วัดความดันเทียบกับความดันบรรยากาศ
ความดันบรรยากาศและความดันมาตรวัดเป็นแนวคิดที่สำคัญสองประการในด้านความดันและอุณหพลศาสตร์ จำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ชัดเจนในแนวคิดเหล่านี้เพื่อที่จะเป็นเลิศในสาขาดังกล่าว บทความนี้จะกล่าวถึงความกดอากาศ ความกดอากาศ และความดันเกจ ความเหมือน คำจำกัดความ และความแตกต่างระหว่างความดันบรรยากาศและความดันเกจ
ความกดอากาศคืออะไร
ความเข้าใจในแนวคิดเรื่องความดันจำเป็นต้องเข้าใจความกดอากาศ ความดันถูกกำหนดให้เป็นแรงต่อหน่วยพื้นที่ที่ใช้ในทิศทางตั้งฉากกับวัตถุความดันของของไหลคงที่เท่ากับน้ำหนักของคอลัมน์ของไหลเหนือจุดที่วัดความดัน ดังนั้นความดันของของไหลคงที่ (ไม่ไหล) จึงขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของของไหล ความเร่งโน้มถ่วง ความดันบรรยากาศ และความสูงของของเหลวเหนือจุดที่วัดความดันเท่านั้น ความดันยังสามารถกำหนดเป็นแรงที่กระทำโดยการชนกันของอนุภาค ในแง่นี้ ความดันสามารถคำนวณได้โดยใช้ทฤษฎีจลนพลศาสตร์ของโมเลกุลของก๊าซและสมการของแก๊ส ความดันบรรยากาศถูกกำหนดให้เป็นแรงต่อหน่วยพื้นที่ที่กระทำต่อพื้นผิวโดยน้ำหนักของอากาศเหนือพื้นผิวนั้นในชั้นบรรยากาศของโลก เมื่อขึ้นไปบนที่สูง มวลอากาศที่อยู่เหนือจุดจะลดลง ซึ่งทำให้ความดันบรรยากาศลดลง ความดันบรรยากาศที่ระดับน้ำทะเลปานกลางถือเป็นความดันบรรยากาศมาตรฐาน ความดันมีหน่วยเป็น Pascal (หน่วย P) หน่วยนี้ยังเทียบเท่ากับนิวตันต่อตารางเมตรหน่วยที่ใช้กันอย่างแพร่หลายอื่น ๆ ได้แก่ Hgmm หรือ Hgcm ซึ่งหมายความว่ามวลที่เท่ากันของคอลัมน์ปรอทที่ความดันอากาศสามารถรองรับได้ ความกดอากาศที่ระดับน้ำทะเลปานกลางใช้ 101.325 kPa หรือบางครั้งเป็น 100 kPa
ความดันเกจคืออะไร
ความดันเกจคือความแตกต่างของความดันระหว่างความดันสัมบูรณ์กับความดันบรรยากาศ หรืออีกนัยหนึ่งคือ ความดันบรรยากาศรอบจุดที่วัดความดัน มีสองวิธีที่ใช้ในการวัดความดันเกจ หนึ่งคือการวัดความดันที่สัมพันธ์กับความดันแวดล้อม และอีกอันคือการวัดความดันที่สัมพันธ์กับความดันคงที่ มีอุปกรณ์สองเครื่องที่ออกแบบมาเพื่อวัดแรงดันเกจที่สร้างขึ้นจากสองวิธีนี้ เกจแบบมีรูระบายอากาศใช้ปลายเปิดสองด้านที่วางอยู่ในแรงดันที่แตกต่างกันสองแบบ เพื่อวัดความแตกต่างของแรงดัน เป็นที่ชัดเจนว่าเกจระบายอากาศที่วางอยู่ในที่โล่งจะให้ค่าศูนย์ตามความแตกต่างของแรงดัน เกจปิดผนึกใช้ปลายด้านหนึ่งเพื่อวัดแรงดันเทียบกับแรงดันที่กำหนดไว้ล่วงหน้าที่ปลายอีกด้านหนึ่งเกจปิดผนึกที่วางอยู่ในที่โล่งไม่จำเป็นต้องสร้างศูนย์ แต่จะสร้างศูนย์เมื่อความดันที่ปลายอีกด้านหนึ่งเท่ากับแรงดันที่สอบเทียบ
ความดันบรรยากาศและความดันเกจต่างกันอย่างไร
• ความกดอากาศคือความกดอากาศสัมบูรณ์
• ความดันเกจคือความดันที่สูงกว่าความดันบรรยากาศ ดังนั้นจึงเป็นความดันสัมพัทธ์
• ความกดอากาศที่ระดับน้ำทะเลปานกลางเป็นค่าคงที่