圧力の定義、単位、および例
科学における圧力の意味
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科学では、 プレッシャー 単位面積あたりの力の測定値です。の はいユニット 圧力はパスカル (Pa) で、N/m に相当します。2(ニュートン/平方メートル)。
基本的な例
1 平方メートル (1 m) に 1 ニュートン (1 N) の力が分散されているとします。2)、結果は 1 N/1 m2= 1N/m2= 1 Pa。これは、力が表面領域に向かって垂直に向けられていることを前提としています。
力の量を増やしても同じ領域に加えた場合、圧力は比例して増加します。同じ 1 平方メートルの領域に分布する 5 N の力は 5 Pa になります。ただし、力も拡張すると、圧力が 反比例 エリアアップへ。
2 平方メートルに 5 N の力を分散させると、5 N/2 m になります。2= 2.5N/m2= 2.5 Pa。
圧力単位
バールは、SI 単位ではありませんが、もう 1 つの圧力のメートル単位です。これは 10,000 Pa と定義されています。1909 年に英国の気象学者ウィリアム ネーピア ショーによって作成されました。
大気圧 、しばしば pa 、地球の大気の圧力です。あなたが空中に立っているとき、大気圧はあなたの上と周りのすべての空気があなたの体を押す力の平均です.
海面での大気圧の平均値は、1 気圧または 1 気圧として定義されます。これが物理量の平均であることを考えると、マグニチュードは、より正確な測定方法に基づいて時間の経過とともに変化する可能性があります。または、大気の平均圧力に地球規模の影響を与える可能性のある環境の実際の変化が原因である可能性があります。
- 1 Pa = 1 N/m2
- 1 バー = 10,000 Pa
- 1気圧≒1.013×105Pa = 1.013 バー = 1013 ミリバール
圧力の仕組み
の一般的な概念 力 多くの場合、理想化された方法でオブジェクトに作用するかのように扱われます。 (これは実際、科学、特に物理学のほとんどの事柄で一般的です。 理想化されたモデル この理想化されたアプローチでは、力が物体に作用していると言う場合、力の方向を示す矢印を描きます。その時点で力がすべて発生しているかのように振る舞います。
しかし、実際には、物事はそれほど単純ではありません。手でレバーを押すと、力は実際には手に分散され、レバーのその領域に分散されたレバーを押します。この状況で事態をさらに複雑にしているのは、ほぼ確実に力が均等に分散されていないことです。
ここがプレッシャーの出番です。物理学者は、圧力の概念を適用して、力が表面積全体に分布していることを認識しています。
さまざまな文脈で圧力について話すことができますが、科学の中で概念が議論されるようになった最も初期の形式の 1 つは、ガスの検討と分析でした。かなり前に 熱力学の科学 1800 年代に形式化されたとき、ガスが加熱されると、それらを含む物体に力または圧力がかかることが認識されました。加熱されたガスは、1700 年代にヨーロッパで始まった熱気球の浮揚に使用され、中国や他の文明はそれよりずっと前に同様の発見をしていました。 1800 年代には、ボイラー内に蓄積された圧力を使用して、川船、列車、または工場の織機を動かすために必要な機械的運動を生成する蒸気エンジン (関連する画像に示されているように) の出現も見られました。
この圧力は、 気体の動力学理論 科学者たちは、ガスにさまざまな粒子 (分子) が含まれている場合、検出された圧力は、それらの粒子の平均的な動きによって物理的に表すことができることに気付きました。このアプローチは、圧力が熱と温度の概念と密接に関連している理由を説明しています。熱と温度は、動力学理論を使用して粒子の運動としても定義されています。熱力学に関心のある特定のケースは、 等圧プロセス 、圧力が一定に保たれる熱力学的反応です。
によって編集アン・マリー・ヘルメンスタイン博士