Conversor de unidades de pressão: Pa, kPa, bar, atm e psi

Conversor de unidades de pressão

Pressão é a quantidade de força que atua sobre cada parte de uma superfície. Um conversor de unidades de pressão reescreve uma pressão de uma unidade para outra, como libras-força por polegada quadrada em bar. Esta página converte entre pascals, quilopascals, bar, atmosferas padrão e psi, e mostra os cinco valores ao mesmo tempo.

O que o conversor faz

O visitante digita um número e seleciona a unidade em que esse número está expresso. A página retorna a mesma pressão nas cinco unidades.

• Os resultados são mostrados com oito algarismos significativos. Apenas a exibição é arredondada. A conversão é feita com o número conforme digitado.
• Um resultado menor que 0,0001 em valor absoluto, ou igual ou superior a um bilhão, é exibido em notação científica. Zero é exibido simplesmente como 0.
• Valores negativos são aceitos, porque uma leitura manométrica pode ser negativa.
• Uma caixa vazia gera uma solicitação, não um número. Um link que contém uma unidade não oferecida pela página gera uma mensagem, não uma conversão.

As cinco unidades

O pascal é um newton de força distribuído sobre um metro quadrado. As outras quatro unidades correspondem, cada uma, a um número fixo de pascals, e nenhum desses números é uma medição; portanto, nenhum muda com o tempo.

Fórmula de conversão de pressão

Como toda unidade aqui é um múltiplo fixo do pascal, uma conversão consiste em uma multiplicação e depois uma divisão. O valor é convertido em pascals e depois reconvertido para a unidade desejada:

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

em que $P_1$ é a pressão digitada, $k_1$ é o número de pascals em uma unidade da unidade escolhida, $k_2$ é o número de pascals em uma unidade da unidade desejada e $P_2$ é a resposta.

Nada é adicionado ou subtraído durante o processo. As cinco escalas marcam zero na mesma pressão; portanto, apenas o tamanho do intervalo muda. A temperatura é a exceção: as escalas Celsius e Fahrenheit começam a contar em pontos diferentes, então um conversor que apenas multiplicasse informaria 0 °C como 0 °F, em vez de 32 °F.

De onde vem o fator de psi

O psi é uma libra-força pressionando uma polegada quadrada. O conversor o calcula a partir de duas definições exatas, em vez de copiar um decimal impresso:

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

em que $F$ é uma libra-força em newtons e $A$ é uma polegada quadrada em metros quadrados.

As duas entradas são definições. A polegada internacional tem exatamente 0,0254 m desde o Acordo Internacional sobre a Jarda e a Libra de 1959. A libra-força é a libra internacional de 1959, exatamente 0,45359237 kg, multiplicada pela gravidade padrão, que a 3ª Conferência Geral de Pesos e Medidas fixou exatamente em 9,80665 m/s² em 1901. Esse produto é exatamente 4,4482216152605 N, conforme tabelado na Publicação Especial 811 do NIST, Apêndice B.

A divisão também é exata, na forma da fração 8.896.443.230.521 / 1.290.320.000. Sua expansão decimal nunca termina. Ela começa com 6.894,757293168362000…, portanto todo valor decimal já impresso para o psi é uma versão arredondada dele, inclusive o valor de 6.894,757 Pa listado pelo NIST.

Exemplo: um pneu de carro a 32 psi

Um pneu calibrado a 32 psi (221 kPa) suporta 32 libras-força (14,5 kg) em cada polegada quadrada. Multiplicar pelo fator de psi converte esse valor em pascals:

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

Dividir esse resultado por cada um dos outros fatores fornece os demais valores. Com oito algarismos significativos, a página mostra 220.632,23 Pa, 220,63223 kPa, 2,2063223 bar e 2,1774708 atm.

Vale a pena ler o passo intermediário duas vezes. Os valores em bar resultam da divisão por 100.000, e as atmosferas, da divisão por 101.325; por isso, as duas respostas diferem em cerca de 1,3 por cento. São próximas, mas não são iguais.

Conversões comuns de pressão

Cada linha abaixo mostra o valor que uma unidade produz nas outras quatro, com oito algarismos significativos.

Quais valores são exatos e quais são arredondados

Quatro dos cinco fatores são números inteiros exatos, portanto uma conversão entre eles é limitada apenas pela aritmética, não pelas constantes.

• 1 kPa equivale exatamente a 1.000 Pa. O prefixo quilo significa mil.
• 1 bar equivale exatamente a 100.000 Pa. O bar não é uma unidade do SI, mas o Bureau Internacional de Pesos e Medidas o inclui na Brochura do SI entre as unidades aceitas para uso com o SI, com esse valor exato.
• 1 atm equivale exatamente a 101.325 Pa. A 10ª Conferência Geral de Pesos e Medidas a fixou em 1954, na Resolução 4.
• 1 psi é exato como fração e não pode ser escrito como decimal finito, pelo motivo explicado acima.

O arredondamento que o leitor verá de fato vem da exibição, não das constantes. Oito algarismos significativos são suficientes para mostrar integralmente um valor de referência e poucos o bastante para ocultar os últimos algarismos da aritmética do computador, que carregam ruído de arredondamento, não informação.

Pressão manométrica e pressão absoluta

Um manômetro de pneu não mede toda a pressão dentro do pneu. Ele mede quanto essa pressão supera a do ar externo. Uma leitura feita dessa maneira é uma pressão manométrica; uma leitura contada a partir do vácuo completo é uma pressão absoluta. Ao nível do mar, as duas diferem aproximadamente em uma atmosfera.

Um pneu com 32 psi (221 kPa) no manômetro, portanto, apresenta cerca de 46,7 psi (322 kPa) de pressão absoluta. O conversor não sabe que tipo de leitura foi digitado, então converte o número fornecido e não estabelece um limite inferior. Isso é intencional: uma pressão absoluta não pode cair abaixo de zero, mas uma pressão manométrica abaixo de zero é um vácuo parcial comum.

Dúvidas frequentes

Quantos psi equivalem a 1 bar? 1 bar equivale a 100.000 Pa, e dividir esse valor pelo fator de psi resulta em 14,503774 psi (100 kPa) com oito algarismos significativos. O arredondamento usual é 14,5 psi (100 kPa).

Um bar é igual a uma atmosfera? Não. Um bar equivale a 100.000 Pa e uma atmosfera padrão equivale a 101.325 Pa; portanto, 1 atm equivale exatamente a 1,01325 bar. A atmosfera é cerca de 1,3 por cento maior. As duas unidades são frequentemente trocadas no uso informal, o que é aceitável para uma estimativa e errado em um cálculo.

Quantos quilopascals equivalem a 1 psi? 6,8947573 kPa com oito algarismos significativos, geralmente arredondados para 6,895 kPa.

Por que o fator de psi tem tantos algarismos? Porque se trata de uma divisão que nunca resulta em um número exato. O conversor o compõe a partir da polegada exata e da libra-força exata, em vez de armazenar um decimal que já tenha sido truncado. Um fator encurtado introduziria um pequeno erro em todo resultado em psi.

É possível converter uma pressão negativa? Sim. As leituras manométricas ficam abaixo de zero sempre que a pressão interna é menor que a do ar externo; por isso, a página converte valores negativos em vez de recusá-los.

Qual unidade deve ser usada? O pascal e o quilopascal são as unidades do SI e são padrão na ciência e na engenharia. O bar é comum na indústria europeia e em equipamentos de mergulho, o psi é comum nos Estados Unidos e em manômetros de pneus, e as atmosferas são usadas principalmente para comparação com a pressão normal do ar ao nível do mar.