Áp suất là gì? Tìm hiểu khái niệm, công thức, đơn vị đo và ứng dụng trong thực tế

Trong học tập và đời sống, nhiều hiện tượng quen thuộc như cắt gọt, bơm lốp hay vận hành máy móc đều liên quan đến một đại lượng vật lý quan trọng. Khi tìm hiểu áp suất là gì, bạn sẽ thấy khái niệm này giúp giải thích sự tác động của lực lên bề mặt và được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật, y tế lẫn sinh hoạt hằng ngày.

Áp suất là gì?

Áp suất là độ lớn của áp lực tác dụng lên một diện tích nhất định, trong đó áp lực là lực ép có phương vuông góc với bề mặt bị ép. Nói một cách dễ hiểu, khi một lực tác động vuông góc lên bề mặt và phân bố trên diện tích tiếp xúc thì sẽ sinh ra áp suất.

Trong thực tế, cùng một lực tác động nhưng nếu diện tích tiếp xúc nhỏ thì áp suất lớn, còn diện tích tiếp xúc lớn thì áp suất nhỏ. Đây là nguyên lý giải thích vì sao mũi dao sắc dễ cắt hơn, hay bánh xe bản rộng giúp xe di chuyển dễ dàng trên cát hoặc bùn lầy.

Các đơn vị tính áp suất là gì?

Áp suất được đo bằng nhiều đơn vị khác nhau, tùy theo khu vực và lĩnh vực sử dụng. Việc nắm rõ các đơn vị này giúp bạn đọc hiểu thông số kỹ thuật và áp dụng chính xác trong học tập cũng như công việc.

Đơn vị Pascal (Pa)

Pa là ký hiệu của Pascal, đơn vị đo áp suất thuộc hệ đo lường quốc tế SI, được đặt theo tên nhà khoa học Blaise Pascal. Đây là đơn vị đo áp suất được sử dụng phổ biến nhất hiện nay, đặc biệt tại các nước châu Á. Pa thường xuất hiện trong các lĩnh vực như xây dựng, sản xuất công nghiệp, hệ thống điện nước, máy nén khí, máy hút chân không và xử lý nước thải.

Đơn vị Kilopascal (kPa)

Kilopascal là đơn vị đo áp suất được quy đổi từ Pascal với công thức: 1 kPa = 1.000 Pa.

Do giá trị Pa trong thực tế thường khá nhỏ, nên kPa được dùng để giúp việc ghi chép và theo dõi số liệu thuận tiện hơn. kPa thường được hiển thị trên đồng hồ đo áp suất của các thiết bị như máy bơm, máy nén khí, hệ thống thủy lực và đo áp suất chất lỏng, chất khí.

Đơn vị Bar

Bar không thuộc hệ đo lường quốc tế nhưng lại rất phổ biến tại các nước châu Âu. Đơn vị này thường được sử dụng trong các hệ thống khí nén và chân không. 1 Bar = 100.000 Pa và có thể được chia nhỏ thành mbar hoặc mở rộng thành kbar tùy theo mục đích đo.

Đơn vị Megapascal (MPa)

MPa là đơn vị đo áp suất thuộc hệ SI, thường được dùng trong các ngành công nghiệp nặng. Đơn vị này xuất hiện phổ biến trong đồng hồ đo của máy nén khí công suất lớn, lò hơi, hệ thống thủy lực và các thiết bị chịu áp suất cao. 1 MPa = 1.000 kPa = 1.000.000 Pa.

Công thức tính áp suất

Công thức tính áp suất được xác định như sau: P = F / S

Trong đó:

• P là áp suất, đơn vị có thể là Pa, Bar, PSI hoặc mmHg.
• F là áp lực tác dụng lên bề mặt bị ép, đơn vị là Newton (N).
• S là diện tích bề mặt bị ép, đơn vị là m².

Một số quy đổi đơn vị đo áp suất thường gặp:

• 1 Pa = 1 N/m² ≈ 10⁻⁵ Bar
• 1 mmHg ≈ 133,322 N/m²
• 760 mmHg tương đương áp suất khí quyển tiêu chuẩn

Những cách giúp tăng và giảm áp suất

Những cách giúp tăng áp suất

Để làm tăng áp suất trong thực tế, có thể áp dụng một số cách sau:

• Tăng áp lực tác động lên bề mặt trong khi vẫn giữ nguyên diện tích tiếp xúc. Khi lực tăng mà diện tích không đổi, áp suất sẽ tăng tương ứng.
• Giữ nguyên áp lực nhưng giảm diện tích bề mặt bị ép. Đây là nguyên lý được áp dụng trong các dụng cụ như dao, kim tiêm hay đinh nhọn.
• Vừa tăng lực tác động theo phương vuông góc, vừa giảm diện tích tiếp xúc để tạo ra áp suất lớn nhất có thể.

Những cách giúp giảm áp suất

Ngược lại, để giảm áp suất, người ta thường áp dụng các phương pháp sau:

• Giảm lực tác động nhưng vẫn giữ nguyên diện tích bề mặt bị ép, từ đó làm giảm áp suất tác động lên bề mặt.
• Giữ nguyên lực tác động nhưng tăng diện tích tiếp xúc. Nguyên lý này được áp dụng trong thiết kế giày trượt tuyết, bánh xe bản rộng hoặc chân đế của các công trình xây dựng.
• Trong một số trường hợp, có thể đồng thời giảm lực tác động và tăng diện tích bề mặt để đạt hiệu quả giảm áp suất tối ưu.

Ý nghĩa của áp suất trong thực tiễn

Trong công nghiệp và kỹ thuật

Áp suất được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống máy nén khí, máy bơm rửa xe, dây chuyền sản xuất và thiết bị thủy lực. Nhờ áp suất, các máy móc có thể hoạt động ổn định, hiệu quả và chính xác.

Trong y tế và đời sống

Trong lĩnh vực y tế, áp suất được sử dụng trong máy đo huyết áp, máy thở, thiết bị hút dịch và nhiều thiết bị hỗ trợ điều trị khác. Trong đời sống, áp suất xuất hiện trong các bình gas, lốp xe và hệ thống cấp thoát nước.

Trong tự nhiên và sinh học

Áp suất đóng vai trò quan trọng trong sinh học, giúp rễ cây hút và vận chuyển nước từ đất lên thân và lá. Ngoài ra, áp suất còn được dùng để xác định tốc độ bay của máy bay và vận tốc dòng chảy của chất lỏng.

Kết luận

Qua những nội dung trên, có thể thấy áp suất là gì không chỉ là kiến thức vật lý cơ bản mà còn gắn liền chặt chẽ với nhiều lĩnh vực trong học tập, sản xuất và đời sống hàng ngày. Hiểu rõ áp suất sẽ giúp bạn tiếp cận kiến thức khoa học một cách logic và ứng dụng hiệu quả hơn trong thực tế.

Để học tập, nghiên cứu và làm việc với các kiến thức kỹ thuật một cách thuận lợi, bạn nên trang bị một chiếc laptop có hiệu năng ổn định. Hãy tham khảo các dòng laptop chính hãng tại FPT Shop để lựa chọn sản phẩm phù hợp, phục vụ tốt cho học tập và công việc lâu dài.

Xem thêm:

• Công thức tính áp suất là gì? Tổng hợp công thức, ý nghĩa và ứng dụng trong thực tế
• Đơn vị áp suất là gì? Tổng hợp các đơn vị đo áp suất thông dụng và ứng dụng thực tế