Il pressione assoluta è quello che si misura rispetto al vuoto assoluto, quindi è sempre una grandezza positiva. Questo ha senso, poiché nel vuoto non c'è materia che esercita forza e di conseguenza non c'è pressione..
D'altra parte, la pressione relativa viene sempre misurata rispetto ad un'altra presa a riferimento, la più usuale è quella esercitata dalla massa gassosa che circonda la Terra: la nostra atmosfera, poiché ad essa siamo sempre soggetti..
Per questo motivo la maggior parte degli strumenti utilizzati per misurare la pressione, denominati manometri, sono tarati in modo che lo zero corrisponda esattamente a detta pressione atmosferica.
La pressione atmosferica è definita come la forza per unità di area esercitata dall'atmosfera terrestre, utilizzando il pascal come unità di misura della pressione nel Sistema internazionale di misure SI, sia per la pressione atmosferica che per qualsiasi altra.
Quando si utilizzano strumenti come un manometro per pneumatici, ad esempio, ciò che stiamo effettivamente misurando è la differenza tra la pressione del pneumatico e quella esercitata dall'atmosfera. Esistono però anche strumenti per misurare la pressione assoluta, barometri.
Sia Pab pressione assoluta, PATM pressione atmosferica standard (a livello del mare) e Puomo (o in inglese Pcalibro) quello misurato dal manometro, il rapporto tra loro è:
Pab = PATM + Puomo
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Poiché i barometri sono gli strumenti che misurano la pressione assoluta, a volte viene chiamato pressione barometrica. È molto facile calcolarlo, anche se non si dispone di un barometro, poiché è sufficiente aggiungere alla pressione relativa il valore della pressione atmosferica standard.
Va chiarito che la pressione atmosferica varia a seconda del luogo sulla Terra in cui viene misurata, poiché dipende dall'altitudine, dalla temperatura e da altre condizioni climatiche. Il valore standard di PATM in pascal è 101325 Pa, essendo normale che varia tra 96000 e 105000 Pa circa.
Se un fluido ha una pressione relativa di 65000 Pa, diciamo, rispetto alla pressione atmosferica, significa che la sua pressione assoluta è, secondo l'equazione precedente:
Paddominali = 65000 + 101325 Pa = 166325 Pa.
La pressione atmosferica viene misurata con un barometro, dispositivo inventato nel 1643 dal fisico italiano e assistente di Galileo, detto Evangelista Torricelli (1608-1647)..
Nel suo famoso esperimento, Torricelli riempì di mercurio un tubo, lungo più di 762 mm e tenendone aperta un'estremità, lo rovesciò in un contenitore aperto, anch'esso pieno di mercurio..
Lo scienziato ha osservato che la colonna del liquido si alzava sempre fino a una certa altezza h, lasciando un vuoto nella parte superiore, fatta eccezione per la presenza di una piccola quantità di vapore di mercurio.
Detta altezza h è proporzionale alla pressione P alla base della colonna di liquido:
h = P / γHg
Dove γHg è il peso specifico del mercurio, definito come peso per unità di volume o anche come prodotto di densità e accelerazione di gravità g. La pressione atmosferica sarebbe la somma della tensione di vapore del mercurio nella parte superiore del tubo e della pressione P, tuttavia la prima è così piccola che in pratica P coincide con PATM.
Quindi:
h = PATM/ γHg → PATM = γHg x h
Torricelli ha osservato che l'altezza della colonna è rimasta a 760 mm, e sapendo che la densità del mercurio è di 13.600 kg / m3 e l'accelerazione di gravità è di 9,91 m / sDue, si ottiene che la pressione atmosferica è pari a:
PATM = γHg x h = 13600 x 9,8 x 0,760 Pa = 101293 Pa.
Altri valori per la pressione atmosferica in diverse unità sono 1,013 bar = 1013 millibar = 14,70 lb / pollici.Due (libbre per pollice quadrato o psi, unità di uso comune nei paesi di lingua inglese).
Esiste anche un'unità che prende il suo valore come riferimento, chiamata appunto atmosfera, in modo che 1 atmosfera (abbreviato ATM) è uguale a 101293 Pa.
La pressione atmosferica può essere espressa anche direttamente in mm Hg, unità oggi denominata torr, in onore di Evangelista Torricelli.
L'altezza della colonna di mercurio varia a seconda del luogo, quindi dà origine a diversi valori di PATM. Ad esempio, in alcune città dell'America Latina, situate a diverse altitudini sul livello del mare:
-Città del Messico: 585 mm
-Caracas: 674 mm
-Bogotà: 560 mm
-La Paz: 490 mm
- Gli esseri viventi sulla Terra sono adattati alla pressione atmosferica, che è una pressione assoluta causata dal peso dei gas che compongono l'atmosfera. Quindi, anche se non la percepiamo come una forza su di noi, questa pressione esiste ed è necessaria per mantenere la vita come la conosciamo..
- Il concetto di pressione assoluta viene utilizzato continuamente durante lo studio del clima e dell'atmosfera terrestre, nonché nella progettazione dei barometri..
- Un altro esempio dell'uso della pressione assoluta è nel determinare l'altezza del velivolo utilizzando l'altimetro. Poiché la pressione atmosferica varia con l'altezza, non è una buona idea farne un riferimento, quindi la pressione assoluta viene utilizzata per garantire la precisione nelle misurazioni, molto importante per la sicurezza del volo..
Un manometro è collegato a una camera, che dà una misura di 24 kPa, in un luogo in cui la pressione atmosferica è 92 kPa. Qual è la pressione assoluta della camera?
I dati nella dichiarazione hanno le pressioni in kPa o kilopascal. Il pascal è un'unità abbastanza piccola, quindi i prefissi kilo, mega e giga sono comuni. Un kPa equivale a 1000 Pa, ma poiché entrambi i dati sono nelle stesse unità, possono essere aggiunti senza problemi e alla fine fare una conversione in pascal se lo si desidera.
Usando l'equazione: Pab = PATM + Puomo e la sostituzione dei valori è:
Pab = 92 kPa + 24 kPa = 116 kPa = 116000 Pa
Per la maggior parte delle applicazioni quotidiane, come la misurazione della pressione dei pneumatici o della compressione del motore, il livello di riferimento della pressione 0 viene considerato come pressione atmosferica.
Quindi, quando un manometro per pneumatici legge 32 psi, è la pressione relativa. Qual è la pressione assoluta nel pneumatico in questo caso?
La pressione assoluta è la somma del valore mostrato dal manometro e della pressione atmosferica nel sito. Come affermato in precedenza, l'unità psi è comunemente utilizzata nei paesi di lingua inglese..
Prendendo il valore standard di 14,7 psi, la pressione assoluta del pneumatico è:
Paddominali = 32,0 psi + 14,7 psi = 46,7 psi 46,7 libbre / polliceDue
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