Давление
Давление - физическая величина, характеризующая интенсивность нормальных (перпендикулярных к поверхности) сил, с которыми одно тело действует на поверхность другого (например, фундамент здания на грунт, жидкость на стенки сосуда, газ в цилиндре двигателя на поршень и т. п.). Если силы распределены вдоль поверхности равномерно, то Д. р на любую часть поверхности равно р = f/s, где S - площадь этой части, F - сумма приложенных перпендикулярно к ней сил. При неравномерном распределении сил это равенство определяет среднее Д. на данную площадку, а в пределе, при стремлении величины S к нулю, - Д. в данной точке. В случае равномерного распределения сил Д. во всех точках поверхности одинаково, а в случае неравномерного - изменяется от точки к точке.
Для непрерывной среды аналогично вводится понятие Д. в каждой точке среды, играющее важную роль в механике жидкостей и газов. Д. в любой точке покоящейся жидкости по всем направлениям одинаково; это справедливо и для движущейся жидкости или газа, если их можно считать идеальными (лишёнными трения). В вязкой жидкости под Д. в данной точке понимают среднее значение Д. по трём взаимно перпендикулярным направлениям.
Д. играет важную роль в физических, химических, механических, биологических и др. явлениях.
С. М. Тарг.
Д. в газовой среде связано с передачей импульса при столкновениях находящихся в тепловом движении молекул газа друг с другом или с поверхностью граничащих с газом тел. Д. в газах (его можно назвать тепловым) пропорционально температуре (кинетической энергии частиц, см. Газы). В отличие от газов, где средние расстояния между хаотически движущимися частицами много больше самих частиц, в конденсированных средах (жидкостях и твёрдых телах) расстояния между атомами сравнимы с их размерами и определяются равновесием межатомных (межмолекулярных) сил отталкивания и притяжения. При сближении атомов силы отталкивания возрастают и обусловливают т. н. холодное Д. В конденсированных средах Д. имеет также и «тепловую» составляющую, связанную с тепловыми колебаниями атомов (ядер). При фиксированном или уменьшающемся объёме конденсированной среды «тепловое» Д. увеличивается с ростом температуры. При температурах Давление 104 К и выше заметный вклад в «тепловое» Д. вносит тепловое возбуждение электронов.
Физическая природа Д. волн (звуковых, ударных, электромагнитных) рассмотрена отдельно - в ст. Давление звука, Ударная волна, Давление света.
Таблица перевода единиц давления
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| | н/м2 | бар | кгс/см2 | атм | мм pт. cт. | мм вод. cт. |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 1 н/м2 ( | 1 | 10-5 | 1,01972․10-5 | 0,98692․10-5 | 750,06․10-5 | 0,101972 |
| Паскаль) | | | | | | |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 1 бар = | 105 | 1 | 1,01972 | 0,98692 | 750,06 | 1,0197 2․104 |
| 106 | | | | | | |
| дин/см2 | | | | | | |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 1 кгс/см2 | 0,980665․105 | 0,980665 | 1 | 0,96784 | 735,56 | 104 |
| = 1 ат | | | | | | |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 1 атм | 1,01325․105 | 1,01325 | 1,0332 | 1 | 760 | 1,0332․104 |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 1 мм pт. | 133,322 | 1,33322․10-3 | 1,35951․10-3 | 1.31579․10-3 | 1 | 13,5951 |
| cт. (тор) | | | | | | |
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 1 мм | 9,80665 | 9,80665․10-5 | 10-4 | 9,67841․10-5 | 7,3556․10-4 | 1 |
| вод. ст. | | | | | | |
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Измеряют Д. Манометрами, Барометрами, Вакуумметрами, а также различными Давления датчиками.
Единицы Д. имеют размерность силы, деленной на площадь; в Международной системе единиц (См. Международная система единиц) единица Д. - н/м, в МКГСС системе единиц (См. МКГСС система единиц) - кгс/см2. Существуют внесистемные единицы Д.: атмосфера физическая (атм), атмосфера техническая (am), Бар, а также мм вод. ст. и мм рт. ст. (тор), с помощью которых измеряемое Д. сравнивают с давлением столба жидкости (воды, ртути); см. табл.
В США и Великобритании Д. выражают в lbf/in2 (фунт-сила на квадратный дюйм), в pdl/ft2 (паундаль на квадратный фут), в inH2O (дюймах вод. ст.), в ft H2O (футах вод. ст.), в in Hg (дюймах рт. ст.) и др. 1lbf/ in2 =6894,76 н/м2,1рdl/ft2 = 1,48816 н/м2, 1inH2O = 249,089н/м2; 1ftH2O = 2989,07 н/м2,1in Hg = 3386,39 н/м2.
Л. Д. Лившиц.