1. Khái niệm áp suất
-
Áp suất (p) là lực tác dụng vuông góc lên một đơn vị diện tích:
\[p = \frac{F}{A}\]
-
Đơn vị: Pascal (Pa), trong đó \(1 \, Pa = 1 \, N/m^2\)
-
Ngoài Pa, trong kỹ thuật còn hay dùng bar, atm, mmHg.
2. Áp suất khí quyển \(p_{atm}\)
-
Là áp suất do trọng lượng cột không khí từ mặt đất đến tầng khí quyển gây ra.
-
Ở mực nước biển:
\[p_{atm} \approx 101{,}325 \, Pa = 1 \, atm = 1.013 \, bar\]
-
Thực tế, giá trị này thay đổi theo độ cao, thời tiết.
3. Áp suất tuyệt đối \(p_{abs}\)
-
Được đo so với chân không tuyệt đối (0 Pa).
-
Công thức:
\[p_{abs} = p_{atm} + p_g\]
-
Luôn ≥ 0, không bao giờ âm.
-
Dùng trong các công thức nhiệt động, tính toán kỹ thuật
Ví dụ:
-
Lốp xe bơm 2 bar (gauge).
-
\(p_{abs} = 1 + 2 = 3 \, bar\)
4. Áp suất dư (Gauge pressure, \(p_g\))
-
Là áp suất đo được so với áp suất khí quyển.
-
Công thức:
\[p_g = p_{abs} - p_{atm}\]
-
Có thể âm khi áp suất trong hệ nhỏ hơn khí quyển (trường hợp hút chân không).
Ví dụ:
-
Đồng hồ chân không hiển thị -0.3 bar.
-
Nghĩa là áp suất tuyệt đối bên trong = 1− 0.3 = 0.7 bar
5. So sánh các loại áp suất
| Loại áp suất | Mốc so sánh | Giá trị nhỏ nhất | Có thể âm? | Ví dụ |
|---|---|---|---|---|
| Áp suất khí quyển \(p_{atm}\) | Chân không tuyệt đối | ≈ 0 (ngoài vũ trụ) | Không | 1 atm ở mực nước biển |
| Áp suất tuyệt đối \(p_{abs}\) | Chân không tuyệt đối | 0 Pa | Không | 3 bar trong lốp xe |
| Áp suất dư \(p_g\) | Áp suất khí quyển | -1 bar | Có | Đồng hồ chân không |
6. Kết luận
-
Cần phân biệt rõ 3 loại áp suất: khí quyển, tuyệt đối, dư.
-
Đồng hồ đo công nghiệp thường hiển thị áp suất dư.
-
Trong tính toán kỹ thuật phải dùng áp suất tuyệt đối.