Convertitore di unità di pressione: Pa, kPa, bar, atm e psi

Convertitore di unità di pressione

La pressione è la quantità di forza che agisce su ogni parte di una superficie. Un convertitore di unità di pressione riscrive una pressione da un'unità a un'altra, ad esempio da libbre per pollice quadrato a bar. Questa pagina converte tra pascal, kilopascal, bar, atmosfere standard e psi, e mostra contemporaneamente tutti e cinque i valori.

Funzionamento del convertitore

L'utente inserisce un numero e sceglie l'unità in cui è espresso. La pagina restituisce la stessa pressione in tutte e cinque le unità.

• I risultati sono mostrati con otto cifre significative. Viene arrotondata solo la visualizzazione. La conversione viene eseguita sul numero così come è stato inserito.
• Un risultato inferiore a 0,0001 o pari a un miliardo o più viene mostrato in notazione scientifica. Lo zero viene mostrato come semplice 0.
• Sono accettati i valori negativi, perché una lettura di pressione relativa può essere negativa.
• Una casella vuota produce una richiesta invece di un numero. Un collegamento contenente un'unità non offerta dalla pagina produce un messaggio invece di una conversione.

Le cinque unità

Il pascal è un newton di forza distribuito su un metro quadrato. Le altre quattro unità corrispondono ciascuna a un numero fisso di pascal, e nessuno di questi numeri è una misura, quindi nessuno cambia nel tempo.

Formula di conversione della pressione

Poiché ogni unità qui è un multiplo fisso del pascal, una conversione consiste in una moltiplicazione seguita da una divisione. Il valore viene convertito in pascal e poi riconvertito nell'unità desiderata:

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

dove $P_1$ è la pressione inserita, $k_1$ è il numero di pascal in un'unità dell'unità scelta, $k_2$ è il numero di pascal in un'unità dell'unità desiderata e $P_2$ è il risultato.

Nel procedimento non si aggiunge né si sottrae nulla. Tutte e cinque le scale indicano zero alla stessa pressione, quindi cambia solo l'ampiezza dell'intervallo. La temperatura è il caso in cui ciò non è vero: Celsius e Fahrenheit iniziano a contare da punti diversi, quindi un convertitore che eseguisse solo una moltiplicazione riporterebbe 0 °C come 0 °F invece di 32 °F.

Da dove deriva il fattore psi

La psi è una libbra-forza che preme su un pollice quadrato. Il convertitore la ricava da due definizioni esatte invece di copiare un decimale stampato:

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

dove $F$ è una libbra-forza espressa in newton e $A$ è un pollice quadrato espresso in metri quadrati.

Entrambi gli input sono definizioni. Il pollice internazionale è esattamente 0,0254 m dal Trattato internazionale su yard e libbra del 1959. La libbra-forza è la libbra internazionale del 1959, esattamente 0,45359237 kg, moltiplicata per l'accelerazione di gravità standard, che la 3ª Conferenza generale dei pesi e delle misure ha fissato esattamente a 9,80665 m/s² nel 1901. Il prodotto è esattamente 4,4482216152605 N, come riportato nella pubblicazione speciale NIST 811, appendice B.

Anche la divisione è esatta, sotto forma della frazione 8.896.443.230.521 / 1.290.320.000. La sua espansione decimale non termina mai. Inizia con 6.894,757293168362000…, quindi ogni decimale mai pubblicato per la psi è una versione arrotondata di questo valore, compreso il valore di 6.894,757 Pa indicato dal NIST.

Esempio: uno pneumatico a 32 psi

Uno pneumatico gonfiato a 32 psi (221 kPa) esercita 32 libbre (14,5 kg)-forza su ogni pollice quadrato. Moltiplicando per il fattore psi si converte il valore in pascal:

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

Dividendo questo risultato per ciascuno degli altri fattori si ottengono i valori rimanenti. A otto cifre significative la pagina mostra 220.632,23 Pa, 220,63223 kPa, 2,2063223 bar e 2,1774708 atm.

Il passaggio intermedio merita una seconda lettura. I bar si ottengono dividendo per 100.000, mentre le atmosfere si ottengono dividendo per 101.325, quindi i due risultati differiscono di circa 1,3 percento. Sono simili, ma non uguali.

Conversioni di pressione comuni

Ogni riga seguente mostra il valore che un'unità produce nelle altre quattro, a otto cifre significative.

Quali valori sono esatti e quali arrotondati

Quattro dei cinque fattori sono numeri interi esatti, quindi una conversione tra questi è limitata solo dall'aritmetica, non dalle costanti.

• 1 kPa equivale esattamente a 1.000 Pa. Il prefisso kilo significa mille.
• 1 bar equivale esattamente a 100.000 Pa. Il bar non è un'unità SI, ma l'Ufficio internazionale dei pesi e delle misure lo inserisce nella Brochure SI tra le unità ammesse per l'uso con il SI, con questo valore esatto.
• 1 atm equivale esattamente a 101.325 Pa. La 10ª Conferenza generale dei pesi e delle misure l'ha definita nel 1954, nella Risoluzione 4.
• 1 psi (6,9 kPa) è esatta come frazione e non esprimibile come decimale finito, per il motivo indicato sopra.

L'arrotondamento che il lettore vedrà effettivamente deriva dalla visualizzazione, non dalle costanti. Otto cifre significative sono sufficienti per mostrare per intero un valore definito e abbastanza poche da nascondere le ultime cifre dei calcoli del computer, che contengono rumore di arrotondamento anziché informazioni.

Pressione relativa e pressione assoluta

Un manometro per pneumatici non misura l'intera pressione all'interno dello pneumatico. Misura di quanto quella pressione supera l'aria esterna. Una lettura effettuata in questo modo è una pressione relativa, mentre una lettura calcolata a partire dal vuoto completo è una pressione assoluta. Al livello del mare le due differiscono di circa un'atmosfera.

Uno pneumatico a 32 psi (221 kPa) di pressione relativa contiene quindi circa 46,7 psi (322 kPa) di pressione assoluta. Il convertitore non sa quale tipo di lettura sia stato inserito, quindi converte il numero così com'è e non impone alcun limite inferiore. È una scelta intenzionale: una pressione assoluta non può scendere sotto zero, ma una pressione relativa negativa è un normale vuoto parziale.

Domande frequenti

Quante psi corrispondono a 1 bar? 1 bar equivale a 100.000 Pa e, dividendo questo valore per il fattore psi, si ottengono 14,503774 psi a otto cifre significative. L'arrotondamento d'uso comune è 14,5 psi.

Un bar equivale a un'atmosfera? No. Un bar equivale a 100.000 Pa, mentre un'atmosfera standard equivale a 101.325 Pa, quindi 1 atm equivale esattamente a 1,01325 bar. L'atmosfera è più grande di circa 1,3 percento. Nell'uso informale le due unità vengono spesso scambiate, il che va bene per una stima approssimativa ma è errato in un calcolo.

Quanti kilopascal corrispondono a 1 psi? 6,8947573 kPa a otto cifre significative, generalmente arrotondati a 6,895 kPa.

Perché il fattore psi contiene così tante cifre? Perché deriva da una divisione che non dà mai un risultato finito. Il convertitore lo calcola a partire dal pollice esatto e dalla libbra-forza esatta, invece di memorizzare un decimale già troncato. Un fattore abbreviato introdurrebbe un piccolo errore in ogni risultato espresso in psi.

È possibile convertire una pressione negativa? Sì. Le letture relative scendono sotto zero quando la pressione interna è inferiore a quella dell'aria esterna, quindi la pagina converte i valori negativi invece di rifiutarli.

Quale unità si dovrebbe usare? Il pascal e il kilopascal sono le unità SI e sono standard nella scienza e nell'ingegneria. I bar sono comuni nell'industria europea e nelle attrezzature per immersioni, la psi è comune negli Stati Uniti e nei manometri per pneumatici, mentre le atmosfere vengono usate soprattutto per confrontare una pressione con quella dell'aria ordinaria al livello del mare.