ما هي وحدة قياس الضغط، من الأسئلة التي تهم المهتمين بالعلوم وخاصة مجال وحدات القياس. الضغط هو خاصية مادية يتم التعبير عنها كقيمة عددية، والتي تستخدم بشكل متكرر للتعبير عن المفهوم المادي للمواد. لقد حرصنا على عرض وحدات القياس المستخدمة في قياس قيم الضغط، بالإضافة إلى توضيح أنواع الضغط الشائعة.
تعريف الضغط
الضغط هو مفهوم فيزيائي يعبر عن القوة لكل وحدة مساحة تبلغ 1 سم 2 في الفراغ. بما أن الضغط هو كمية فيزيائية معيارية ؛ يتم التعبير عنها بمقدار معين كقيمة عددية فقط وليس لها اتجاه محدد. يمكن حساب قيمة الضغط بقسمة القوة المؤثرة على الجسم على مساحة الجسم المؤثرة عليه ؛ أي باستخدام العلاقة الرياضية التالية الضغط = القوة المؤثرة على الجسم / المنطقة من ذلك الجسم.
قيمة الضغط تتناسب طرديا مع وزن الجسم ؛ نظرًا لأن الزيادة في وزن الجسم تؤدي إلى زيادة في قيمة الضغط، يتم تعريف وزن الجسم على أنه قيمة كتلة الجسم مضروبة في قيمة التسارع الناتج عن الجاذبية، والتي تبلغ 9.8 م / ث ^ 2. بينما تتناسب قيمة الضغط عكسًا مع منطقة الجسم ؛ أي أن الزيادة في مساحة الجسم تؤدي إلى انخفاض في قيمة الضغط. وتجدر الإشارة إلى أن الضغط يعتمد على عدة عوامل أبرزها طبيعة المادة ؛ حيث تؤثر جودة المادة وجوهرها على قيمة الضغط.
ما هي وحدة قياس الضغط
تعتمد الوحدات المستخدمة في قياس الضغط على طبيعة المجال المراد قراءته وقيمة الضغط المحسوبة. فيما يلي أهم وحدات القياس المستخدمة في قياس الضغط
- باسكال الباسكال هي الوحدة الأساسية لقياس الضغط، ويمكن التعبير عنها بوحدة نيوتن / متر مربع. تحت وحدة باسكال، هناك العديد من وحدات القياس الأخرى التي تستخدم أيضًا في قياس الضغط، بما في ذلك البار والملي بار ؛ حيث يساوي الشريط الواحد 100000 باسكال، بينما يساوي الملي بار 1000 باسكال.
- سنتيمتر الزئبق وحدة القياس هي السنتيمتر الزئبقي لوحدات القياس المعتمدة في قياس قيمة الضغط على ارتفاعات مختلفة من سطح الأرض، بالإضافة إلى قياس الضغط في الأدوات المختلفة التي تستخدم في المصانع. الجدير بالذكر أن البارومتر هو الجهاز المستخدم في عملية قياس الضغط على ارتفاعات مختلفة على سطح الكرة الأرضية، وقد اكتشفه العالم الإيطالي إيفانجليستا تورسيلي.
أمثلة محلولة للتحويلات بين وحدات الضغط
نذكر أدناه عددًا من التحويلات شائعة الاستخدام بين قياسات الضغط، متبوعة بأمثلة لم يتم حلها لهذه التحويلات.
- واحد باسكال يساوي نيوتن واحد لكل متر مربع.
- مليمتر واحد من الزئبق يعادل 133322 باسكال.
- شريط واحد يساوي 100000 باسكال، أي ما يعادل 750.06 ملم من الزئبق.
أمثلة محلولة
- المثال الأول قم بتحويل القيم التالية من باسكال إلى أشرطة أ) 150 باسكال ب) 600 باسكال
الحل للتحويل بين الباسكال والقضبان، نتبع العلاقة الرياضية التالية الشريط الواحد يساوي 100،000 باسكال
أ) قيمة الضغط بالبار = 150 / 100،000 قيمة الضغط بالبار = 0.0015 بار
ب) قيمة الضغط بالبار = 600 / 100،000 قيمة الضغط بالبار = 0.006 بار
- المثال الثاني قم بتحويل القيم التالية من ملليمترات الزئبق إلى الباسكال والقضبان أ) 12 ملليمترًا من الزئبق ب) 100 ملليمتر من الزئبق
الحل للتحويل بين وحدات المليمترات من الزئبق والباسكال والقضبان، نستخدم العلاقات الرياضية التالية
مليمتر واحد من الزئبق يعادل 133322 باسكال، والبار الواحد يساوي 100000 باسكال
أ) قيمة الضغط بالباسكال = 12 * 133،322 قيمة الضغط بالباسكال = 1599.864 قيمة الضغط بالباسكال = 1599.864 / 100،000 قيمة الضغط بالباسكال = 0.01599864 بار
ب) قيمة الضغط بالباسكال = 100 * 133،322 قيمة الضغط بالباسكال = 13332.2 بسكالس قيمة الضغط فى البار = 13332.2 / 100000 قيمة الضغط فى البار = 0.133322 بار
أنواع الضغط
هناك عدة أنواع من الضغط المتاحة، بعضها مدرج أدناه
- الضغط السلبي الضغط السلبي يعبر عن القيمة السالبة لمقدار الضغط ؛ كما هو معلوم أن الضغط قيمة موجبة لكن هناك حالات يكون فيها الضغط سلبياً. يتم تمثيل القيمة السالبة بانخفاض قيمة الضغط الجوي، على سبيل المثال، قيمة الضغط في منطقة تساوي المقدار – 80 كيلو باسكال يعني أنه أقل من الضغط الجوي بمقدار 80.
- الضغط المتفجر يمثل الضغط الانفجاري قيمة الضغط الناتج عن حدوث انفجارات بغازات أو أبخرة في الفضاء.
- ضغط الغاز المثالي يمثل الغاز في هذا النوع حالة مستقرة ؛ بحيث تفتقر جزيئات الغاز المثالية إلى الحجم وأيضًا التفاعل بين تلك الجزيئات. يعتمد نص قانون الغاز على درجة الحرارة والحجم والعدد المولي. بحيث يمكن التعبير عن هذه المعادلة بعلاقة خطية على النحو التالي ضغط الغازات المثالية = ضغط الغاز x ثابت الغاز العام x (درجة حرارة الغاز / الحجم).
- الضغط في السوائل الساكنة هو الضغط الذي يتكون في السوائل نتيجة توزيع وزن السائل في عدة اتجاهات وخاصة الاتجاه الرأسي. وتعتمد قيمة هذا الضغط على عدة عوامل أهمها كثافة السائل والارتفاع أو العمق. تتناسب قيمة الضغط طرديًا مع ارتفاع وكثافة السائل، لذلك مع زيادة قيم الطول والكثافة، تزداد قيمة الضغط أيضًا. يتم التعبير عن حساب ضغط السائل بالمعادلة التالية الضغط = التسارع بسبب الجاذبية (ج) X عمق النقطة (ف) س كثافة السائل (السوائل).