単位面積あたりの垂直方向の力、または閉じ込められた流体内のある点での張力は、物理科学では圧力として知られています。底部の面積が 84 平方インチの 42 ポンドの箱によって床に加えられる力は、力が加えられる面積で割った力、つまり 1 平方インチあたり 0.5 ポンドに等しくなります。大気圧は、地球の表面の各単位面積を押し下げる大気の重量であり、海面では 1 平方インチあたり約 15 ポンドです。
多数のガス分子の高速かつ連続的な衝突によって容器の壁に生じる力の平均的な影響は、閉じ込められたガスによって加えられる圧力になります。大気圧の影響を含む、気体または液体によって加えられる全圧は、その絶対圧として知られています。真空または何もない空間は、絶対圧力ゼロに相当します。
プレッシャー
単位面積あたりの力は圧力として知られています。多くの自然および人工のイベントでは、圧力が主な原動力です。圧力はサイクロンや嵐を発生させる原因であり、油圧ジャッキやロケット推進システムなどの多くの現代発明の基礎でもあります。
ストレスは、圧力を説明するために時折使用される用語です。材料科学の用語では、応力は適用される圧力です。その結果、圧力はさまざまな領域で多数のアプリケーションを持つ物理量です。歴史を通じて、いくつかの圧力測定システムが使用されてきました。システムが標準化されたにもかかわらず、一部のユニットは今日でも使用されています。
圧力のSI単位
圧力の式は、
P =F/A
メトリック システムの最近のバリエーションは、単位の SI システムです。これは、フランスの Système International (d’unités) 標準に基づいており、一般に受け入れられています。これは 7 つの基本的な量で構成されており、そこから導出された量が計算されます。
パスカル (Pa) 圧力単位は、物理学者ブレーズ パスカルにちなんで名付けられました。応力、強度、弾性率、および硬度はすべて、材料にかかる力を示すために広く使用されている用語です。その結果、材料科学の分野で働く専門家は、この単位系に精通しています。
大きな量は、メートル法 (ギガパスカル) の適切な接頭辞を適用することにより、MPa (メガパスカル) または GPa (ギガパスカル) で表すことができます。
実生活での圧力の適用
<オール>プレッシャーに影響する要因
圧力の式によると、圧力は、力と力が伝達される領域という 2 つの重要な要素の影響を受けます。力と圧力の両方が増加すると、面積は一定のままになり、その逆も同様です。
液体の圧力は、液体の密度、液体の深さまたは液柱の高さ、および液体の重力による加速度の影響を受けます。液体圧力の式 P=hρg がそれを説明しています。
気体の圧力は、温度と体積の影響を受けます。温度が上昇すると、気体分子は高速で移動し、衝突によって熱を他の分子に伝達します。その結果、ガスの圧力が上昇します。ガス容器の容量が減少すると、ガス分子の運動エネルギーが増加し、すべての容器に衝突してガスの圧力が上昇します。
プレッシャーの種類
圧力にはいくつかの異なる形式があり、それぞれに独自の単位セットがあります。たとえば、大気圧の単位は atm です。存在するさまざまな種類の圧力を見てみましょう。
大気圧: 空気は海面上に存在し、非常に多くの層があり、上に行けば行くほど空気の圧力が大きくなり、大気圧は大気中の空気の圧力です。 atm 単位は大気圧の測定に使用されます。
人体には周囲の圧力を補う内圧があるため、人体はそれを感じません。大気の変動により、大気圧が変化します。大気圧は空気の重さで決まり、地球上の生命に必要です。
気圧計は、大気中の圧力を測定する装置です。気圧計は水銀で満たされ、残りの領域は真空になっています。
数学的には、大気圧は次のように与えられます:
Patn=ρgh
ここで、
ρ=空気の密度
g=重力による加速度
h=水銀の高さ
絶対圧力: 絶対圧とは、存在するゼロ圧力に対する圧力、つまり空の自由空間内の圧力を指します。真空では、圧力はありません。 Pabs は絶対圧の略語です。
差圧: 差圧は、名前が示すように、2 つの圧力値の差です。得られた圧力はどちらの圧力よりも低くなり、得られた差圧は同じ単位になります。
Pd=P2– P1
Pd=差圧
P2=最終圧力
P1=初期圧力
ゲージ圧: 過圧として知られるゲージ圧は、比較的新しいタイプの圧力です。過圧は、ゲージ圧とも呼ばれ、大気圧と絶対圧の差です。
結論
物理学では、圧力とは、オブジェクトの表面積に対して法線方向に加えられる力の量を指します。別の言い方をすれば、単位面積あたりにかかる力です。その結果、表面に作用する総力とは異なります。一点応力は、固体に適用して維持することもできます。
それにもかかわらず、流体や気体などの密封された物質の表面に打ち勝つことができるのは圧力だけです。結果として、流体上および流体内で作用する力を圧力の観点から特徴付ける方が適切です。
