Khái niệm áp suất
Hiện nay áp suất là đơn vị đo rất phổ biến và được ứng dụng nhiều trong cuộc sống, và có mối quan hệ mật thiết với các đại lượng đo lường đại lượng khác. Vậy áp suất là gì?
Áp suất là một đại lượng vật lý, được định nghĩa là lực trên một đơn vị diện tích tác dụng theo chiều vuông góc với bề mặt của vật thể. Áp suất thường được viết tắt là “p” (tiếng Anh là Pressure).
Áp suất chất lỏng là gì?
Theo định nghĩa, áp suất chất lỏng là áp lực tác động lên một diện tích tại một điểm trong chất lỏng hoặc không khí. Áp suất chất lỏng chính là lực đẩy của chất lỏng (ví dụ: nước, dầu…) truyền trong các đường ống. Lực đẩy càng nhanh thì áp suất càng mạnh; lực đẩy càng chậm thì áp suất càng thấp. Áp suất của chất lỏng và chất khí là giống nhau, tác động lên vật theo mọi phương là như nhau.
Áp suất chất rắn là gì?
Áp suất chất rắn là áp lực tác dụng lên một đơn vị diện tích xác định. Áp lực này chỉ gây ra lực tác động lên vật ở bề mặt tiếp xúc.
Cách tính áp suất và các đơn vị đo áp suất
Công thức tính áp suất chung (áp suất chất rắn)
P = F/S
Trong đó:
-
- P: Áp suất ( các đơn vị đo là: N/m², Bar, Pa, Psi, mmHg)
- F: lực tác động lên bề mặt ép ( đơn vị đo là N)
- S: diện tích bề mặt tiếp xúc (m²)
Công thức tính áp suất chất khí, chất lỏng
P = d.h
Trong đó:
-
- P: áp suất ở đáy cột chất lỏng (đơn vị đo là Pa)
- d: trọng lượng riêng của chất lỏng (đơn vị đo là N/ m³)
- h: chiều cao của cột chất lỏng (đơn vị đo là m)
Quy đổi các đơn vị đo áp suất
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều đơn vị đo áp suất. Mỗi khu vực đều có chuẩn đo của riêng mình. Ví dụ như, ở các nước Bắc Mỹ (tiêu biểu là Hoa Kỳ), đơn vị đo áp suất là Ksi,Psi. Ở châu Âu (tiêu biểu là Anh, Pháp, Đức), đơn vị phổ biến nhất là bar, mbar. Ở châu Á (đại diện là Nhật Bản, Hàn Quốc) thì lại là Pa, Mpa, Kpa.
Chính vì vậy, chúng ta cần nắm được sơ bộ cách quy đổi các đơn vị đo áp suất này. Dưới đây là bảng quy đổi đơn vị áp suất, theo Wikipedia
Từ đó, chúng ta suy ra:
1 Pa = 1 N/m2 = 10−5 bar = 10,197×10−6 at = 9,8692×10−6 atm,…
Các loại áp suất
Thông thường, chúng ta chỉ cần quan tâm đến áp suất tương đối, áp suất tuyệt đối, chênh lệch áp suất là gì?
Áp suất tương đối
Áp suất tương đối là áp suất gây ra chỉ do trọng lượng của cột chất lỏng. Áp suất tương đối bằng áp suất tuyệt đối trừ đi áp suất khí quyển. Nếu áp suất tuyệt đối nhỏ hơn áp suất khí quyển thì bằng áp suất chân không.
Áp suất tuyệt đối
Áp suất tuyệt đối là tổng áp suất gây ra bởi cả khí quyển và cột chất lỏng tác dụng lên điểm trong lòng chất lỏng. Nghĩa là, áp suất tuyệt đối bằng áp suất tương đối cộng áp suất khí quyển.
Chênh lệch áp suất
Chênh lệch áp suất là sự khác biệt áp suất giữa hai điểm bất kỳ. Người ta thường so sánh áp suất giữa hai điểm để đưa ra quyết định chính xác nhất trong một vấn đề nào đó.
Ví dụ, bác sĩ thường đo sự chênh lệch huyết áp tâm thu và tâm thất, nhờ đó tính ra sự chênh lệch giữa huyết áp tối đa và tối thiểu. Kết quả này giúp bác sĩ chẩn đoán bệnh tim mạch chính xác hơn.
Ứng dụng của áp suất
Nguyên lý của áp suất giúp con người tạo ra các thiết bị, máy móc phục vụ trong các lĩnh vực như: y tế, sức khỏe, công nghiệp…
Phong vũ biểu
Phong vũ biểu là thiết bị dùng để đo áp suất khí quyển, khi ở trên cao áp suất khí quyển thấp làm nước tăng và ngược lại. Nó có thể đo được áp suất khí quyển bằng cách dùng nước, khí hoặc thủy ngân. Thiết bị này cũng được ứng dụng trong việc dự báo thời tiết ngắn hạn, tìm ra các rãnh, vùng áp cao…
Máy đo huyết áp
Máy đo huyết áp là thiết bị y tế thông dụng không chỉ tại các cơ sở y tế mà còn dễ dàng sử dụng tại nhà.
Nguyên lý hoạt động như sau
Túi hơi quấn chặt tại vị trí bắp tay hoặc cổ tay của người bệnh. Sau đó, bắt đầu bơm phồng hơi lên, vòng bít sẽ ngày càng siết chặt. Tiếp tục cho đến khi đạt đến áp lực có thể cản trở dòng máu ở động mạch đi qua cánh tay. Máy đo huyết áp tiếp tục xả áp lực trong túi hơi và trên động mạch giảm dần kéo theo áp lực cũng giảm. Lúc này, chúng ta sẽ nhận được kết quả các chỉ số huyết áp tối đa, huyết áp tối thiểu và nhịp tim.
Đồng hồ và cảm biến đo áp suất
Đồng hồ đo áp suất
Đồng hồ đo áp suất là một thiết bị chuyên dụng để đo áp suất của chất lỏng (nước), khí nén (gas), hơi…
Nguyên lý hoạt động
Khi một chất đi vào trong ống chứa áp suất sẽ sinh ra lực tác động lên thành ống. Khi đó, lớp màng của ống bị co dãn sẽ tác động làm quay bánh răng. Sau đó, kim đồng hồ di chuyển trên thang dải đo. Nhờ đó chúng ta đọc được áp suất cần đo.
Nếu áp suất của chất đó không đủ để làm giãn nở lớp màng của ống chứa thì kim đồng hồ sẽ chỉ về vạch số 0 do lò xo đàn hồi.
Cảm biến đo áp suất
Cảm biến áp suất là thiết bị điện tử có tác dụng chuyển đổi tín hiệu áp suất sang tín hiệu điện, thường dùng để đo áp suất hoặc các ứng dụng liên quan đến áp suất. Ví dụ, đo áp suất ở các vị trí khó quan sát, hoặc đo trường hợp cần suất tín hiệu để điều khiển áp suất.
Nguyên lý hoạt động
Nguồn tác động (như: nguồn áp suất, nguồn nhiệt, nguồn cần đo của cảm biến loại đó) tác dụng lên cảm biến. Cảm biến đưa giá trị về vi xử lý tín hiệu, sau đó phát tín hiệu ra.
Nồi áp suất là gì?
Nồi áp suất là một dụng cụ nhà bếp rất phổ biến nhờ khả năng nấu chín thức ăn bằng nước ở áp suất cao.
Nguyên lý hoạt động
Trong quá trình nấu ăn, nồi được vặn nắp kín nhằm giữ cho hơi nước không bị thoát ra ở một áp suất nhất định. Lúc này trong nồi có thể đạt hơi bão hòa và nước sôi ở nhiệt độ cao hơn 100 độ C. Khi đó, nước sẽ thẩm thấu vào thức ăn nhanh hơn, đồ ăn nhanh mềm và chín. Nồi áp suất giúp tiết kiệm thời gian nấu nướng và năng lượng, đặc biệt tiện lợi và an toàn nữa.
Áp suất thật dễ hiểu và các ứng dụng trong cuộc sống của nó cũng thật dễ nhớ đúng không các bạn? Hy vọng khi đọc xong bài viết này, bạn đã hiểu rõ áp suất là gì và có thể ứng dụng vào trong công việc và đời sống nhé!
