Omregner for trykkenheter: Pa, kPa, bar, atm og psi

Omregner for trykkenheter

Trykk er kraftmengden som virker på hvert punkt på en overflate. En omregner for trykkenheter skriver om et trykk fra én enhet til en annen, for eksempel fra pund per kvadrattomme til bar. Denne siden konverterer mellom pascal, kilopascal, bar, standardatmosfærer og psi, og viser alle fem verdiene samtidig.

Hva omregneren gjør

En besøkende skriver inn ett tall og velger enheten tallet er oppgitt i. Siden viser det samme trykket i alle fem enhetene.

• Resultatene vises med åtte signifikante sifre. Bare visningen avrundes. Omregningen utføres på tallet slik det ble skrevet inn.
• Et resultat som er mindre enn 0,0001, eller på en milliard eller mer, vises i vitenskapelig notasjon. Null vises som et vanlig 0.
• Negative verdier godtas, fordi en måling med manometer kan være negativ.
• Et tomt felt gir en melding i stedet for et tall. En lenke som inneholder en enhet siden ikke tilbyr, gir en melding i stedet for en konvertering.

De fem enhetene

Pascal er én newton kraft fordelt over én kvadratmeter. De fire andre enhetene tilsvarer hver et fast antall pascal, og ingen av disse tallene er en måling, så ingen av dem endrer seg over tid.

Formel for omregning av trykk

Fordi hver enhet her er et fast multiplum av pascal, består en omregning av én multiplikasjon og deretter én divisjon. Verdien omregnes først til pascal og deretter tilbake til den ønskede enheten:

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

der $P_1$ er trykket som er skrevet inn, $k_1$ er antallet pascal i én enhet av den valgte enheten, $k_2$ er antallet pascal i én enhet av den ønskede enheten, og $P_2$ er svaret.

Ingenting legges til eller trekkes fra underveis. Alle de fem skalaene viser null ved samme trykk, så det er bare trinnstørrelsen som endres. Temperatur er tilfellet der dette ikke stemmer: Celsius og Fahrenheit begynner å telle fra forskjellige punkter, så en omregner som bare multipliserte, ville angi 0 °C som 0 °F i stedet for 32 °F.

Hvor psi-faktoren kommer fra

Psi er én pundkraft som trykker på én kvadrattomme. Omregneren bygger den opp fra to nøyaktige definisjoner i stedet for å kopiere et trykt desimaltall:

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

der $F$ er én pundkraft i newton, og $A$ er én kvadrattomme i kvadratmeter.

Begge inngangsverdiene er definisjoner. Den internasjonale tommen har vært nøyaktig 0,0254 m siden avtalen om den internasjonale yard og det internasjonale pundet fra 1959. Pundkraften er det 1959. internasjonale pundet, nøyaktig 0,45359237 kg, multiplisert med standard tyngdeakselerasjon, som den 3. generalkonferansen for mål og vekt fastsatte til nøyaktig 9,80665 m/s² i 1901. Dette produktet er nøyaktig 4,4482216152605 N, slik det er oppført i NIST Special Publication 811, vedlegg B.

Divisjonen er også eksakt, som brøken 8 896 443 230 521 / 1 290 320 000. Desimalutviklingen tar aldri slutt. Den starter med 6 894,757293168362000…, så alle desimalutgaver som noen gang er trykt for psi, er avrundede versjoner av den, inkludert 6 894,757 Pa som er oppført av NIST.

Eksempel: et bildekk med 32 psi

Et bildekk som er fylt til 32 psi (221 kPa), holder 32 pund (14,5 kg)kraft på hver kvadrattomme. Ved å multiplisere med psi-faktoren omregnes dette til pascal:

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

Ved å dividere dette resultatet med hver av de andre faktorene får man resten. Med åtte signifikante sifre viser siden 220 632,23 Pa, 220,63223 kPa, 2,2063223 bar og 2,1774708 atm.

Mellomtrinnet er verdt å lese en gang til. Bar fremkommer ved å dividere med 100 000, og atmosfærer ved å dividere med 101 325, så de to svarene skiller seg med omtrent 1,3 prosent. De ligger nær hverandre, men de er ikke det samme.

Vanlige omregninger av trykk

Hver rad nedenfor er verdien én enhet gir i de fire andre, med åtte signifikante sifre.

Hvilke verdier er eksakte, og hvilke er avrundede

Fire av de fem faktorene er eksakte heltall, så en omregning mellom dem begrenses bare av aritmetikken, ikke av konstantene.

• 1 kPa er nøyaktig 1 000 Pa. Prefikset kilo betyr ett tusen.
• 1 bar er nøyaktig 100 000 Pa. Bar er ikke en SI-enhet, men Det internasjonale byrået for mål og vekt oppfører den i SI-brosjyren blant enhetene som er godkjent for bruk sammen med SI, med denne nøyaktige verdien.
• 1 atm er nøyaktig 101 325 Pa. Den 10. generalkonferansen for mål og vekt fastsatte dette i 1954, i resolusjon 4.
• 1 psi (6,9 kPa) er eksakt som brøk og kan ikke skrives nøyaktig som desimaltall, av grunnen som er nevnt ovenfor.

Avrundingen leseren faktisk ser, kommer fra visningen, ikke fra konstantene. Åtte signifikante sifre er nok til å vise en definisjonsverdi i sin helhet, og få nok til å skjule de siste sifrene i datamaskinens beregning, som inneholder avrundingsstøy snarere enn informasjon.

Manometertrykk og absolutt trykk

En dekktrykkmåler måler ikke hele trykket inne i dekket. Den måler hvor mye dette trykket overstiger lufttrykket utenfor. En måling som tas på denne måten, er et manometertrykk, mens en måling regnet fra fullstendig vakuum er et absolutt trykk. Ved havnivå skiller de to seg med omtrent én atmosfære.

Et dekk som viser 32 psi (221 kPa) på manometeret, har derfor omtrent 46,7 psi absolutt trykk. Omregneren vet ikke hvilken type måling som er skrevet inn, så den konverterer tallet som det er og setter ingen nedre grense. Det er tilsiktet: Absolutt trykk kan ikke falle under null, men manometertrykk under null er et vanlig delvis vakuum.

Ofte stilte spørsmål

Hvor mange psi er 1 bar? 1 bar er 100 000 Pa, og når dette divideres med psi-faktoren, får man 14,503774 psi (100 kPa) med åtte signifikante sifre. Den vanlige avrundingen er 14,5 psi (100 kPa).

Er en bar det samme som en atmosfære? Nei. En bar er 100 000 Pa, og en standardatmosfære er 101 325 Pa, så 1 atm er nøyaktig 1,01325 bar. Atmosfæren er omtrent 1,3 prosent større. De to byttes ofte om i dagligtale, noe som er greit for et omtrentlig tall, men feil i en beregning.

Hvor mange kilopascal er 1 psi? 6,8947573 kPa med åtte signifikante sifre, vanligvis oppgitt som 6,895 kPa.

Hvorfor har psi-faktoren så mange sifre? Fordi det er en divisjon som aldri går opp. Omregneren setter den sammen fra den nøyaktige tommen og den nøyaktige pundkraften, i stedet for å lagre et desimaltall som allerede er forkortet. En forkortet faktor ville ført en liten feil inn i hvert psi-resultat.

Kan et negativt trykk konverteres? Ja. Manometermålinger går under null når trykket inne er lavere enn lufttrykket utenfor, så siden konverterer negative verdier i stedet for å avvise dem.

Hvilken enhet bør brukes? Pascal og kilopascal er SI-enhetene og er standard i vitenskap og ingeniørfag. Bar er vanlig i europeisk industri og på dykkerutstyr, psi er vanlig i USA og på dekktrykkmålere, og atmosfærer brukes hovedsakelig til sammenligning med det vanlige lufttrykket ved havnivå.