Công thức tính áp suất

Áp suất đươc tính theo công thức: p = F / S. Trong đó F là áp lực (N), S là diện tích bị ép (m²) và p là áp suất (N/m²)

Công cụ chuyển đổi áp suất trực tuyến

Áp suất là gì?

Áp suất (có kí hiệu là p) là một đại lượng vật lý, biểu thị lực tác động trên một đơn vị diện tích theo phương vuông góc. Trong hệ SI, đơn vị của áp suất là Pascal (Pa), tương đương 1 Newton trên mét vuông (N/m²), được đặt theo tên nhà khoa học Blaise Pascal. Thông thường, áp suất được đo theo đơn vị lớn hơn, với 1 kPa = 1000 Pa.

Công thức tính áp suất

p = F / S

Với:

F: Áp lực (N)
S: Diện tích bị ép (m²)
p: Áp suất (N/m²)

- Chú ý: Kí hiệu của áp suất là chữ cái p viết thường và 1 Pa sẽ tương đương với 1 N/m².

Đặc điểm của áp suất

Hướng tác dụng cố định: Áp suất luôn tác động vuông góc với bề mặt chịu lực.
Đơn vị đo đa dạng: Áp suất được đo bằng Pascal (Pa), N/m², atm, mmHg và nhiều đơn vị khác.
Phụ thuộc vào yếu tố bên ngoài: Giá trị áp suất thay đổi theo lực tác động và diện tích tiếp xúc.

Vai trò và ứng dụng của áp suất trong công nghiệp

Áp suất có vai trò quan trọng trong công nghiệp và đời sống. Trong sản xuất, việc đo áp suất giúp kiểm soát thiết bị cơ điện, đảm bảo an toàn và hiệu suất. Các ngành chế biến thực phẩm, lọc hóa dầu, khí nén đều cần thiết bị đo áp suất để giám sát và điều chỉnh hoạt động.

Ba loại thiết bị đo áp suất phổ biến gồm:

Đồng hồ đo áp suất: Hiển thị trực tiếp giá trị áp suất tại điểm đo.
Cảm biến áp suất điện: Chuyển đổi áp suất thành tín hiệu điện.
Cảm biến áp suất điện tử: Hiển thị số và truyền tín hiệu đến bộ điều khiển.

Áp lực là gì?

Áp lực (ký hiệu: F) là một lực tác động vuông góc lên một bề mặt. Nó có phương thẳng đứng và hướng vào bề mặt chịu lực. Về bản chất, áp lực là một đại lượng vector nhưng vì đã biết rõ phương và chiều, nên khi nhắc đến áp lực người ta thường chỉ quan tâm đến độ lớn của nó.

Đơn vị đo lường áp lực là N (Newton).

Công thức tính áp lực

F = p x S

Trong đó:

F: Áp lực (N - Newton)

p: Áp suất (Pa - Pascal)

S: Diện tích bề mặt chịu lực (m²)

Ví dụ:
Giả sử một vật có áp suất tác dụng là 5000 Pa trên một diện tích 2 m², thì lực tác dụng sẽ là:

F = 5000 × 2 = 10000N

Đặc điểm của áp lực là gì?

Hướng tác dụng cố định: Tương tự áp lực, áp suất luôn tác động vuông góc lên bề mặt chịu lực.
Đơn vị đo lường cụ thể: Áp suất được đo bằng các đơn vị như Pascal (Pa), N/m², atm, mmHg…
Biến thiên theo điều kiện: Giá trị áp suất thay đổi tùy vào lực tác động và diện tích tiếp xúc.

Vai trò và ứng dụng của áp lực trong đời sống

Áp suất là một đơn vị tính đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực. Nó giúp hỗ trợ kỹ thuật trong máy ép thủy lực, phanh thủy lực, và y học như tiêm tĩnh mạch, chụp X-quang.

Trong công nghiệp, áp suất cần thiết cho nén khí, sửa chữa xe, chế biến thực phẩm. Sinh học cũng ứng dụng áp suất để rễ cây hút nước. Ngoài ra, nó còn hỗ trợ đo tốc độ bay, dòng chảy trong nghiên cứu khoa học.

Có bao nhiêu đơn vị đo lường áp suất?

Pascal (Pa)

Pascal (Pa) là đơn vị đo áp suất phổ biến, đặc biệt tại châu Á, và thuộc hệ đo lường quốc tế (SI). Được đặt theo tên nhà khoa học Blaise Pascal, đơn vị này thường xuất hiện trong công nghiệp, xây dựng và các hệ thống như xử lý nước, máy nén khí, lò hơi.

Kilopascal (KPa)

Kilopascal (KPa) là bội số của Pascal, giúp đơn giản hóa việc ghi chép khi làm việc với áp suất lớn. Đơn vị này thường gặp trên thiết bị đo áp suất trong các hệ thống khí nén, máy bơm và máy hút chân không.

Công thức quy đổi: 1 KPa = 1.000 Pa

Bar

Bar không thuộc hệ đo lường quốc tế nhưng rất thông dụng tại Đức, Pháp, Anh. Đơn vị này thường được dùng trong ngành khí nén, chân không. Các biến thể của Bar gồm mbar (milibar) và Kbar (kilobar).

Công thức quy đổi: 1 Bar = 100.000 Pa

Megapascal (MPa)

Megapascal (MPa) được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống công nghiệp có áp suất cao như thủy lực, máy nén khí, lò hơi.

Công thức quy đổi: 1 MPa = 1.000 KPa = 1.000.000 Pa.

Sự khác nhau giữa đơn vị đo áp lực và áp suất

Áp lực và áp suất là hai đơn vị đo có mối quan hệ chặt chẽ nhưng là hai khái niệm khác biệt nhau. Áp lực phản ánh tổng lực tác động lên một bề mặt, trong khi áp suất đo lường mức độ phân bố của lực đó trên mỗi đơn vị diện tích.

Đặc điểm	Áp lực (FA)	Áp suất (p)
Định nghĩa	Lực tác động trực tiếp lên một bề mặt	Lượng áp lực phân bố trên một đơn vị diện tích
Công thức	Fa = F / S	p = F / S
Đơn vị đo	Newton (N)	Pascal (Pa), N/m², atm, mmHg
Bản chất	Đại lượng có hướng	Đại lượng không có hướng
Tính chất	Có cả phương, chiều và độ lớn	Chỉ có độ lớn, không có hướng
Cách đo	Dùng lực kế	Dùng các thiết bị đo áp suất như áp kế, đồng hồ đo áp suất
Ví dụ	Lực nén của bàn tay lên mặt bàn	Áp suất không khí tác động lên bề mặt nước
Vai trò	Ứng dụng trong cơ khí, xây dựng	Quan trọng trong khí tượng, y học, kỹ thuật

Hướng dẫn cách tăng hoặc giảm áp suất đơn giản nhất

Cách để tăng áp suất

Tăng lực tác động nhưng giữ nguyên diện tích tiếp xúc, giúp áp lực tập trung hơn.
Giảm diện tích bề mặt bị tác động trong khi giữ nguyên lực, tạo ra áp suất cao hơn.
Tăng diện tích tiếp xúc nhưng giữ nguyên áp lực, tuy ít phổ biến nhưng vẫn có thể áp dụng trong một số trường hợp đặc biệt.

Cách để giảm áp suất

Giảm lực tác động trong khi diện tích tiếp xúc vẫn không thay đổi.
Giảm cả lực tác động và diện tích bề mặt, giúp giảm áp suất một cách toàn diện.
Tăng diện tích tiếp xúc nhưng giữ nguyên áp lực, phân tán áp lực để giảm mức độ áp suất lên một điểm cụ thể.

Bảng quy đổi nhanh các đơn vị đo trong áp suất và áp lực

Dưới đây là bảng quy đổi nhanh các đơn vị giúp bạn dễ dàng so sánh thông số giữa các thiết bị hoặc trong các ứng dụng có liên quan đến đơn vị đo áp suất và áp lực.

Đơn vị	Pascal (Pa)	Bar	Atm kỹ thuật (at)	Atm tiêu chuẩn (atm)	Torr (mmHg)	Pound trên inch vuông (psi)
1 Pa	1	10⁻⁵	1,0197 × 10⁻⁵	9,8692 × 10⁻⁶	7,5006 × 10⁻³	1,4504 × 10⁻⁴
1 Bar	100	1	10,197	0,98692	750,06	14,504
1 at	98.066,5	0,980665	1	0,96784	735,56	14,223
1 atm	101.325	101,325	10,332	1	760	14,696
1 Torr (mmHg)	133,322	1,33322×10⁻³	1,3595 × 10⁻³	1,3158 × 10⁻³	1	0,019337
1 psi	6.894,76	6,8948×10⁻²	70,307 × 10⁻³	68,046 × 10⁻³	51,715	1

Ví dụ: 1 Pa = 1 N/m2 = 10−5 bar = 10,197×10−6 at = 9,8692×10−6 atm

Bài tập vận dụng liên quan đến áp lực và áp suất

Bài tập 1: Một người đi xe đạp có trọng lượng 60kg tác dụng lên mặt đường một áp suất 150N/m². Diện tích tiếp xúc của mỗi bánh xe với mặt đường là bao nhiêu?

Giải:

Gọi diện tích tiếp xúc của mỗi bánh xe với mặt đường là SSS (m²).

Theo công thức tính áp suất:

p = F/ S => 150= 600 / 2S

Đáp án: 2m².

=> Tính S = 600 / (150 × 2).

Bài tập 2: Một chiếc tàu ngầm có diện tích mặt phẳng đáy là 200m². Khi lặn xuống độ sâu 100m, áp suất tác dụng lên vỏ tàu là bao nhiêu? Biết trọng lượng riêng của nước biển là 10000N/m³.

Giải:

Áp suất nước ở độ sâu hhh được tính theo công thức:

p = d × h

Đáp án: 1000000Pa.

=> Tính p = 10000 × 100.

Bài tập 3: Một bình trụ có diện tích đáy là 30cm². Người ta đổ nước vào bình đến độ cao 40cm. Áp suất do nước tác dụng lên đáy bình là bao nhiêu?

Giải:

Áp suất nước ở độ cao hhh được tính theo công thức:

p = d × h

Đáp án: 4000Pa.

=> Tính p= 10000 × 0,4.

Bài tập 4: Một khối gỗ hình lập phương có cạnh dài 5cm được đặt trong nước. Trọng lượng riêng của gỗ là 8000N/m³. Áp lực do khối gỗ tác dụng lên mặt đáy của bình là bao nhiêu?

Giải:

Trọng lượng của khối gỗ:

P = D × V = 8000 × 0,05^3 = 10N

Áp lực do khối gỗ tác dụng lên mặt đáy của bình:

p = P / S = P / S = 10 / (0,05^2)

Đáp án: 40000N/m².

Kết luận

Hy vọng với bài viết này DBK Việt Nam đã giúp bạn hiểu rõ hơn về áp suất, áp lực cũng như cách quy đổi và ứng dụng trong thực tế. Việc nắm vững các khái niệm này không chỉ giúp bạn giải quyết bài toán nhanh chóng mà còn áp dụng vào nhiều lĩnh vực như kỹ thuật, xây dựng hay đời sống hàng ngày!

Ngày tạo: 2025-03-07 11:37:51 | Người tạo: Phát Review