Pretvarač jedinica tlaka: Pa, kPa, bar, atm i psi

Pretvarač jedinica tlaka

Tlak je sila koja djeluje na svaki dio površine. Pretvarač jedinica tlaka preračunava tlak iz jedne jedinice u drugu, primjerice iz funti po kvadratnom inču u bare. Ova stranica preračunava između paskala, kilopaskala, bara, standardnih atmosfera i psi-ja te istodobno prikazuje svih pet vrijednosti.

Što pretvarač radi

Posjetitelj upisuje jedan broj i odabire jedinicu u kojoj je taj broj zapisan. Stranica vraća isti tlak u svih pet jedinica.

• Rezultati se prikazuju s osam značajnih znamenaka. Zaokružuje se samo prikaz. Pretvorba se provodi nad upisanim brojem.
• Rezultat manji od 0,0001 ili rezultat od milijardu ili više prikazuje se u znanstvenom zapisu. Nula se prikazuje kao običan 0.
• Prihvaćaju se negativne vrijednosti jer očitanje manometra može biti negativno.
• Prazno polje prikazuje poruku umjesto broja. Poveznica koja sadržava jedinicu koju stranica ne nudi prikazuje poruku umjesto pretvorbe.

Pet jedinica

Paskal je jedna njutnova sila raspoređena na jednom kvadratnom metru. Za svaku od ostale četiri jedinice vrijedi određeni fiksni broj paskala, a nijedan od tih brojeva nije mjerenje, pa se nijedan ne mijenja tijekom vremena.

Formula za preračunavanje tlaka

Budući da je svaka ovdje navedena jedinica fiksni višekratnik paskala, preračunavanje se sastoji od jednog množenja i jednog dijeljenja. Vrijednost se najprije pretvara u paskale, a zatim iz njih u željenu jedinicu:

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

gdje je $P_1$ tlak koji je upisan, $k_1$ broj paskala u jednoj jedinici odabrane jedinice, $k_2$ broj paskala u jednoj jedinici željene jedinice, a $P_2$ rezultat.

Usput se ništa ne dodaje ni oduzima. Svih pet ljestvica pokazuje nulu pri istom tlaku, pa se mijenja samo veličina koraka. Temperatura je slučaj u kojem to ne vrijedi: Celzijeva i Fahrenheitova ljestvica počinju računati od različitih početnih vrijednosti, pa bi pretvarač koji samo množi prikazao 0 °C kao 0 °F umjesto 32 °F.

Odakle potječe faktor za psi

Psi je jedna funta-sila koja djeluje na jedan kvadratni inč. Pretvarač ga izračunava iz dviju točnih definicija, umjesto prepisivanja decimalnog broja iz tablice:

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

gdje je $F$ jedna funta-sila izražena u njutnima, a $A$ jedan kvadratni inč izražen u kvadratnim metrima.

Oba su ulaza definicije. Međunarodni inč točno iznosi 0,0254 m od Međunarodnog sporazuma o jardu i funti iz 1959. Funta-sila jest međunarodna funta iz 1959, točno 0,45359237 kg, pomnožena sa standardnim gravitacijskim ubrzanjem, koje je 3. Opća konferencija za utege i mjere odredila na točno 9,80665 m/s² u 1901. Taj je umnožak točno 4,4482216152605 N, kako je navedeno u posebnoj publikaciji NIST-a 811, Dodatak B.

I dijeljenje je točno, kao razlomak 8.896.443.230.521 / 1.290.320.000. Njegov decimalni razvoj nikad ne završava. Počinje s 6.894,757293168362000…, pa je svaki decimalni broj ikad ispisan za psi zaokružena verzija tog razvoja, uključujući 6.894,757 Pa koje navodi NIST.

Primjer: automobilska guma na 32 psi

Guma napuhana na 32 psi (221 kPa) drži 32 funte sile (14,5 kg) na svakom kvadratnom inču. Množenjem faktorom za psi ta se vrijednost pretvara u paskale:

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

Dijeljenjem tog rezultata sa svakim od ostalih faktora dobivaju se preostale vrijednosti. Na osam značajnih znamenaka stranica prikazuje 220.632,23 Pa, 220,63223 kPa, 2,2063223 bar i 2,1774708 atm.

Srednji korak vrijedi pročitati dvaput. Barovi se dobivaju dijeljenjem s 100.000, a atmosfere dijeljenjem s 101.325, pa se ta dva rezultata razlikuju za oko 1,3 posto. Bliski su, ali nisu isti.

Uobičajena preračunavanja tlaka

Svaki je redak u nastavku vrijednost koju jedna jedinica daje u ostale četiri, na osam značajnih znamenaka.

Koje su vrijednosti točne, a koje zaokružene

Četiri od pet faktora točni su cijeli brojevi, pa je preračunavanje između njih ograničeno samo aritmetikom, a ne konstantama.

• 1 kPa točno je 1.000 Pa. Predmetak kilo znači tisuću.
• 1 bar točno je 100.000 Pa. Bar nije SI jedinica, ali Međunarodni ured za utege i mjere navodi ga u brošuri SI među jedinicama dopuštenima za uporabu sa SI-jem, s tom točnom vrijednošću.
• 1 atm točno je 101.325 Pa. 10. Opća konferencija za utege i mjere odredila je tu vrijednost 1954. godine, Rezolucijom 4.
• 1 psi (6,9 kPa) točan je kao razlomak, ali ne može se zapisati decimalnim brojem, iz razloga navedenog iznad.

Zaokruživanje koje će čitatelj stvarno vidjeti proizlazi iz prikaza, a ne iz konstanti. Osam značajnih znamenaka dovoljno je da se definirajuća vrijednost prikaže u cijelosti, a dovoljno malo da se sakriju posljednje znamenke računa računala, koje sadrže pogrešku zaokruživanja, a ne informaciju.

Manometarski i apsolutni tlak

Manometar za gume ne mjeri tlak u cijelosti unutar gume. Mjeri za koliko taj tlak nadmašuje tlak vanjskog zraka. Očitanje dobiveno na taj način jest manometarski tlak, a očitanje računano od potpunog vakuuma jest apsolutni tlak. Na razini mora ta se dva tlaka razlikuju za približno jednu atmosferu.

Guma na 32 psi (221 kPa) prema manometru stoga ima oko 46,7 psi (322 kPa) apsolutnog tlaka. Pretvarač ne zna koja je vrsta očitanja upisana, pa preračunava zadani broj i ne postavlja donju granicu. To je namjerno: apsolutni tlak ne može pasti ispod nule, ali manometarski tlak ispod nule uobičajeni je djelomični vakuum.

Često postavljana pitanja

Koliko psi iznosi 1 bar? 1 bar iznosi 100.000 Pa, a dijeljenjem toga s faktorom za psi dobiva se 14,503774 psi (100 kPa) na osam značajnih znamenaka. U svakodnevnom se govoru zaokružuje na 14,5 psi (100 kPa).

Je li bar isto što i atmosfera? Ne. Bar iznosi 100.000 Pa, a standardna atmosfera 101.325 Pa, pa 1 atm točno iznosi 1,01325 bar. Atmosfera je veća za oko 1,3 posto. Te se dvije jedinice često zamjenjuju u svakodnevnoj uporabi, što je prihvatljivo za približnu vrijednost, ali pogrešno u računu.

Koliko kilopaskala iznosi 1 psi? 6,8947573 kPa na osam značajnih znamenaka, a obično se navodi kao 6,895 kPa.

Zašto faktor za psi ima toliko znamenaka? Zato što je riječ o dijeljenju čiji rezultat nije cijeli broj. Pretvarač ga sastavlja iz točnog inča i točne funte-sile, umjesto da pohranjuje decimalni broj kojem su znamenke već skraćene. Skraćeni faktor unio bi malu pogrešku u svaki rezultat za psi.

Može li se negativan tlak preračunati? Da. Manometarska očitanja padaju ispod nule kad je tlak unutar prostora niži od tlaka vanjskog zraka, pa stranica preračunava negativne vrijednosti umjesto da ih odbije.

Koju jedinicu treba upotrebljavati? Paskal i kilopaskal SI su jedinice i standardne su u znanosti i tehnici. Bar je uobičajen u europskoj industriji i na ronilačkoj opremi, psi je uobičajen u Sjedinjenim Američkim Državama i na manometrima za gume, a atmosfere se uglavnom upotrebljavaju za usporedbu s uobičajenim tlakom zraka na razini mora.