Áp suất là gì? Có những loại áp suất nào?

Chắc hẳn nhiều người nghe đến từ “áp suất” không cảm thấy có gì mới lạ, vì áp suất là một đại lượng quen thuộc trong môi vật lý. Đại lượng này không chỉ có ở trong sách vở mà nó được ứng dụng ở bên ngoài rất nhiều. Nó được dùng trong nhiều lĩnh vực khác như: y tế, công nghiệp, việc giảng dạy trong nhà trường.

Và để có thể hiểu rõ hơn được về áp suất là gì? Có những loại áp suất nào? Những công thức và cách quy đổi giữ các đơn vị đo áp suất. Chúng ta sẽ đi tìm hiểu những vấn đề này trong bài dưới đây nhé!

Định nghĩa về áp suất
Định nghĩa về áp suất

Áp suất là gì?

Có thể hiểu đơn giản rằng: Áp suất (có tên tiếng Anh là Pressure) là một đại lượng vật lý, là lực tác động trên diện tích bề mặt phải chịu lực. Áp suất là một lực tổng quát, là đại lượng véc – tơ. Và là lực trên một đơn vị diện tích tác dụng theo chiều vuông góc với bề mặt của vật thể.

Hiểu một cách đơn giản hơn nữa thì là Áp suất là lực cộng với diện tích và góc vuông thì sẽ có một nguồn lực tác động vuông góc với một bề mặt diện tích nhất định. Đặc biệt là diện tích càng hẹp thì áp suất càng mạnh

Đơn vị của đo lường của áp lực chính là: Newton(N)

Áp suất được kí hiệu là P trong vật lý học. Còn trong SI thì đơn vị đo áp suất là N/m2 .

Ví dụ:

Khi ta dùng hơi thổi vào một quả bóng thì đồng nghĩa với việc ta đã tác động một lượng khí va vào mặt diện tích phía trong của quả bóng. Và đó chính là áp suất và hơi càng nhiều thì áp suất lại càng lớn và quả bóng càng căng ra, trường hợp này gọi là Áp suất khí.

Hoặc trong một ví dụ khác là, thay vì ta thổi hơi vào quả bóng thì ta sẽ đổ nước vào đó, cũng như trường hợp kia thì nước tác động vào mặt bên trong và tạo ra áp suất làm cho căng quả bóng lên, trường hợp này được gọi là Áp suất lỏng.

Ý nghĩa của áp suất

Áp suất có ý nghĩa vô cùng lớn và nó cũng đóng một vai trò cũng vô cùng to lớn trong cuộc sống hiện nay. Và đi đâu ta cũng có thể bắt gặp áp suất, nó có thể trong các hệ thống có quá trình vận hành, áp suất giữa phía dưới và phía trên của cánh máy và nó tạo ra một lực nên có thể nâng máy bay.

Ngoài ra, áp suất còn được chứa trong các bình nén khí để có thể phục vụ trong những hệ thống như sửa chữa xe, máy bơm rửa xe, máy nén khí chế biến thực phẩm, y tế…

Trong lĩnh vực sinh học thì áp suất cũng có một ý nghĩa vô cùng lớn. Vì áp suất được sử dụng trong ngành này thì trong quá trình vân chuyển từ rễ cây đến ngọn cây. Nên người sử dụng có thể tránh được việc teo hồng cầu khi sử dụng dung dịch trưởng…

Tuy có nhiều ưu điểm và ứng dụng được nhiều trong đời sống nhưng áp suất lại có nhược điểm, là trong những vị nổ có một lượng áp suất vô cùng lớn và tác dụng mạnh lên mọi vật xung quanh, điều đó hủy hoại môi trường sinh thái cũng như là ảnh hưởng tới sức khỏe của con người.

Những loại áp suất phổ biến nhất hiện nay

Có rất nhiều loại áp suất và mỗi loại lại có những công dụng khác nhau, được sử dụng trong những môi trường khác nhau. Tuy nhiên, có những loại chính được ứng dụng nhiều nhất trong đời sống là: áp suất khí, áp suất lỏng, áp suất rắn, áp suất riêng phần, áp suất dư, áp suất tuyệt đối, áp suất thẩm thấu, áp suất thủy tĩnh.

  1. Áp suất chất khí và áp suất chất lỏng

Áp suất chất lỏng là loại có lực đẩy của chất lỏng, có thể di chuyển  được bên trong đường ống. Lực động của dòng chảy càng mạnh thì áp suất trong đó càng cao và ngược lại.

Và giống với áp suất chất lỏng thì ở thể khí cũng tạo ra một lực khí nén và khí nén càng cao thì áp suất càng lớn và ngược lại.

Công thức để tính được áp suất chất lỏng, chất khí là: P= d.h

Trong đó:

  • P: là áp suất tại đáy cột chất lỏng/ chất khí (Pa)
  • d là trọng lượng riêng của chất lỏng/ chất khí(N/m2)
  • h là chiều cao của cột chất lỏng/ chất khí (m)

Lưu ý: công thức chỉ áp dụng cho một điểm bất kì bên trong của chất lỏng, chiều cao h vừa là độ cao của cột lỏng vừa là độ sâu của điểm đó so với mặt thoáng. Và từ đây, ta có suy luận rằng: một chất lỏng đứng yên, áp suất tại những điểm trên cùng một mặt phẳng ngang có độ lớn như nhau.

Ví dụ áp suất chất lỏng: Trong một đường ống bơm nước, nếu ta tăng áp lực lên cho máy thì thì nguồn nước sẽ được cung cấp vào bồn nhanh hơn. Và lúc đó áp suất trong đường ống cũng tăng mạnh.

Ví dụ về áp suất chất khí: Khi bác sĩ truyền nước cho bệnh nhân, chai nước gần hết thì ta thấy hiện tượng chai bị bóp méo lại, đó chính là khí nén.

Hay trong một trường quen thuộc khác, là khi ta hút sữa giấy khi hút hết ta thấy hộp sữa bị bẹp ở nhiều phía khác nhau.

  1. Áp suất chất rắn

Là loại áp lực khi tác động nên một bền mặt diện tích nhất định. Áp lực này chỉ tác dụng lực lên vật ở bề mặt tiếp xúc. Áp suất chất rắn được sử dụng phổ biến trong ngành y tế, ẩm thực và xây dựng (làm móng, đóng cọc vào nền).

Được tính theo công thức: P=F/S

Trong đó:

  • P: là áp suất có đơn vị đo là (N/m2), (Pa), (Bar), (mmHg), (Psi)
  • F: là lực tác động vuông góc lên bề mặt ép (N)
  • S: là diện tích bề mặt bị ép (m2)
  1. Áp suất riêng phần

Áp suất riêng phần là áp suất của một chất khí khi nó là một thành phần trong hỗn hợp khí, Trong đó định luật Dalton, tổng áp suất của hỗ hợp khí không phản ứng bằng tổng áp suất riêng phần của các khí riêng lẻ nếu xét hỗn hợp khí gồm nhiều chất khí không phản ứng với nhau.

Công thức: pi = xip

Trong đó:

  • pi: là áp suất riêng phần
  • xi : là phần mol xi của cấu tử i trong hỗn hợp khí
  • p: là áp suất toàn phần

Ví dụ: Thu giữ khí oxy bằng cách đẩy nước vào trong một bình nước và ta để dốc ngược bình lên, thì trong bình nước sẽ xuất hiện hơi nước trong bình phải được xem xét đến lượng khí oxy thu được. Để có thể điều chỉnh thì ta dùng định luật Dalton về áp suất riêng phần.

  1. Áp suất dư

Áp suất dư hay còn gọi là áp suất tương đối, là một loại áp suất tại một điểm trong chất lỏng và chất khí để có thể xác định khi ta lấy mốc là áp suất khí quyển ở các khu vực xung quanh.

Công thức: Pd= P – Pa

Trong đó:

  • P: là áp suất tuyệt đối
  • pa: là áp suất khí quyển

Có một lưu nhỏ đó là: khi chất lỏng đứng yên: pdu= yh

Trong đó:

  • y: là trọng lượng riêng của chất lỏng
  • h: là chiều sau của điểm đang xét tính từ mặt thoáng của chất lỏng.
  1. Áp suất tuyệt đối

Là loại áp suất có tổng áp suất xuất hiện bởi khí quyển và nó được biết đến là áp suất tiêu chuẩn so với môi trường chân không 100%. Vì vậy, mà nó được tính bằng tổng áp suất tương đối và áp suất khí quyển.

Công thức: p=pa+pd

Trong đó:

  • pa : là áp suấ dư ( áp suất tương đối)
  • pd : là áp suất tuyệt đối
  • p: là áp suất khí quyển.
  1. Áp suất thẩm thấu

Là loại áp suất sử dingj lực đẩy xuất hiện trong hiện tượng thẩm thấu, gây ra bởi các phân tử dung môi khuếch tán một chiều qua màng thẩm thấu từ dung môi sang dung dịch hoặc là từ dung dịch có nồng độ thấp sang dung dịch có nồng độ cao hơn.

Ngoài ran, áp suất thẩm thấu của một dung dịch tỉ lệ thuận với nồng độ và nhiệt độ dung dịch đó.

Công thức: P= R.T.C

Trong đó:

  • P: là áp suất thẩm thấu của dung dịch (atm)
  • R là hằng số và R= 0,082
  • T là nhiệt độ tuyệt đối, T= 273 + toC
  • C là nồng độ dung dịch (g/l)

Ví dụ: Khi ta có 2 cốc nước. Một cốc cho 1 gam muối và 1 cốc cho 5 gam muối, sau đó ta quấy tất cả lên thì sẽ có một ly vừa và có một ly rất là mặn. Rồi ta đổ dồn 2 cốc lại làm 1. Lúc này sự thẩm thấu của nước muối loãng sẽ tác động lên nước đặc tạo thành một thể trung hòa cân bằng. Đó chính áp suất thẩm thấu.

  1. Áp suất thủy tĩnh

Là loại loại áp suất thống nhất trong tất cả các hướng và nó tương ứng với áp suất gây nên khi chất lỏng không chuyển động.

Công thức: P= Po + Pgh

Trong đó:

  • Po: là áp suất khí quyển
  • P là khối lượng riêng chất lưu
  • g là gia tốc trọng trường

Các đơn vị đo áp suất

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều các đơn vị được dùng để có thể tính được áp suất do đó, mẫu mã sử dụng áp suất rất đa dạng để cho người dùng có thể lựa chọn. Và sau đây, chính là một số đơn vị hay được sử dụng trong đời sống:

  1. Đơn vị Pa để có thể tính áp suất

Pa là kí hiệu được sử dụng trong Pascal. Đơn vị được sử dụng trong đo áp suất nằm trong hệ thống đo lường quốc tế. Sở dĩ có tên gọi như vậy theo tên nhà toán học và vật lý nổi tiếng Blaise Pascal người Pháp

Pa là đơn vị được sử dụng để có thể có thể đo áp suất sử dụng phổ biến nhất hiện nay, đặc biệt được sử dụng rộng rãi tại các nước châu Á, trong lĩnh vực xây dựng, sản xuất công nghiệp thép, điện, nước thái và máy én khí,…

  1. Đơn vị Kilopascal Kpa

Kolopascal Kpa là một đơn vị được dùng để đo áp suất được tính dựa trên sự quy đổi từ Pa: 1KPa= 1000 Pa

Vì vật mà Kpa cũng được coi là đơn vị phổ biến tượng tự như Pa, sử dụng chúng để giúp hạn chế tình trạng ghi chép các số liệu tránh mất nhiều thời gian và phức tạ khi áp suất Pa có nhiều chứ số 0.

Kpa là đơn vị được hiển thị của nhiều loại đồng hồ đo áp suất của các loại máy móc, hay đo áp suất chất khí, chất lỏng như máy hút chân không…

  1. Bar – đơn vị tính áp suất phổ biến

Mặc dù đơn vị Bar không được liệt kê vào danh sách đơn vị đo lường quốc tế (SI), thế nhưng nó lại được sử dụng phổ biến tại các nước châu Âu như Đức, Pháp, Anh.

Nó còn được biến đổi thành các đơn vị nhỏ hơn hoặc lớn hơn mbar, Kbar… để dùng xác định áp suất chân không, khí nén. Cách quy đổi như sau: 1 bar = 100.000 Pa

  1. Đơn vị tính áp suất Mpa

Mpa hay còn gọi là Mage Pascal cũng là đơn vị đo áp suất nằm trong hệ thống đo lường quốc tế (SI). Sử dụng vô cùng phổ biển trong các ngành công nghiệp sản xuất: dùng trong đồng hồ của máy nén khí, áp suất thủy lực, áp suất lò hơi…

Các quy đổi: 1 Mpa = 1000 Kpa = 1.000.000 Pa

Bảng đổi đơn vị đo áp suất

·

·         t

·         s

Pascal
(Pa)
Bar
(bar)
Atmosphere kỹ thuật
(at)
Atmosphere
(atm)
Torr
(Torr)
Pound trên inch vuông
(psi)
1 Pa ≡ 1 N/m2 10−5 1,0197×10−5 9,8692×10−6 7,5006×10−3 145,04×10−6
1 bar 100000 ≡ 106 dyne/cm2 1,0197 0,98692 750,06 14,504
1 at 98.066,5 0,980665 ≡ 1 kgf/cm2 0,96784 73x5,56 14,223
1 atm 101.325 1,01325 1,0332 ≡ 1 atm 760 14,696
1 torr 133,322 1,3332×10−3 1,3595×10−3 1,3158×10−3 ≡ 1 Torr; ≈ 1 mmHg 19,337×10−3
1 psi 6.894,76 68,948×10−3 70,307×10−3 68,046×10−3 51,715 ≡ 1 lbf/in2

Ví dụ: 1 Pa = 1 N/m2  = 10−5 bar  = 10,197×10−6 at  = 9,8692×10−6 atm,…

Ghi chú:  mmHg là viết tắt của milimét thủy ngân (millimetre Hydragyrum).

Những cách làm tăng và giảm áp suất

  1. Cách giúp tăng áp suất

Qua những công thức và đơn vị của áp suất thì có thể thấy được mỗi loại áp suất sẽ khác nhau sẽ phụ thuộc vào những yếu tố khác nhau. Vì vậy,  để có thể thay đổi được các loại áp suất cụ thể thì chúng ta cần thay đổi (tăng hoặc giảm) các biến số phụ thuộc trong công thức. Ta có thể thay đổi một số điều sau đây:

  • Tăng áp lực tác động đồng thời giữ nguyên diện tích bề mặt bị ép
  • Tăng lực tác động vuông góc, đồng thời giảm diện tích bề mặt bị ép
  • Giữ nguyên áp lực và tăng diện tích bề mặt bị ép
  1. Cách giúp giảm áp suất

Và cũng có 3 cách để có thể làm giảm áp suất như sau:

  • Giảm áp lực tác động và giữ nguyên diện tích bề mặt bị ép
  • Giảm áp lực đồng thời giảm luôn cả diện tích bề mặt bị ép
  • Giữ nguyên áp lực và giảm diện tích bề mặt bị ép

Một số thiết bị đo áp suất được sử dụng phổ biến hiện nay

Như đã nói ở trên thì áp suất được sử dụng rất nhiều trong đời sống và có những thiết bị đo áp suất chuyên dụng và dưới đây là một số thiết bị được ưa chuộng hiện nay.

  1. Đồng hồ đo áp suất cơ học

Đồng hồ đo áp suất cơ học là thiết bị được sử dụng phổ biến để đo áp suất chất lỏng, khí, hơi… và nó thường được lắp đặt trực tiếp trên hệ thống máy móc hoặc hệ thống để người dùng có thể quan sát được áp suất trực tiếp tại thời điểm đó.

Ngoài ra, đồng hồ đo còn nhờ vào tác động của lực nước lên hệ thống chuyển động làm quay bánh răng và giúp cho đồng hồ chỉ được tới dải đo áp suất được hiển thị trên mặt thiết đồng hồ. Và đây cũng chính là mức áp suất của chất.

  1. Cảm biển đo áp suất

Nói dễ hiểu đây chính là thiết bị điện tử chuyển đổi tín hiệu áp suất sang tín hiệu điện và nó hoạt động dựa theo nguyên lý cảm biến áp suất. Và khi nó chịu được nguồn tác động của các nguồn như nhiệt, cảm suất… thì cảm biến đo áp suất sẽ đưa ra những giá trị về vi xử lý, sau đó thì nó xử lý tín hiệu rồi truyền tín hiệu ra.

Và thiết bị này thường được sử dụng với mục đích người dùng cần suất ra tín hiệu để có thể điều khiển được áp suất.

  1. Cảm biến đo áp suất có mặt hiển thị đồng hồ điện tử

Đây chính là thiết bị kết hợp với bộ phận cảm biến được tích hợp trên mặt đồng hồ hiển thị dạng điện tử. Thiết bị này giúp cho người dùng có thể thấy được ngay tại thời điểm đo, đồng thời nó còn xuất ra tín hiệu để truyền về bộ phận xử lý – tín hiệu.

Chắc hẳn qua bài viết này, các bạn cũng đã hiểu rõ hơn về Áp suất là gì? Cũng như những ứng dụng ở bên ngoài đời sống của áp suất. Để được tư vấn về các thiết bị áp suất hay những sản phẩm về van công nghiệp, bạn có thể lên hệ với chúng tôi qua hotline để được nhân viên tư vấn và hỗ trợ.

Mọi thông tin chi tiết, bạn có thể liên hệ qua hotline. Cảm ơn bạn đã quan tâm và theo dõi bài viết. Chúc bạn có một ngày tốt lành!

Xem thêm: Bộ điều khiển tuyến tính là gì?

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.