Áp suất là gì ? Là câu hỏi đi theo xuyên suốt chúng ta suốt quãng đường phổ thông và cả sau nầy.
Áp suất là một đại lượng vật lí mà chúng ta không còn xa lạ từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường. Áp suất gắn liền và cho ra nhiều công dụng đối với đời sống con người từ thời xa xưa. Vậy ta biết cụ thể về áp suất chưa? Và công thức tính áp suất, ứng dụng của nó ra sao?
Áp suất là gì? Áp lực là gì?
Áp lực là lực tác động trên diện tích bề mặt của một vật. Khi lực ép vuông góc với diện tích bề mặt chịu lực. Khi đó, khái niệm lực tổng quát, áp lực là đại lượng véc-tơ. Tuy nhiên theo quy ước đã xác định được phương (vuông góc với bề mặt chịu lực) và chiều (hướng vào mặt chịu lực) . Do đó khi nói về áp lực, người ta có thể chỉ nói về độ lớn (cường độ).
Đơn vị đo lường của áp lực là: Newton(N).
Khi tính toán được áp lực tác dụng lên một bề mặt lớn. Người ta phải chia nhỏ phần diện tích chịu lực và tính lực tác động lên đơn vị diện tích đó.
Khi đó, khái niệm áp suất ra đời. Tức là áp suất (pressure) lực trên một đơn vị diện tích tác dụng theo chiều vuông góc với bề mặt của vật thể
Áp suất là độ lớn của áp lực mà bị ép trên một diện tích có phương vuông góc với bề mặt bị ép.
Áp suất có tên tiếng anh là Pressure, được kí hiệu là P trong vật lí học. Trong hệ SI, đơn vị của áp suất là N/m2 (Newton trên mét vuông), nó được gọi là Pascal (Pa) – đây là tên của một nhà khoa học, người mà phát hiện ra được áp suất.
1 Pa rất nhỏ, nó xấp xỉ bằng với một tờ tiền đô la tác dụng lên mặt bàn vậy. 1kPa = 1000 Pa
Xem thêm: Báo giá dịch vụ hút hầm cầu tại Đà Nẵng như thế nào?
Công thức tính Áp suất khí trong vật lí
Ta có phương trình: F = P/S
Trong đó
- F là lực lên mặt bị ép
- P là áp suất
- S là diện tích mà lực ép lên đó
Dụng cụ đo áp suất cũng rất đa dạng: đo áp suất khí, chất lỏng,… Có rất nhiều máy đo áp suất tùy vào khu vực mà chúng ta cần đo. Bên cạnh đó, một số khu vực cũng có đơn vị đo áp suất riêng của mình: Châu Mỹ (PSI), Châu Á (Pa) và Châu Âu (Bar).
Điển hình cho các dụng cụ đo áp suất bao gồm: đồng hồ đo áp suất, đồng hồ đo chân không. Ngoài ra, thuật ngữ “‘áp kế”‘ được đề cập đến như một dụng cụ đo áp suất.
Áp kế, khí áp kế hoặc 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 gây ra bởi khí quyển bằng cách dùng nước, khí hoặc thủy ngân.
Đơn vị đo áp suất là gì?
Đơn vị đo áp suất thông thường được sử dụng như sau: Pascal (Pa) ; Bar(bar); Atmosphere kỹ thuật (at); Atmosphere (atm) ; Torr (Torr); Pound lực trên inch vuông (psi).
Quy đổi giữa các đơn vị đo áp suất được trình bày trong bảng sau:
| Đơn vị áp suất | ||||||
| Pascal (Pa) |
Bar (bar) |
Atmosphere kỹ thuật (at) |
Atmosphere (atm) |
Torr (Torr) |
Pound lực trên inch vuông (psi) |
|
| 1 Pa | ≡ 1 N/m2 | 10−5 | 1,0197×10−5 | 9,8692×10−6 | 7,5006×10−3 | 145,04×10−6 |
| 1 bar | 100000 | ≡ 106 dyne/cm2 | 1,0197 | 0,98692 | 750,06 | 14,504 |
| 1 at | 98.066,5 | 0,980665 | ≡ 1 kgf/cm2 | 0,96784 | 735,56 | 14,223 |
| 1 atm | 101.325 | 1,01325 | 1,0332 | ≡ 1 atm | 760 | 14,696 |
| 1 torr | 133,322 | 1,3332×10−3 | 1,3595×10−3 | 1,3158×10−3 | ≡ 1 Torr; ≈ 1 mmHg | 19,337×10−3 |
| 1 psi | 6.894,76 | 68,948×10−3 | 70,307×10−3 | 68,046×10−3 | 51,715 | ≡ 1 lbf/in2
|
Vậy làm thế nào để tăng hay giảm áp suất
Có một số cách để tăng/giảm áp suất đơn giản như:
- Tăng/Giảm lực tác động lên bề mặt nhưng vẫn giữ nguyên diện tích bề mặt đấy.
- Tăng/Giảm lực tác động vuông góc, song giảm cả diện tích bề mặt mà ta tác động
- Giữ nguyên áp lực nhưng tăng/giảm diện tích bề mặt bị ép
Áp suất có ở đâu?
Thật ngạc nhiên khi nói rằng, áp suất có ở mọi nơi. Và chúng đóng vai trò rất quan trọng đối với con người trong cuộc sống.
Ngoài ra, ta cũng nên chú trọng với những nơi có áp suất quá ngưỡng cho phép hay bình chứa áp suất lớn vì có nguy cơ làm nổ tung. Vì những lí do trên, nên các việc như đo, giám sát áp suất cần được chú trọng thường xuyên.
Áp suất có ứng dụng trong nhiều ngành nghề, các thiết bị,… phục vụ đời sống con người. Như các loại máy bơm rửa xe, máy bơm khí hay các loại máy móc công nghiệp khác,..
Trong công nghiệp thì đo áp suất có vai trò quan trọng như thế nào?
Đối với các thiết bị cơ điện thì việc đo áp suất là không thể thiếu. Khi đo áp suất chủ yếu sử dụng đồng hồ đo, được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp, trong nhà máy, xí nghiệp, lọc hóa dầu, chế biến thực phẩm…. thiết bị đo áp suất có thể đo áp suất của chất lỏng (nước), khí (gas), hơi…
Tùy vào môi chất mà có thiết bị đo áp suất khác nhau như đo áp suất nước, đo áp suất khí gas, đo áp suất đo xăng dầu, áp suất đo môi chất hóa chất và các chất lỏng khác…
Các thiết bị đo áp suất có dải đo từ 0 đến 1000 bar. Bên cạnh đó, một số loại thiết bị đo áp suất cho hệ nước và hệ khí nén có dải đo lên đến hơn 1000 bar.
Tùy vào môi chất cũng như yêu cầu thực tế thì có thể chọn thiết bị đo áp suất sao cho phù hợp. Sau đây là ba dạng thiết bị đo áp suất phổ biến nhất như:
Đồng hồ đo áp suất
Là một thiết bị chuyên dụng để đo áp suất của chất lỏng , khí , hơi…Bằng tác động của áp lực nước lên hệ thống chuyển động của đồng hồ. Qua đó làm quay bánh răng giúp kim trỏ đồng hồ chỉ tới dải áp suất trên mặt đồng hồ thiết bị đo . Sau đó hiển thị cho chúng ta biết được mức áp suất trên hệ thống đang là bao nhiêu.
Thường được sử dụng khi người dùng muốn thấy áp suất trực tiếp tại điểm cần đo, và thường không suất ra tín hiệu đo.
Cảm biến đo áp suất :
Cảm biến áp suất là thiết bị chuyển tín hiệu áp suất sang tín hiệu điện . Khi có nguồn tác động lên đầu cảm biến, cảm biến sẽ đưa ra giá trị về vi xử lý, nhằm xử lý ra tín hiệu điện.
Cảm biến đo áp suất có mặt hiển thị đồng hồ điện tử
Là sự kết hợp cảm biến áp suất có tích hợp mặt đồng hồ hiển thị dạng điện tử. Giúp người sử dụng có thể thấy được áp suất ngay tại điểm cần đo và suất ra tín hiệu để đưa về bộ xử lý – điều khiển
Hi vọng qua bài viết trên, có thể giúp mọi người hiểu rõ hơn về áp suất là gì?và tầm quan trọng của nó. Hiểu được sự nguy hiểm mà những nơi áp suất quá ngưỡng cho phép mang lại.
