Что измеряется в паскалях?

Принцип действия множества современных гидравлических устройств – подъемников, тормозных механизмов, прессов, систем водоснабжения – объясняется на основании закона Паскаля. В 1961 году именем этого ученого, внесшего большой вклад в развитие физики, математики, философии и других наук, была названа одна из единиц СИ. А что измеряется в паскалях?

• Паскаль
• В чем еще измеряют давление?

Паскаль

Итак, паскаль (Па) – мера давления, механического напряжения, модуля упругости и некоторых других характеристик, используемых в технике. Давление в 1 паскаль создает сила величиной 1 ньютон, однородно распределенная по площади 1 квадратный метр, перпендикулярной направлению ее действия (1 Па = 1 Н/м²). Вспомнив, что 1 Н = 1 кг∙м/с², можно выразить паскаль через основные единицы СИ: 1 Па = 1 кг/(м∙с²).

Давление относится к скалярным величинам, оно характеризует результат воздействия внешней силы на поверхность, распределенной по ее площади. Поясним это на примере: представим себе человека, который сначала перемещается по рыхлому снегу на лыжах, а затем снимает их и проваливается вглубь сугроба. В первом случае сила – вес человека – равномерно распределена по относительно большой поверхности лыж, в другом – только по площади стопы, что приводит к возрастанию давления, а следовательно, и к проседанию снега.

Внешние силы, действуя на тело, стремятся сместить положение частиц, из которых оно состоит. В ответ на это внутри тела будут возникать внутренние силы, препятствующие смещению. Мера результата их действия называется механическим напряжением, которое также выражается в паскалях.

В чем еще измеряют давление?

Если идет речь о давлении в медицине или метеорологии, чаще его оценивают в иных единицах – миллиметрах ртутного столба. А в технике можно встретить такие меры давления, как бар или атмосфера. Поэтому важно уметь переводить их в паскали.

• Появление внесистемной единицы «миллиметр ртутного столба» (мм. рт. ст.) связано с одним из принципов измерения атмосферного давления (на картинке) – уравновешивания его столбом жидкости. Слой ртути, находящийся в трубке выше уровня в сосуде, оказывает на нижележащие слои давление p = ρgh, где ρ = 13 595,04 кг/м³ – плотность жидкости, g = 9,80665 м/с² – ускорение свободного падения. Если подставить в эту формулу значение высоты столба h = 1 мм, получим, что p = 133,322 Па. Это и есть давление в паскалях, эквивалентное 1 мм. рт. ст.
• Значение давления столба ртути высотой 760 мм определяет еще одну внесистемную единицу – физическую атмосферу (1 атм = 101 325 Па). Существует также техническая атмосфера (1 ат = 98 066,5 Па), характеризующая воздействие на плоскость площадью 1 см² силы тяжести, действующей на объект массой 1 кг. Обе этих единицы приближенно равны давлению 10⁵ Па = 1 бар.