압력
1.압력의 단위
1기압(atm) |
101325파스칼(Pa) |
1013.25헥토파스칼(hPa) |
101.325킬로파스칼(kPa) |
0.101325메가파스칼(MPa) |
1013250dyne/cm² |
1013.25밀리바(mb) |
1.01325바(bar) |
1.033227kgf/cm² |
14.696프사이(psi) |
760mmHg |
29.92126inchHg |
10332.2676mmH₂O |
406.782188inchH₂O |
2.압력이란?
압력 pressure
두 물체의 접촉면 또는 물체내에서 서로 미는 힘. 이 힘이 면에 수직이 아닐 때는 그것을 면에 수직인 성분과 평행인 성분으로 나누어 수직성분이 서로 미는 힘일 때 이를 압력이라 한다(서로 당길 때는 장력).
압력은 넓이를 가진 면에 고루 작용하는 것이므로 전체 힘의 크기(전압력이라 한다)가 같더라도 그것을 받는 면적의 크고 작음에 따라 면의 각 점이 느끼는 압력의 세기는 다르다.
따라서 크기가 인 힘이 면적
에 일정하게 미치고 있을 때 그 압력의 세기는
로 정의한다.
물체를 책상 위에 올려놓은 경우 일반적으로 압력의 세기는 위치에 따라서 다르므로 각 점마다 그 점을 포함하는 미소면적 를 생각하고, 거기에 작용하는 힘의 크기를
라 하면
로 그 점의 압력의 세기가 정해진다.
압력의 세기를 가리켜 압력이라 말하기도 한다.
앞의 정의와 같이 압력의 세기는 (힘)÷(면적)의 단위로 표시된다.
국제단위계에서는 1㎡에 1N의 힘이 일정하게 미칠 때의 압력의 세기가 단위이다.
이것을 파스칼이라 부르며 Pa라고 표기한다.
그런데 관습상 바(bar : 1bar=10Pa) · 밀리바(mb ; 1mb=10
Pa) · 기압(atm ; 1atm=101,325Pa)도 국제단위계 외의 단위 중 압력단위로 사용되고 있다.
진공을 다루는 분야에서는 진공의 발견자 토리첼리의 이름을 따서 붙인 토르(torr ; 1torr= 133.3Pa)라는 단위가 사용되고 있다.
그리고 압력을 측정할 때 진공을 기준으로 하여 나타낸 압력을 절대압력, 절대압력과 대기압의 차를 게이지압력이라 부르기도 한다.
물체내 한 점에서의 압력의 세기는 생각하는 면의 방향에 따라 일반적으로 달라지며 유체에서는 방향에 무관하며 유체내의 위치만으로 정해진다.
이것은 상하에서 밀리면 좌우로 퍼지려고 해서 좌우로 서로 밀게 되는 유체의 성질 때문이다.
이 사실에서 알 수 있듯이 중력의 작용하에 놓인 유체의 압력은 위로부터의 무게가 더해지기 때문에 연직하방(鉛直下方)으로 갈수록 커지며, 밀도 가 일정하다고 간주할 수 있는 범위내라면 높이의 차
에 의한 압력차는 중력가속도
를 써서
로 표시된다.
물속의 물체가 주위의 물에서 받는 압력의 세기는 깊이에 따라서 차이가 나기 때문에 그 합력(合力)이 부력으로 느껴진다.
일정하게 정지한 물체의 열적 성질을 생각하는 열역학에서는 압력은 물체의 상태를 지정하는 상태량의 하나로서 온도나 부피와 함께 중요한 물리량이다.
그리고 고압조건의 물성을 연구하기 위해 10~1,000Kbar라는 초고압을 얻는 방법도 여러 가지 고안되었다.
물 속의 물체의 표면은 물로부터 그 표면에 수직인 방향으로 힘을 받는다. 우리의 몸의 표면은 대기로부터 그 표면에 수직 방향의 힘을 받고 있다. 이들 힘의 단위면적당의 크기를 압력이라 하며, 각각을 수압, 대기압(기압) 이라 한다. 일반적으로 물체의 표면 또는 물체의 내부의 임의의 면이 서로 이웃한 부분에서 받는 힘 가운데 그 면에 수직인 단위면적당의 힘을 압력이라 한다. 특히 정지유체는 변형에 대한 저항이 없다는 데서 어떤 면에 정지유체가 미치는 힘은 그 면에 항상 수직이다. 압력을 나타낼 때 쓰는 단위는 SI 단위계에서는 파스칼(Pa)이다. 또 대기압의 경우에는 밀리바르. |
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