ભૌતિકશાસ્ત્ર, દબાણ એકમોમાં દબાણ શું માપવામાં આવે છે

ટોચ પર માઉન્ટ થયેલ પિસ્ટન સાથે હવાથી ભરેલા, સીલબંધ સિલિન્ડરની કલ્પના કરો. જો તમે પિસ્ટનને દબાણ કરવાનું શરૂ કરો છો, તો પછી સિલિન્ડરમાં હવાનું પ્રમાણ ઓછું થવાનું શરૂ થશે, હવાના પરમાણુઓ એકબીજા સાથે અને પિસ્ટન સાથે વધુને વધુ સઘન રીતે અથડાશે, અને પિસ્ટન પર સંકુચિત હવાનું દબાણ વધશે.

જો પિસ્ટન હવે અચાનક છૂટી જાય, તો સંકુચિત હવા તેને ઝડપથી ઉપર તરફ ધકેલશે. આવું થશે કારણ કે સતત પિસ્ટન વિસ્તાર સાથે, સંકુચિત હવા બાજુથી પિસ્ટન પર કામ કરતું બળ વધશે. પિસ્ટનનો વિસ્તાર યથાવત રહે છે, પરંતુ ગેસના અણુઓનું બળ વધે છે અને તે મુજબ દબાણ વધે છે.

અથવા બીજું ઉદાહરણ. એક માણસ જમીન પર બંને પગ પર ઊભો છે. આ સ્થિતિમાં, વ્યક્તિ આરામદાયક છે, અગવડતા અનુભવતો નથી. પરંતુ જો તે વ્યક્તિ એક પગ પર ઊભા રહેવાનું નક્કી કરે તો શું? તે એક પગ ઘૂંટણ પર વાળશે અને હવે માત્ર એક પગથી જમીન પર આરામ કરશે. આ સ્થિતિમાં, વ્યક્તિ થોડી અગવડતા અનુભવશે, કારણ કે પગ પર દબાણ વધ્યું છે, અને લગભગ 2 વખત.શા માટે? કારણ કે જે વિસ્તારમાં ગુરુત્વાકર્ષણ બળ હવે વ્યક્તિને જમીન પર ધકેલે છે તે વિસ્તારમાં 2 ગણો ઘટાડો થયો છે. દબાણ શું છે અને રોજિંદા જીવનમાં તેને કેટલી સરળતાથી શોધી શકાય છે તેનું એક ઉદાહરણ અહીં છે.

શારીરિક દબાણ

ભૌતિકશાસ્ત્રની દ્રષ્ટિએ, દબાણ એ ભૌતિક જથ્થા છે જે આંકડાકીય રીતે આપેલ સપાટીના એકમ ક્ષેત્ર દીઠ સપાટી પર કાટખૂણે કામ કરતા બળની બરાબર છે. તેથી, સપાટી પરના ચોક્કસ બિંદુ પર દબાણ નક્કી કરવા માટે, સપાટી પર લાગુ બળના સામાન્ય ઘટકને નાના સપાટીના તત્વના ક્ષેત્ર દ્વારા વિભાજિત કરવામાં આવે છે જેના પર આ બળ કાર્ય કરે છે. અને સમગ્ર વિસ્તાર પર સરેરાશ દબાણ નક્કી કરવા માટે, સપાટી પર કાર્ય કરતા બળના સામાન્ય ઘટકને તે સપાટીના કુલ ક્ષેત્રફળ દ્વારા વિભાજિત કરવું આવશ્યક છે.

પાસ્કલ (પા)

દબાણ માપવામાં આવે છે NE માં પાસ્કલ્સમાં (પા). દબાણ માપનના આ એકમને ફ્રેન્ચ ગણિતશાસ્ત્રી, ભૌતિકશાસ્ત્રી અને લેખક બ્લેઈસ પાસ્કલના માનમાં નામ આપવામાં આવ્યું હતું, જે હાઇડ્રોસ્ટેટિક્સના મૂળભૂત કાયદાના લેખક - પાસ્કલનો કાયદો છે, જે જણાવે છે કે પ્રવાહી અથવા ગેસ પરના દબાણમાં કોઈપણ ફેરફાર વિના કોઈપણ બિંદુ સુધી પ્રસારિત થાય છે. દિશાઓ વૈજ્ઞાનિકના મૃત્યુના ત્રણ સદીઓ પછી, એકમો પરના હુકમનામું અનુસાર, પ્રથમ વખત, દબાણનું એકમ "પાસ્કલ" ફ્રાન્સમાં 1961 માં પરિભ્રમણમાં મૂકવામાં આવ્યું હતું.

એક પાસ્કલ એક ચોરસ મીટરની સપાટી પર એકસરખી રીતે વિતરિત અને કાટખૂણે નિર્દેશિત એક ન્યૂટનના બળને કારણે થતા દબાણની બરાબર છે.

પાસ્કલ્સ માત્ર યાંત્રિક દબાણ (મિકેનિકલ સ્ટ્રેસ) જ નહીં, પણ સ્થિતિસ્થાપકતાના મોડ્યુલસ, યંગ્સ મોડ્યુલસ, બલ્ક મોડ્યુલસ, યીલ્ડ પોઈન્ટ, પ્રમાણસર મર્યાદા, તાણ શક્તિ, શીયર પ્રતિકાર, ધ્વનિ દબાણ અને ઓસ્મોટિક દબાણને પણ માપે છે. પરંપરાગત રીતે, પાસ્કલ્સ પ્રતિરોધક સામગ્રીમાં સામગ્રીની સૌથી મહત્વપૂર્ણ યાંત્રિક લાક્ષણિકતાઓ વ્યક્ત કરે છે.

ટેકનિકલ વાતાવરણ (એટ), ભૌતિક (એટીએમ), કિલોગ્રામ બળ પ્રતિ ચોરસ સેન્ટીમીટર (kgf/cm2)

પાસ્કલ ઉપરાંત, અન્ય (સિસ્ટમની બહાર) એકમો દબાણ માપવા માટે વપરાય છે. આ એકમોમાંથી એક છે «વાતાવરણ» (c). એક વાતાવરણમાં દબાણ વિશ્વ મહાસાગરના સ્તરે પૃથ્વીની સપાટી પરના વાતાવરણીય દબાણ જેટલું લગભગ છે. આજે "વાતાવરણ" ને તકનીકી વાતાવરણ (c) તરીકે સમજવામાં આવે છે.

ટેકનિકલ વાતાવરણ (એટ) એ એક ચોરસ સેન્ટીમીટરના વિસ્તાર પર સમાનરૂપે વિતરિત કરાયેલા બળ પ્રતિ કિલોગ્રામ (kgf) દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ દબાણ છે. એક કિલોગ્રામ બળ, બદલામાં, 9.80665 m/s2 સમાન ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગકની સ્થિતિમાં એક કિલોગ્રામના સમૂહ સાથે શરીર પર કાર્ય કરતા ગુરુત્વાકર્ષણ બળ જેટલું છે. આમ, એક કિલોગ્રામ બળ 9.80665 ન્યૂટન બરાબર છે, અને 1 વાતાવરણ બરાબર 98066.5 Pa બરાબર છે. 1 પર = 98066.5 પા.

વાતાવરણમાં, ઉદાહરણ તરીકે, કારના ટાયરમાં દબાણ માપવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, પેસેન્જર બસ GAZ-2217 ના ટાયરમાં ભલામણ કરેલ દબાણ 3 વાતાવરણ છે.

"ભૌતિક વાતાવરણ" (એટીએમ) પણ છે, જેને તેના પાયા પર 760 મીમી ઊંચા પારાના સ્તંભના દબાણ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, જ્યારે પારાની ઘનતા 13,595.04 કિગ્રા / એમ3 છે, 0 ° સે તાપમાને અને શરતો હેઠળ ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રવેગક, 9.80665 m/s2 બરાબર.તેથી તે તારણ આપે છે કે 1 atm = 1.033233 at = 101 325 Pa.

કિલોગ્રામ-બળ પ્રતિ ચોરસ સેન્ટીમીટર (kgf/cm2) માટે, દબાણનું આ બિન-વ્યવસ્થિત એકમ સામાન્ય વાતાવરણીય દબાણ સાથે સારી ચોકસાઈ સાથે સમકક્ષ છે, જે કેટલીકવાર વિવિધ અસરોનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે અનુકૂળ હોય છે.

બાર (બાર), બેરિયમ

સિસ્ટમ યુનિટની બહાર «બાર» લગભગ એક વાતાવરણની બરાબર છે, પરંતુ તે વધુ ચોક્કસ છે - બરાબર 100,000 Pa. SGS સિસ્ટમમાં, 1 બાર 1,000,000 ડાયન્સ/cm2 બરાબર છે. અગાઉ, "બાર" નામ એકમ દ્વારા વહન કરવામાં આવતું હતું જેને હવે "બેરિયમ" કહેવામાં આવે છે અને તે 0.1 Pa ની બરાબર હતું અથવા CGS સિસ્ટમમાં 1 બેરિયમ = 1 dyn/cm2 હતું. "બાર", "બેરિયમ" અને "બેરોમીટર" શબ્દો "વજન" માટેના સમાન ગ્રીક શબ્દ પરથી આવ્યા છે.

ઘણીવાર એકમ એમબાર (મિલિબાર), 0.001 બારની બરાબર, હવામાનશાસ્ત્રમાં વાતાવરણીય દબાણને માપવા માટે વપરાય છે. અને ગ્રહો પર દબાણ માપવા માટે જ્યાં વાતાવરણ ખૂબ જ પાતળું છે — μbar (માઈક્રોબાર), 0.000001 બાર જેટલું. તકનીકી મેનોમીટર્સ પર, સ્કેલ મોટેભાગે બારમાં સ્નાતક થાય છે.

મિલીમીટર ઓફ પારો (mmHg), પાણીનું મિલીમીટર (mmHg)

પારાના એકમનું બિન-મિલિમીટર 101325/760 = 133.3223684 Pa બરાબર છે. તે "mm Hg" તરીકે સૂચવવામાં આવે છે, પરંતુ કેટલીકવાર તે "ટોર" તરીકે સૂચવવામાં આવે છે - ઇટાલિયન ભૌતિકશાસ્ત્રી, ગેલિલિયોના વિદ્યાર્થી, વાતાવરણીય દબાણની વિભાવનાના લેખક ઇવેન્જેલિસ્ટા ટોરિસેલીના માનમાં.

એકમ બેરોમીટર વડે વાતાવરણીય દબાણને માપવાની અનુકૂળ રીતના જોડાણમાં બનાવવામાં આવ્યું હતું, જેમાં પારો સ્તંભ વાતાવરણીય દબાણના પ્રભાવ હેઠળ સંતુલનમાં હોય છે. બુધ લગભગ 13,600 kg/m3 ની ઊંચી ઘનતા ધરાવે છે અને ઓરડાના તાપમાને નીચા સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ ધરાવે છે, તેથી જ બેરોમીટર માટે પારાને એકસાથે પસંદ કરવામાં આવ્યો હતો.

દરિયાની સપાટી પર, વાતાવરણીય દબાણ આશરે 760 mm Hg છે, અને તે આ મૂલ્ય છે જેને હવે સામાન્ય વાતાવરણીય દબાણ ગણવામાં આવે છે, જે 101325 Pa અથવા એક ભૌતિક વાતાવરણ, 1 atm છે. એટલે કે, 1 મિલીમીટર પારો 101325/760 પાસ્કલ બરાબર છે.

પારાના મિલીમીટરમાં, દવા, હવામાનશાસ્ત્ર અને ઉડ્ડયન નેવિગેશનમાં દબાણ માપવામાં આવે છે. દવામાં, વેક્યૂમ ટેક્નોલોજીમાં બ્લડ પ્રેશર mm Hg માં માપવામાં આવે છે દબાણ માપવાના સાધનો બારની સાથે એમએમએચજીમાં સ્નાતક થયા છે. કેટલીકવાર તેઓ માત્ર 25 માઇક્રોન પણ લખે છે, જેનો અર્થ થાય છે જ્યારે ખાલી કરાવવાની વાત આવે ત્યારે પારાના સ્તંભ માઇક્રોન, અને દબાણ માપન વેક્યુમ ગેજ દ્વારા કરવામાં આવે છે.

કેટલાક કિસ્સાઓમાં મિલીમીટર પાણીનો ઉપયોગ થાય છે અને પછી 13.59 mm વોટર કોલમ = 1 mm Hg. કેટલીકવાર તે વધુ અનુકૂળ અને અનુકૂળ હોય છે. પાણીના સ્તંભનું મિલિમીટર, પારાના સ્તંભના મિલિમીટરની જેમ, સિસ્ટમની બહારનું એકમ છે જે પાણીના સ્તંભના 1 મિમીના હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણની બરાબર છે જે આ સ્તંભ 4 ના પાણીના સ્તંભના તાપમાને સપાટ આધાર પર લાગુ કરે છે. °C