът за гуми не измерва цялото налягане вътре в гумата. Той измерва с колко това налягане превишава налягането на външния въздух. Показанието, получено по този начин, е манометрично налягане, а налягането, измерено спрямо пълен вакуум, е абсолютно налягане. На морското равнище двете се различават приблизително с една атмосфера.

Гума с показание 32 psi (221 кПа) на манометъра следователно има около 46,7 psi (322 кПа) абсолютно налягане. Конверторът не знае какъв вид показание е въведено, затова преобразува числото както е зададено и не поставя долна граница. Това е умишлено: абсолютното налягане не може да падне под нулата, но манометрично налягане под нулата означава обичаен частичен вакуум.

Често задавани въпроси

Колко psi са 1 бар? 1 бар са 100 000 Pa, а делението на тази стойност с множителя за psi дава 14,503774 psi (100 кПа) с осем значими цифри. В ежедневната употреба стойността се закръгля до 14,5 psi (100 кПа).

Едно и също ли са барът и атмосферата? Не. Барът е 100 000 Pa, а стандартната атмосфера е 101 325 Pa, така че 1 atm е точно 1,01325 бар. Атмосферата е с около 1,3 процента по-голяма. Двете единици често се заменят една с друга в разговорната употреба, което е приемливо за приблизителна стойност, но е неправилно при изчисление.

Колко килопаскала са 1 psi? 6,8947573 кПа с осем значими цифри, обикновено закръглено до 6,895 кПа.

Защо множителят за psi съдържа толкова много цифри? Защото резултатът от делението никога не е цяло десетично число. Конверторът го изчислява от точните стойности на инча и паунд-силата, вместо да съхранява десетично число, което вече е било съкратено. Съкратеният множител би внасял малка грешка във всеки резултат за psi.

Може ли да се преобразува отрицателно налягане? Да. Манометричните показания падат под нулата, когато налягането вътре е по-ниско от налягането на външния въздух, затова страницата преобразува отрицателни стойности, вместо да ги отхвърля.

Коя единица трябва да се използва? Паскалът и килопаскалът са единиците от SI и са стандартни в науката и инженерството. Баровете са широко използвани в европейската промишленост и при водолазното оборудване, psi е разпространена единица в Съединените щати и при манометрите за гуми, а атмосферите се използват главно за сравнение с обичайното атмосферно налягане на морското равнище.