Относительное давление это: Абсолютное и относительное давление

Абсолютное и относительное давление

 

Чтобы лучше разобраться в сути понятия, необходимо напомнить, что все газообразные тела имеют тенденцию расширяться. Следующий эксперимент демонстрирует такое свойство, как влияние атмосферного давления на количество воздуха, находящегося в сосуде.

 

 

 Рисунок 1 в общем изображении.

 В этом примере сосуд — воздушный шар без воздуха, оснащеннный краном. Воздушный шар будет «гибким» (вялым), даже если воздух уже находится внутри него.

Закрытие крана не будет изменять внутреннее давление, которое будет таким же, как и внешнее давление. Количество молекул воздуха внутри воздушного шара останется постоянным.
Воздушный шар помещен внутри прозрачного колокола, к которому присоединен вакуумный насос. В этом пространстве воздушный шар окружен воздухом при атмосферном давлении.
При подаче в колокол вакуума, воздух удаляется.
Можно наблюдать, что воздушный шар увеличивается в объеме.

Почему это происходит?
I. Потому что воздух (и все газы) обладает свойством расширения.
II. Потому что воздух из колокола был удален, это уменьшило силу давления на воздушный шар и сопротивление расширению воздухом шара снизилось.
Эта свойство расширения можно продемонстрировать, используя только атмосферный воздух и воздушный шар. Закрывая воздушный шар на уровне моря (нулевая высота), в нем установиться давление 1 бар. При перемещении воздушного шара вверх на гору, увеличивая высоту, таким образом, и уменьшая окружающее атмосферное давление, будет происходить расширение воздушного шара. Это явление происходит несмотря на то, что воздушный шар остается закрытым.

Как это объяснить?
Как было отмечено выше, атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты над уровнем моря. Увеличение воздушного шара происходит из-за расширения воздуха внутри него (атмосферное давление), чему противодействует внешний воздух, давление которого ниже. При открытии крана, некоторое количество воздушных молекул будет перемещаться из воздушного шара в открытое пространство до тех пор, пока внутреннее давление не будет сбалансировано внешним давлением. Воздушный шар будет выглядеть не полностью раздутым (в вялом состоянии). Если кран закрыть и воздушный шар возвратить на уровень моря, то баллон будет находиться в «более вялом» состоянии, чем тогда, когда он был на горе. Это происходит потому, что внешнее давление (на уровне моря) больше, чем внутреннее давление (поскольку кран был закрыт на высоте выше уровня моря, то установилось более низкое давление) и оно будет действовать до разрушения оболочки воздушного шара. 

Можно сделать следующие заключения:
a) Давление воздуха, содержащегося в резервуаре, может быть уменьшено до нулевого значения только в случае, если воздух из сосуда откачать, используя вакуумный насос.
b) Давление воздуха в сосуде, соединенным с атмосферой, будет равным давлению воздуха вне резервуара.
c) Резервуар, содержащий воздух с повышенным давлением, стравит в атмосферу только часть такого давления.

 

 

 а) Внешнее давление – это давление атмосферы в 1 бар (рис.2). Воздух в резервуаре незначительного объема, относительно объема окружающего пространства, имеет более высокое давление. Когда резервуар соединен с атмосферой, то часть сжатого воздуха будет стравлена из резервуара. При этом достигается баланс между внутренним давлением резервуара и атмосферой.

b) На рис.3, резервуар с внутренним давлением 5 бар соединен через закрытый клапан с резервуаром равного объема с давлением в 1 бар (атмосферное давление). Когда клапан откроется, молекулы воздуха будут двигаться из резервуара с более высоким давлением в сосуд с атмосферным давлением.
Это уравнивает два давления в сосудах до среднего значения:

(5 бар + 1 бар) : 2 объема = 3 бар.
В этом случае, поскольку не было никаких «потерь» — утечек в атмосферу, число молекул, «потерянных» первым резервуаром, было меньшим, потому что некоторые из них переместились во второй сосуд.

Рисунок 4 в общем изображении.

Если прибор измерения давления (манометр) соединить с сосудом, где давление 5 бар, то он зафиксирует на различных высотах следующие значения давления: 
Атмосферное давление Давление внутри сосуда Показания манометра
На уровне моря Р=1,0 бар 5 бар 5-1,0=4,0 бар
На 1000 м Р=0,9 бар 5 бар 5-0,9=4,1 бар
На 5000 м Р=0,5 бар 5 бар 5-0,5=4,5 бар

Заключение:
Давление воздуха, существующее внутри любого закрытого сосуда, называется «абсолютным давлением». Давление воздуха расположенного вне сосуда называют «относительным давлением» (или «давлением прибора измерения давления», то есть показанное манометром). Поэтому относительное давление равно разнице между «абсолютным давлением» и «атмосферным давлением» вне сосуда. 

Принцип действия манометра.
Манометр использует упругое отклонение металлической трубки с профилем эллипса для изменения положения стрелки на шкале. Рисунок 4 показывает манометр «в покое», то есть когда разница давлений на внутренние и внешние поверхности трубки нулевое. Конец трубки «B» открыт для источника давления, тогда как конец «А» закрыт и присоединен к механизму рычага. Этот механизм преобразует отклонение «А» во вращательное движение, изменяя положение стрелки на шкале. На рисунке 5, манометр соединен с воздухом под давлением. Конец «А» будет прогибаться из-за различия давлений, внутреннего и внешнего, это различие можно увидеть на шкале манометра.

 

15+ примеров относительного давления: подробные факты

Относительное давление также называют манометрическим давлением, используемым для измерения давления в промышленности и на заводах.

Относительное давление – это давление по отношению к атмосферному давлению. Абсолютный ноль относительного давления равен атмосферному давлению. Давление выше абсолютного нуля является положительным относительным давлением, а давление ниже абсолютного нуля является отрицательным относительным давлением. Вот список примеров относительного давления:

Баллон LPG

Баллоны с сжиженным нефтяным газом заполнены горючим газом, хранящимся в жидкой форме за счет сжатия, поскольку давление внутри баллона высокое.

При включении ручки газа клапан открывается и газ, преодолевая это давление, проходит по трубе и проходит к горелке.

Банки с напитками

Банку с газировкой наполняют углекислым газом. Давление внутри банки с газировкой является добавлением давления из-за углекислого газа внутри контейнера.

Лопнуть воздушные шары

Давление, ощущаемое на воздушном шаре, наполненном молекулами газа, зависит от типа газа, заполненного внутри воздушного шара, и это будет сумма молекулярного давления на поверхности воздушного шара внутри, силы сопротивления воздуха на внешней поверхности воздушного шара, которая является атмосферным давлением.

лопнувший водяной шар; Кредит изображения: Pixabay

При приложении давления к объему газа внутри воздушного шара, чтобы он лопнул, относительное давление на воздушный шар больше, чем атмосферное давление.

Сжатие губки

Губка легко сжимается, так как в ней много свободных пространств. Эти свободные пространства заполнены воздухом, который удаляется за счет приложения давления в двух разных направлениях, противоположных друг другу. При этом относительное давление, падающее на губку, больше атмосферного давления.

Поршень в транспортных средствах

Дизель в автомобиле сгорает в процессе сгорания, который возможен благодаря движению поршня. Воздух нагревается при сжатии. Относительное давление из-за сжатия и расширения воздуха из-за поршня положительное и отрицательное соответственно.

Насосы

Когда мы нажимаем на насос, давление, оказываемое на воздух, находящийся внутри насоса, увеличивается, и, следовательно, он выталкивается через выпускное отверстие.

Насос для наливания жидкого мыла; Кредит изображения: Pixabay

После сброса давления воздух легко выходит и заполняет насос.

пипетка

Когда вы отбираете раствор пипеткой, на раствор действует сила при начальном атмосферном давлении, которое принимается за абсолютный нуль относительного давления.

Пипетка; Кредит изображения: Pixabay

Давление на раствор внутри пипетки обусловлено давлением при всасывании, а также молекулярным и поверхностным натяжением на внутренней поверхности пипетки.

Заполнение велосипедной шины

Давление заполненной воздухом шины велосипеда больше по сравнению с атмосферным давлением. Предположим, что относительное давление воздуха, показанное на измерителе избыточного давления, составляет 2.75 атм, тогда фактическое давление представляет собой сумму относительного давления плюс атмосферное давление, т.е. 2.75 + 1 атм = 3.75 атм.

Скороварки

Давление внутри скороварки составляет от 15 до 30 фунтов на квадратный дюйм. Нормальное атмосферное давление составляет 14. 7 фунтов на квадратный дюйм.

Скороварка; Кредит изображения: Pixabay

Следовательно, температура, при которой вода закипает внутри скороварки, больше нормальной температуры кипения воды. Если относительное давление скороварки составляет 20 фунтов на квадратный дюйм, то фактическое давление составляет 34.7 фунтов на квадратный дюйм.

Кондиционеры

Воздух внутри машины, поступающий через вход кондиционера, сжимается с помощью компрессора, поэтому относительное давление, измеренное в компрессоре, составляет 60–85 фунтов на квадратный дюйм. Затем этот газ конденсируется и охлаждается, а затем расширяется, и выходит чистый воздух.

Кислородные баллоны

В атмосфере много газов, и нашему телу нужен кислород, чтобы функционировать. Человеку, испытывающему дефицит кислорода, подается чистый кислород. Следовательно, кислород улавливается, исключая другие газы, путем очистки и хранится в форме жидкого кислорода в баллоне.

Газообразный кислород сначала сжимается, а затем конденсируется, проходя по трубе, где охлаждающая жидкость течет снаружи трубы для отвода избыточного тепла, выделяемого в результате сжатия. Затем он конденсируется и хранится в цилиндре, снабженном манометром для измерения давления внутри цилиндра.

Бумаги, летящие в воздухе на ветру

Если вы держите плоскую бумагу перед настольным вентилятором таким образом, что бумага летит горизонтально вместе с ветерком. Давление воздуха воздействует на верхний слой бумаги, а также на нижний слой бумаги, что удерживает его в горизонтальном положении.

Нагрев морской поверхности

В жаркое лето, когда солнечные лучи падают прямо на поверхность морской воды, температура на уровне моря повышается, а давление падает. Относительное давление над уровнем моря отрицательное, так как давление опускается ниже 1 атм из-за повышения температуры поверхности моря. Падение давления может привести к ураганам или торнадо.

Катарина Ураган; Кредит изображения: Pixabay

Холодильник

Внутри холодильника тепло от пищевого продукта выделяется в виде пара. Эти пары свободно перемещаются, уплотняются и оседают на стенке холодильника, образуя наледь. Относительное давление в холодильнике обусловлено молекулярным давлением этих паров.

Пароходы

При кипении воды внутри пароварки молекулярная связь между атомами рвется из-за поглощения тепловой энергии; поток, образованный таким образом при преобразовании жидкой фазы в газообразную, находится под давлением, которое вытекает в область более низкого давления.

пар из чайника; Кредит изображения: Pixabay

Внутри парохода давление пара больше атмосферного давления, поэтому относительное давление здесь положительное.

Давление внутри трубы

Предположим, что давление, измеренное манометром, составляет 800 Па в вакууме внутри трубы, тогда это относительное давление в вакууме на 800 Па ниже атмосферного давления. Таким образом, абсолютное давление равно

P_ABS=P_{Банкомат}+P_{пылесос}

P_ABS=101325-800=100525Па

Часто задаваемые вопросы

Чему равно относительное давление, если абсолютное давление равно 1.8 атм?

Данный:

P_ABS=1.8атм

Мы знаем, что

P_{Банкомат}=1атм

Поскольку,

P_ABS=P_{Банкомат}+P_калибр

P_калибр=P_ABS-P_{Банкомат}

P_калибр=1.8-1=0.8атм

Отсюда относительное давление оказывается равным 0.8 атм.

Чему равен абсолютный нуль относительного давления?

Абсолютный ноль равен атмосферному давлению в 1 атм.

Относительное давление — это давление, измеренное манометром, который показывает давление при нуле фунтов на квадратный дюйм, когда речь идет о нормальных условиях атмосферного давления, поэтому абсолютный ноль относительного давления равен атмосферному давлению.

Что такое абсолютное давление?

Игровой автомат абсолютное давление is formulated as P_ABS=P_{Банкомат}+P_калибр, where P_калибр — это манометрическое давление and P_{Банкомат} это атмосферное давление.

Абсолютное давление представляет собой сумму комбинации манометрического давления, измеренного с помощью манометра, и атмосферного давления, при котором находится система.

Может ли относительное давление быть отрицательным?

Относительное давление может быть отрицательным, если оно ниже атмосферного давления.

Абсолютный ноль относительного давления принимается за атмосферное давление, поэтому давление ниже этого абсолютного нуля будет отрицательным относительным давлением.

Абсолют против. Относительное барометрическое давление

••• облако 1 изображение Przemyslaw Koroza from Fotolia. com

Обновлено 21 июля 2017 г.

Автор: Leighton Sawatzky

Атмосферное давление возникает из-за того, что вес воздуха над поверхностью давит на расположенные ниже поверхности. Оно измеряется двумя способами: абсолютное барометрическое давление и относительное барометрическое давление. Абсолютное барометрическое давление использует в качестве стандарта космический вакуум. Относительное барометрическое давление измеряется относительно давления воздуха на уровне моря.

Барометрическое давление

Барометрическое давление — это мера веса столба воздуха над определенной точкой. Обычно не считается, что воздух имеет вес, но толщина атмосферы составляет много миль, а составляющие ее газы не невесомы. Высшие газы давит на низшие газы и все, что они окружают. Это давление сжимает воздух, который, в свою очередь, давит на объекты, окруженные воздухом. Это давление воздуха. Величина давления, которое он оказывает на объекты, измеряется барометрическим давлением.

Абсолютное давление

Абсолютное барометрическое давление — это сравнение того, какое давление оказывает атмосфера по сравнению с вакуумом, пространством, где вообще нет газов. Давление воздуха в вакууме было бы равно нулю, так как нет газов, которые могли бы оказывать давление на объекты. Абсолютное барометрическое давление используется в основном в научных исследованиях и промышленных приложениях, требующих точных данных. Измерения, известные как «скорректированное барометрическое давление», используются в большинстве других приложений, таких как отчеты о погоде.

Относительное давление

Относительное давление воздуха известно как скорректированное барометрическое давление. Это измерение того, какое давление будет оказывать столб воздуха на уровне моря. Для определения скорректированного барометрического давления проводится измерение абсолютного атмосферного давления, а также измерение высоты над уровнем моря. Относительное давление воздуха в этом столбе — это величина давления воздуха, которое он оказал бы на уровне моря, если бы он оставался постоянным на всем пути вниз. Его иногда называют относительным давлением, потому что он показывает давление относительно уровня моря.

Барометры

Барометр чаще всего используется для измерения атмосферного давления. Барометры представляют собой стеклянные трубки, запаянные сверху, но открытые снизу, причем дно было помещено в емкость с ртутью, которая открыта для воздуха. Когда давление воздуха, действующее на ртуть, превышает давление воздуха внутри стеклянной трубки, ртуть начинает двигаться вверх по трубке, как соломинка. Маркировка на боковой стороне стеклянной трубки позволяет довольно точно измерять давление воздуха.

Электрические датчики давления

••• Силиконовая долина. электронный датчик давления. Его основными компонентами являются кремниевая пластина и металлическая диафрагма. Металлическая диафрагма используется для герметизации трубки с воздухом. Кремниевая пластина приклеена к одной поверхности металлической диафрагмы. Когда воздух оказывает давление на диафрагму, диафрагма изгибается вместе с кремниевой пластиной. Изменение формы кремниевой пластины изменяет ее электрические свойства, которые отслеживаются с помощью электрической цепи. Изменения электрического тока через пластину преобразуются в показания давления.

Статьи по теме

Ссылки

• Погодная сеть: барометрическое давление

Об авторе

Лейтон Савацки начал свою писательскую карьеру в 2008 году в качестве писателя и редактора исследовательского журнала Conscientia. Получив степень бакалавра искусств в области коммуникаций, он получил степень магистра философии в Западном университете Тринити.

Фото Кредиты

облако 1 изображение Пшемыслава Корозы с сайта Fotolia.com

Абсолютное давление, барометрическое давление, отрицательное давление, дифференциальное давление – JPC France

Хотя давление является абсолютной величиной, текущие измерения давления обычно производятся относительно давления окружающего воздуха. В других случаях измерения сравнивают с вакуумом. Это приводит к путанице и ошибкам.

• Абсолютное давление – это давление, которое принимает за нулевую точку давление межзвездного вакуума. По отношению к этому вакуумметрическому давлению нет отрицательного давления
• Барометрическое давление, также называемое относительным давлением, нулевая точка которого принимается при атмосферном давлении. Значение, измеренное в виде абсолютного давления атмосферного давления, обычно составляет около 100 кПа на уровне моря, но меняется в зависимости от высоты и погоды
• Отрицательное давление – это давление, измеренное путем принятия за ноль атмосферного давления. Он выражается как разность давлений по отношению к атмосферному или барометрическому давлению, и перед ним ставится знак минус.

Нулевая точка, используемая для измерения давления, часто подразумевается контекстом и добавляется только тогда, когда требуется разъяснение. Например: Давление в шинах и кровяное давление являются относительными давлениями по соглашению, в то время как атмосферное давление, давление глубокого вакуума и давление высотомера являются абсолютными давлениями.
Указание на умеренную депрессию часто неоднозначно, так как при забывании отрицательного знака оно может представлять собой абсолютное давление или абарометрическое давление.
Таким образом, если забыть про знак минус, под вакуумом в 25 кПа можно понимать абсолютное давление в 25 кПа (около 75 кПа ниже атмосферного давления) или барометрическое давление на 25 кПа ниже атмосферного давления
Дифференциальное давление – это разница давлений между двумя точками. Дифференциальные давления обычно используются в промышленных процессах. Реле перепада давления и манометры перепада давления имеют два впускных отверстия, каждое из которых связано с одним из объемов, давление в которых должно контролироваться.

 

2.1 Допустимая единица измерения

С 1971 года единицей давления в СИ (Международная система единиц) является Паскаль (Па), равный одному ньютону на квадратный метр (Н/м²)
Это название единицы измерения вступило в силу в 1971, а до этого давление в СИ выражалось в Н/м².

2.2 Традиционные единицы и обозначения

Иногда нулевая ссылка указывается в скобках после единицы, например 101 кПа (абс.).
Фунт на квадратный дюйм (PSI) до сих пор широко используется в Соединенных Штатах и ​​Канаде, особенно для автомобилей. Суффикс часто ставится после PSI, чтобы указать нулевое эталонное измерение: PSIA для абсолютного давления, PSIG для барометрического давления, PSID для дифференциального давления.
Поскольку когда-то давление обычно измерялось по его способности вытеснять столб жидкости в градуированной стеклянной трубке, давление часто выражается как длина в миллиметрах или дюймах определенной жидкости, такой как ртуть (Hg) или вода.
Несмотря на то, что эти единицы устарели, они до сих пор используются во многих областях: артериальное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба в большинстве частей мира, а давление при дыхании, выраженное в сантиметрах водяного столба, все еще распространено. Давление природного газа в трубопроводе измеряется в дюймах водяного столба и выражается как «WC» («водяной столб»). В вакуумных системах Торр (торр), миллиметры ртутного столба
(мм рт. наиболее часто используется. Торр и мм рт.ст. обычно указывают абсолютное давление, а дюймы рт.ст. обычно указывают относительное давление
Атмосферное давление обычно выражается в кПа (килопаскалях) или атмосферах (атм), за исключением метеорологии, где предпочтительны гектопаскали (гПа) и миллибары (мбар).

2.3 Другие старые единицы давления

• Барье (BA) был определен как равный 1 дин/см² в прежней системе единиц СГС
• Символ технической атмосферы («ат») был определен как давление, создаваемое водяным столбом высотой 10 метров: 1 «ат» = 98066,5 Па
• Нормальная атмосфера (атм) была определена в 1954 как равный 1 013 250 дин на см² (101 325 Па). Оно соответствует давлению с высоты 760 мм ртутного столба при 0°С при нормальном ускорении свободного падения (9,80665 м/с²). Он представляет собой среднее атмосферное давление на уровне моря с использованием широты Парижа.