【康沃真空網(wǎng)】在真空狀態(tài)下,氣體的稀薄程度通常用氣體的壓力值來(lái)表示,顯然,該壓力值越小則表示氣體越稀薄。在表述真空度或氣壓時(shí),我們經(jīng)常會(huì)遇到多種單位,比如 kPa, Torr,mbar 等等,有時(shí)候看國(guó)外的資料還會(huì)遇到其它一些奇怪的單位,這些單位都是怎么來(lái)的?互相之間怎么換算?看完此文,估計(jì)你就有答案了。
1、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位:帕斯卡
真空指壓強(qiáng)(中文習(xí)慣上有時(shí)候也會(huì)說(shuō)成壓力)低于大氣壓的氣體狀態(tài),在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位制(SI)中,壓強(qiáng)的單位是帕斯卡,簡(jiǎn)稱帕(符號(hào) Pascal 或 Pa ),它等于每平方米一牛頓。
帕斯卡是為了紀(jì)念法國(guó)學(xué)者(數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、化學(xué)家、音樂(lè)家、思想家...)帕斯卡而得名的。帕斯卡利用自己改進(jìn)的水銀氣壓計(jì),發(fā)現(xiàn)了隨著高度降低,大氣壓強(qiáng)增大的規(guī)律。
海平面附近的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約為 101,325 Pa。由于帕斯卡這個(gè)單位非常的小,不便于計(jì)算,有時(shí)候人們還會(huì)使用從帕斯卡衍生出的其它一些單位,比如百帕(hPa),1 hPa = 100 Pa;千帕(kPa),1kPa = 1000 Pa;兆帕(MPa),1 MPa = 1000,000 Pa。
2、巴和毫巴
巴(符號(hào) Bar )是一個(gè)工程上常用的單位,它被定義為 1Bar=100,000 Pa。同時(shí)常用的還有毫巴(符號(hào) mbar )。
1mbar = 0.001 bar = 100 Pa = 1 hPa。
毫巴常被用于表示大氣壓力,氣壓?jiǎn)挝患瓤捎谩鞍倥粒╤Pa)”,也可用“毫巴(mbar)”,兩者是完全相等的。
3、托里拆利實(shí)驗(yàn)和托
托里拆利實(shí)驗(yàn)是人們認(rèn)識(shí)真空和大氣壓強(qiáng)的歷史上一個(gè)比較重要的實(shí)驗(yàn)。1643 年,意大利科學(xué)家托里拆利首先進(jìn)行了這個(gè)實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)直觀的證明了真空的存在,并測(cè)出了大氣壓強(qiáng)值相當(dāng)于 760mm 水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)。
為了紀(jì)念托里拆利的貢獻(xiàn),后來(lái)把 1 mm 水銀柱的壓強(qiáng)表示為 1 托(符號(hào)Torr)。與毫巴類(lèi)似,常用的還有毫托(符號(hào) mTorr ),1 mTorr = 0.001 Torr,由于 1 毫托表示的是 1 微米水銀柱的壓力,有時(shí)英美國(guó)家的文獻(xiàn)資料也會(huì)把1毫托叫做 1 micron。
有些時(shí)候,人們也會(huì)直接用水銀柱或水柱的高度來(lái)表示壓力,比如,1mmHg,表示 1 毫米水銀柱的壓力,1 inchHg 或者 1 inch of water,表示1英寸水銀柱或水柱的壓力,1 mm of water,表示 1 毫米水柱的壓力。
4、絕壓 0.5 公斤啥意思
由于高空中溫度很低,并且飛機(jī)速度很快,公斤壓力(有時(shí)候還會(huì)簡(jiǎn)稱為公斤)是其實(shí)是指“公斤力/平方厘米”(符號(hào) kgf/cm2 ),即每平方厘米有 1 公斤的力。
1 公斤壓力= 1 kgf/cm2 = 9.8 N/cm2 = 98000N/m2 = 98000 Pa
1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓= 10,000 Pa= 1.02 公斤壓力。
公斤壓力有絕壓(絕對(duì)壓力 absolute pressure)和表壓(相對(duì)壓力gauge presssure)的區(qū)別,絕壓表示的是絕對(duì)壓力即實(shí)際的壓力值,而表壓表示的是相對(duì)與大氣壓的壓力,比如,表壓 2 公斤指的是比大氣壓力高 2 公斤,即實(shí)際壓力為 1.02 + 2 = 3.02 公斤。
與公斤壓力類(lèi)似,在英制單位中還會(huì)經(jīng)常使用 PSI 表示壓力,PSI 即Pounds per Square Inch,表示單位平方英寸上 1 磅的力。
1 PSI = 1 lb/in2 = 0.4536 kgf/in2= 6893 Pa
同樣的,PSI 也有絕壓(絕對(duì)壓力,符號(hào)為 PSIA )和表壓(相對(duì)壓力,符號(hào)為 PSIG )的區(qū)別,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓大概等于 14.7PSIA,而14.7 PSIG 表示比大氣壓高 14.7 PSI,相當(dāng)于 29.4 PSIA。
5、99% 的真空是多少帕
百分比表示真空度一般只用在粗真空,可以理解為有百分之多少的氣體被抽走。0% 表示大氣壓,100% 表示絕壓為零(由于絕壓為零是不可能達(dá)到的,所以當(dāng)有人說(shuō)他要抽到 100% 真空時(shí),通常指的是要抽到壓力達(dá)到或低于所用儀表的檢測(cè)下限)。
那么,99% 的真空就是 101,325 Pa x (1-99%) = 1,013.25 Pa
6、負(fù) 90 kPa 怎么理解
這是一種用相對(duì)壓力表示真空度的方法,指的是某個(gè)壓力與大氣壓的差值。它的值介于 0 到-101.325 kPa 之間。
比如我們經(jīng)常會(huì)看到吸塵器廣告里面類(lèi)似“高真空 9000 帕”這樣的廣告詞,這里的9000 帕,其實(shí)就是指負(fù) 9 kPa的意思,即絕壓 101-9 = 92 kPa,低真空里的低真空,離高真空還遠(yuǎn)著呢。
同樣的,負(fù) 90 kPa 就表示絕壓為 101-90=11 kPa。
7、真空單位全家福
下面表格整理了上面提到的單位與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系,這些單位之間也可以通過(guò) 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓來(lái)互相轉(zhuǎn)換。