Convertor de unități de presiune: Pa, kPa, bar, atm, psi

Convertor de unități de presiune

Presiunea reprezintă forța exercitată asupra fiecărei porțiuni a unei suprafețe. Un convertor de unități de presiune rescrie o presiune dintr-o unitate în alta, de exemplu din livre pe inch pătrat în bari. Această pagină convertește între pascali, kilopascali, bari, atmosfere standard și psi și afișează simultan toate cele cinci valori.

Ce face convertorul

Vizitatorul introduce un număr și alege unitatea în care este exprimat acel număr. Pagina returnează aceeași presiune în toate cele cinci unități.

• Rezultatele sunt afișate cu opt cifre semnificative. Doar afișarea este rotunjită. Conversia se efectuează asupra numărului introdus.
• Un rezultat mai mic decât 0,0001 sau de cel puțin un miliard este afișat în notație științifică. Zero este afișat ca 0 simplu.
• Sunt acceptate valorile negative, deoarece o indicație a manometrului poate fi negativă.
• O casetă goală afișează un mesaj de solicitare, nu un număr. Un link care conține o unitate pe care pagina nu o oferă afișează un mesaj, nu o conversie.

Cele cinci unități

Pascalul este forța de un newton distribuită pe un metru pătrat. Celelalte patru unități reprezintă fiecare un număr fix de pascali, iar niciunul dintre aceste numere nu este o măsurătoare, astfel încât niciunul nu se schimbă în timp.

Formula de conversie a presiunii

Deoarece fiecare unitate de aici este un multiplu fix al pascalului, o conversie constă într-o înmulțire și apoi într-o împărțire. Valoarea este transformată mai întâi în pascali și apoi în unitatea dorită:

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

unde $P_1$ este presiunea introdusă, $k_1$ este numărul de pascali dintr-o unitate a unității alese, $k_2$ este numărul de pascali dintr-o unitate a unității dorite, iar $P_2$ este rezultatul.

Pe parcurs nu se adună și nu se scade nimic. Toate cele cinci scări au indicația zero la aceeași presiune, astfel încât se schimbă doar mărimea treptei. Temperatura este cazul în care acest lucru nu este adevărat: Celsius și Fahrenheit încep numărătoarea din puncte diferite, astfel încât un convertor care doar înmulțește ar afișa 0 °C ca 0 °F în loc de 32 °F.

De unde provine factorul de conversie psi

Psi reprezintă o livră-forță pe un inch pătrat. Convertorul îl construiește din două definiții exacte, nu copiază o valoare zecimală tipărită:

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

unde $F$ este o livră-forță exprimată în newtoni, iar $A$ este un inch pătrat exprimat în metri pătrați.

Ambele valori de intrare sunt definiții. Inchul internațional are exact 0,0254 m din Acordul internațional privind yardul și livra din 1959. Livra-forță este livra internațională din 1959, exact 0,45359237 kg, înmulțită cu gravitația standard, pe care 3a Conferință Generală de Măsuri și Greutăți a stabilit-o exact la 9,80665 m/s² în 1901. Acest produs este exact 4,4482216152605 N, conform tabelului din publicația specială NIST 811, anexa B.

Și împărțirea este exactă, sub forma fracției 8.896.443.230.521 / 1.290.320.000. Dezvoltarea sa zecimală nu se termină niciodată. Începe cu 6.894,757293168362000…, astfel încât orice valoare zecimală tipărită vreodată pentru psi este o versiune rotunjită a acesteia, inclusiv valoarea de 6.894,757 Pa indicată de NIST.

Exemplu: o anvelopă de automobil la 32 psi

O anvelopă umflată la 32 psi (221 kPa) exercită o forță de 32 livre (14,5 kg)-forță pe fiecare inch pătrat. Înmulțirea cu factorul psi transformă această valoare în pascali:

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

Împărțirea rezultatului la fiecare dintre ceilalți factori dă restul valorilor. Cu opt cifre semnificative, pagina afișează 220.632,23 Pa, 220,63223 kPa, 2,2063223 bar și 2,1774708 atm.

Etapa intermediară merită recitită. Barurile se obțin prin împărțirea la 100.000, iar atmosferele prin împărțirea la 101.325, astfel încât cele două rezultate diferă cu aproximativ 1,3 procente. Sunt apropiate, dar nu sunt identice.

Conversii uzuale ale presiunii

Fiecare rând de mai jos reprezintă valoarea pe care o unitate o produce în celelalte patru, cu opt cifre semnificative.

Care valori sunt exacte și care sunt rotunjite

Patru dintre cei cinci factori sunt numere întregi exacte, astfel încât o conversie între acestea este limitată doar de calculele aritmetice, nu de constante.

• 1 kPa este exact 1.000 Pa. Prefixul kilo înseamnă o mie.
• 1 bar este exact 100.000 Pa. Barul nu este o unitate SI, dar Biroul Internațional de Măsuri și Greutăți îl menționează în Broșura SI printre unitățile acceptate pentru utilizarea împreună cu SI, cu această valoare exactă.
• 1 atm este exact 101.325 Pa. Cea de-a 10-a Conferință Generală de Măsuri și Greutăți a stabilit această valoare în 1954, prin Rezoluția 4.
• 1 psi (6,9 kPa) este exact ca fracție și imposibil de scris exact ca număr zecimal, din motivul explicat mai sus.

Rotunjirea pe care cititorul o va vedea efectiv provine din afișare, nu din constante. Opt cifre semnificative sunt suficiente pentru a afișa complet o valoare definitorie și suficient de puține pentru a ascunde ultimele cifre ale calculelor computerului, care conțin zgomot de rotunjire, nu informație.

Presiunea relativă și presiunea absolută

Manometrul unei anvelope nu măsoară presiunea totală din anvelopă. El măsoară cu cât este mai mare acea presiune decât presiunea aerului din exterior. O valoare măsurată astfel este o presiune relativă, iar o valoare calculată pornind de la vidul complet este o presiune absolută. La nivelul mării, cele două diferă cu aproximativ o atmosferă.

Prin urmare, o anvelopă cu o presiune de 32 psi (221 kPa) indicată de manometru are o presiune absolută de aproximativ 46,7 psi (322 kPa). Convertorul nu știe ce tip de valoare a fost introdusă, așa că transformă numărul exact așa cum este și nu impune o limită inferioară. Acest lucru este intenționat: o presiune absolută nu poate scădea sub zero, dar o presiune relativă negativă este un vid parțial obișnuit.

Întrebări frecvente

Câți psi are 1 bar? 1 bar este 100.000 Pa, iar împărțirea acestei valori la factorul psi dă 14,503774 psi (100 kPa) cu opt cifre semnificative. Rotunjirea uzuală este 14,5 psi (100 kPa).

Este un bar același lucru cu o atmosferă? Nu. Un bar este 100.000 Pa, iar o atmosferă standard este 101.325 Pa, astfel încât 1 atm este exact 1,01325 bar. Atmosfera este cu aproximativ 1,3 procente mai mare. Cele două sunt adesea înlocuite una cu cealaltă în vorbirea curentă, ceea ce este acceptabil pentru o estimare și greșit într-un calcul.

Câți kilopascali are 1 psi? 6,8947573 kPa cu opt cifre semnificative, de obicei rotunjit la 6,895 kPa.

De ce are factorul psi atât de multe cifre? Deoarece este rezultatul unei împărțiri care nu se termină exact. Convertorul îl compune din inchul exact și livra-forță exactă, în loc să stocheze un număr zecimal deja trunchiat. Un factor scurtat ar introduce o mică eroare în fiecare rezultat exprimat în psi.

Se poate converti o presiune negativă? Da. Valorile indicate de manometru scad sub zero ori de câte ori presiunea din interior este mai mică decât presiunea aerului exterior, astfel încât pagina convertește valorile negative în loc să le respingă.

Ce unitate ar trebui utilizată? Pascalul și kilopascalul sunt unitățile SI și sunt standard în știință și inginerie. Barurile sunt frecvente în industria europeană și la echipamentele de scufundare, psi este utilizat frecvent în Statele Unite și la manometrele pentru anvelope, iar atmosferele sunt folosite în principal pentru comparația cu presiunea obișnuită a aerului la nivelul mării.