1 атмосфера равна многим паскалям: точное значение

Атмосферное давление - один из важнейших параметров окружающей среды. Оно оказывает существенное влияние на многие природные и технические процессы. Но что такое 1 атмосфера в современных единицах измерения давления?

История единицы "атмосфера"

Термин "атмосфера" произошел от греческих слов, означающих "пар" и "сфера". Изначально этим словом называли газовую оболочку вокруг Земли. Позже стали использовать для обозначения единицы давления, равной давлению воздуха на поверхности нашей планеты.

Существуют два основных вида атмосферы как единицы измерения:

• Физическая атмосфера - давление столба ртути высотой 760 мм при 0°C.
• Техническая атмосфера - давление силы 1 кгс, распределенное на 1 см2.

Ранее широко использовали понятия "избыточное давление в атмосферах" и "разреженное (вакуум) в атмосферах". Например:

• Избыточное давление = Абсолютное давление - Атмосферное давление
• Разрежение = Атмосферное давление - Абсолютное давление

Однако со временем от использования единицы "атмосфера" стали отказываться в пользу современных систем измерения. В настоящее время

атмосфера отнесена Международной организацией законодательной метрологии (МОЗМ) к единицам, которые должны быть изъяты из обращения.

В России разрешено применение только технической атмосферы без ограничения срока.

Современные единицы давления

В Международной системе единиц (СИ) основной является паскаль (Па). Определяется как давление в 1 Н на площадь 1 м2. Используются также кратные единицы: кПа, МПа.

На практике часто применяют бар - давление в 100 кПа или 105 Па. Это примерно равно:

• 1,02 кгс/см2
• 0,98 физических атмосфер
• 1,01 технических атмосфер

Другие распространенные единицы давления

Помимо паскалей и баров, в технической литературе можно встретить такие единицы как:

• мм ртутного столба (мм. рт. ст.)
• мм водяного столба (мм вод. ст.)
• кгс/см2

Между ними существуют следующие соотношения:

1 атмосфера равна другим единицам давления

Теперь давайте разберемся, как конвертировать атмосферы в современные единицы с максимальной точностью.

1. 1 атмосфера равна 101 325 Па
2. 1 атмосфера равна 0,98692 МПа
3. 1 атмосфера равна 1,0332 кг на см2

Округляя значения, получаем приближенные соотношения:

• 1 атмосфера равна 0,1 МПа
• 1 атмосфера равна 1 бар

Анализ погрешностей перевода

Точность перевода атмосфер в другие единицы зависит от допустимой погрешности вычислений. Чем выше требования к точности, тем ближе значения к приведенным в таблице.

Если допустимая погрешность 0,5%, то 1 атмосфера равна 0,98 барам.

При снижении требований к точности используют более простые соотношения между единицами давления, например 1 атмосфера равна 1 бару или 0,1 МПа.

Применение на практике

Правильный перевод атмосфер в современные единицы необходим при расчетах давления в гидравлических системах, газопроводах, резервуарах высокого давления и другом промышленном оборудовании.

Расчет давления в трубопроводах

Рассмотрим конкретный пример. Необходимо определить максимально допустимое давление в трубопроводе диаметром 250 мм с толщиной стенки 12 мм. Материал труб - сталь 09Г2С. Предел прочности данной стали составляет 500 МПа или 5000 кгс на см2.

1. Переводим предел прочности стали в атмосферы:
   5000 кгс/см2 = 5000 x 0,981 = 4900 атм
2. Рассчитываем допускаемое напряжение с учетом коэффициента запаса прочности:
   4900 атм / 2,5 = 1960 атм
3. Вычисляем давление по формуле Ламе:
   P = 1960 атм x (250 - 2 x 12) / (250 + 12) = 1820 атм
4. Переводим результат в МПа:
   1820 атм x 0,1 МПа/атм = 182 МПа

Итого, максимально допустимое давление в данном трубопроводе составляет 182 МПа.

Выбор контрольно-измерительных приборов

Для контроля давления в системах часто используют различные датчики и манометры. Правильный выбор диапазона измерений таких устройств - важная задача.

В нашем случае, учитывая полученное максимальное давление в 182 МПа, выберем:

• манометр с верхним пределом 200 МПа;
• датчик давления с диапазоном 0-250 МПа.

Это позволит с запасом контролировать параметры системы, не выходя за границы шкалы приборов.

Оформление технической документации

При составлении технической документации на оборудование, работающее под давлением, очень важно правильно записывать единицы измерения.

Например, в паспорте к сосуду высокого давления должны быть указаны:

• Рабочее давление в МПа или кгс/см2
• Пробное давление при испытаниях в МПа или кгс/см2
• Максимально допустимое давление в МПа или кгс/см2

Недопустимо указывать давление в устаревших единицах типа:

• атмосферы;
• мм или м водяного/ртутного столба.

Автоматизация расчетов давления

Для упрощения переводов между различными единицами давления можно воспользоваться специальными онлайн-калькуляторами или создать собственные таблицы в Excel.

Например, формула для перевода атмосфер в МПа в Excel:

• =А1*0,101325

Где А1 - ячейка со значением давления в атмосферах. Такие формулы позволяют быстро пересчитывать параметры системы.