Đơn vị áp suất là gì? Tổng hợp các đơn vị đo áp suất thông dụng và ứng dụng thực tế

Bạn đã bao giờ tự hỏi lốp xe cần bơm bao nhiêu PSI, tại sao huyết áp lại đo bằng mmHg? Thế giới xung quanh ta chịu tác động của áp suất, một lực vô hình nhưng mạnh mẽ. Nhưng áp suất được đo bằng những "thước đo" nào? Hãy cùng khám phá đơn vị áp suất là gì và vén màn bí mật về các "tên gọi" quen thuộc như Pascal, Bar, PSI,... cùng những ứng dụng bất ngờ của chúng trong cuộc sống!

Đơn vị áp suất là gì? Định nghĩa cơ bản

Hiểu một cách đơn giản, áp suất là thước đo lượng lực tác dụng lên một đơn vị diện tích bề mặt. Hãy tưởng tượng bạn ấn tay lên một miếng bọt biển; lực bạn tác dụng sẽ phân tán trên diện tích tiếp xúc của bàn tay. Nếu bạn dùng một ngón tay ấn với cùng một lực, áp suất lên miếng bọt biển sẽ lớn hơn do diện tích tiếp xúc nhỏ hơn.

Về mặt toán học, áp suất (ký hiệu là (P)) được tính bằng công thức: P=F/A​

Trong đó:

• (P) là áp suất.
• (F) là lực tác dụng vuông góc lên bề mặt (đơn vị thường là Newton - N).
• (A) là diện tích bề mặt mà lực tác dụng lên (đơn vị thường là mét vuông - m²).

Bản chất vật lý của áp suất chính là mức độ tập trung của lực trên một bề mặt cụ thể. Áp suất cao cho thấy lực tập trung trên một diện tích nhỏ, trong khi áp suất thấp cho thấy lực phân tán trên một diện tích lớn hơn.

Cần lưu ý rằng, trong thực tế, chúng ta thường gặp ba khái niệm liên quan đến áp suất:

• Áp suất tuyệt đối: Áp suất được đo so với áp suất chân không hoàn hảo (0 Pa).
• Áp suất tương đối (áp suất dư): Áp suất được đo so với áp suất khí quyển hiện tại. Đây là loại áp suất thường được hiển thị trên các thiết bị đo thông thường như đồng hồ đo áp suất lốp.
• Áp suất chân không: Áp suất thấp hơn áp suất khí quyển.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tập trung vào các đơn vị đo lường cho áp suất tuyệt đối và áp suất tương đối.

Tổng hợp các đơn vị áp suất thông dụng

Sự phát triển của khoa học và kỹ thuật qua các thời kỳ và ở các khu vực khác nhau đã dẫn đến sự ra đời của nhiều đơn vị đo áp suất khác nhau. Dưới đây là tổng hợp các đơn vị thông dụng nhất:

Pascal (Pa) - Đơn vị SI chuẩn

Pascal (Pa) là đơn vị đo áp suất chuẩn trong Hệ đo lường quốc tế (SI). Nó được đặt theo tên nhà bác học người Pháp Blaise Pascal, người có những đóng góp quan trọng trong lĩnh vực nghiên cứu về áp suất. Một Pascal (1 Pa) là áp suất được tạo ra bởi một lực có độ lớn 1 Newton (1 N) tác dụng vuông góc lên một diện tích bề mặt là 1 mét vuông (1 m²).

Ưu điểm: Là đơn vị chuẩn trong hệ SI, Pascal có tính hệ thống cao, dễ dàng sử dụng trong các phép tính khoa học và kỹ thuật, đặc biệt khi làm việc với các đại lượng vật lý khác trong hệ SI.

Các bội số thường dùng: Do Pascal là một đơn vị khá nhỏ trong nhiều ứng dụng thực tế, các bội số của nó thường được sử dụng:

• Kilopascal (kPa): 1 kPa = 1000 Pa
• Megapascal (MPa): 1 MPa = 1,000,000 Pa

Bar (bar) và Millibar (mbar)

Bar (bar) là một đơn vị đo áp suất không thuộc hệ SI nhưng được sử dụng rộng rãi, đặc biệt ở châu Âu và trong một số ngành công nghiệp. Một Bar (1 bar) được định nghĩa bằng 100,000 Pascal (1 bar = 10⁵ Pa).

Ưu điểm: Bar là một đơn vị thuận tiện để đo áp suất gần với áp suất khí quyển tiêu chuẩn (khoảng 1 bar).

Millibar (mbar): Là một ước số của Bar, thường được sử dụng trong khí tượng học. Một Millibar (1 mbar) bằng 0.001 Bar, tương đương với 100 Pascal (1 mbar = 0.001 bar = 100 Pa). Trong khí tượng học, đơn vị Hectopascal (hPa) cũng được sử dụng và 1 hPa = 1 mbar.

Atmosphere (atm) - Áp suất khí quyển tiêu chuẩn

Atmosphere (atm) là một đơn vị đo áp suất dựa trên áp suất khí quyển trung bình ở mực nước biển. Một Atmosphere tiêu chuẩn (1 atm) được định nghĩa bằng 101,325 Pascal (1 atm = 101,325 Pa). Nó cũng xấp xỉ bằng 1.01325 bar.

Ưu điểm: Atmosphere thường được sử dụng trong hóa học và vật lý, đặc biệt khi làm việc với các điều kiện tiêu chuẩn của khí (STP - Standard Temperature and Pressure).

Pound per Square Inch (psi) - Đơn vị phổ biến ở Mỹ

Pound per Square Inch (psi) là một đơn vị đo áp suất phổ biến ở Hoa Kỳ và trong một số ngành công nghiệp sử dụng hệ đo lường Anh (Imperial). Một psi là áp suất được tạo ra bởi một lực có độ lớn 1 pound (lbf) tác dụng vuông góc lên một diện tích bề mặt là 1 inch vuông (in²).

Kilogram per square centimeter (kg/cm²)

Kilogram per square centimeter (kg/cm²) là một đơn vị đo áp suất không thuộc hệ SI, đôi khi vẫn được sử dụng trong kỹ thuật, đặc biệt ở một số quốc gia. Một kg/cm² là áp suất được tạo ra bởi một lực có độ lớn 1 kilogram lực (kgf) tác dụng vuông góc lên một diện tích bề mặt là 1 centimet vuông (cm²).

Lưu ý: Cần phân biệt kilogram lực (kgf) với kilogram khối lượng (kg). 1 kgf là lực hấp dẫn tác dụng lên một khối lượng 1 kg dưới gia tốc trọng trường tiêu chuẩn.

Bảng quy đổi các đơn vị đo áp suất thông dụng

Để thuận tiện cho việc chuyển đổi giữa các đơn vị đo áp suất, dưới đây là bảng quy đổi tóm tắt một số đơn vị thông dụng sang Pascal (Pa) và một vài quy đổi chéo hữu ích:

Ứng dụng thực tế của đơn vị áp suất

Hiểu biết về các đơn vị đo áp suất không chỉ là kiến thức lý thuyết mà còn có vô số ứng dụng thực tế trong nhiều lĩnh vực:

Y tế

Trong y tế, đơn vị mmHg được sử dụng rộng rãi để đo huyết áp, một chỉ số quan trọng đánh giá sức khỏe tim mạch. Các chỉ số huyết áp thường được ghi dưới dạng "số tâm thu / số tâm trương" (ví dụ: 120/80 mmHg), biểu thị áp suất cao nhất và thấp nhất trong một chu kỳ tim. Ngoài ra, áp suất cũng đóng vai trò quan trọng trong các thiết bị y tế khác như máy thở và các hệ thống truyền dịch.

Khí tượng học

Các nhà khí tượng học sử dụng đơn vị Hectopascal (hPa), tương đương với Millibar (mbar), để đo áp suất khí quyển. Sự thay đổi của áp suất khí quyển là một yếu tố quan trọng trong việc dự báo thời tiết. Áp suất cao thường liên quan đến thời tiết ổn định, trong khi áp suất thấp có thể báo hiệu mưa bão.

Công nghiệp ô tô

Trong ngành công nghiệp ô tô, đơn vị psi được sử dụng phổ biến để đo áp suất lốp xe. Duy trì áp suất lốp đúng mức là rất quan trọng để đảm bảo an toàn khi lái xe, tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu và kéo dài tuổi thọ của lốp. Áp suất cũng được kiểm soát trong hệ thống phanh, hệ thống điều hòa không khí và các bộ phận khác của xe.

Công nghiệp sản xuất và kỹ thuật

Trong các ngành công nghiệp sản xuất và kỹ thuật, các đơn vị Pascal (Pa), Kilopascal (kPa), Megapascal (MPa) và Bar (bar) được sử dụng rộng rãi để đo và kiểm soát áp suất trong các hệ thống thủy lực, khí nén, lò hơi, máy nén khí và nhiều quy trình sản xuất khác. Việc kiểm soát áp suất chính xác là yếu tố then chốt để đảm bảo an toàn, hiệu quả và chất lượng sản phẩm.

Các ứng dụng khác

• Lặn biển: Áp suất nước tăng đáng kể theo độ sâu, thường được đo bằng bar hoặc atm.
• Nấu ăn: Nồi áp suất sử dụng áp suất cao, thường đo bằng Kilopascal (kPa), để nấu chín thức ăn nhanh hơn bằng cách nâng cao nhiệt độ sôi của nước.
• Thể thao: Áp suất trong các loại bóng như bóng đá, bóng rổ thường được đo bằng psi và ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất chơi.
• Xây dựng: Các kỹ sư xây dựng tính toán áp suất đất và áp suất thủy tĩnh bằng Pascal (Pa) hoặc Kilopascal (kPa) để thiết kế nền móng và các công trình ngầm an toàn và ổn định.

Lời kết

Việc hiểu rõ định nghĩa, các đơn vị áp suất thông dụng, cách quy đổi giữa chúng và những ứng dụng thực tế trong đời sống và kỹ thuật là vô cùng cần thiết. Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn một cái nhìn toàn diện và dễ hiểu về sự đa dạng của các đơn vị đo áp suất.

Mời bạn tham khảo các loại nồi áp suất tại FPT Shop để hỗ trợ việc nấu ăn trong gia đình tiện lợi hơn. Xem nhanh tại đây:

• Nồi áp suất

Xem thêm:

• Nồi áp suất cơ là gì? Bí quyết để chọn được một chiếc nồi áp suất cơ tốt
• Gợi ý top nồi áp suất cảm ứng chất lượng, giá cả phải chăng, dễ sử dụng bạn nên sở hữu