Co to jest ciśnienie bezwzględne?

W inżynierii ciśnienie bezwzględne to ciśnienie układu w stosunku do ciśnienia próżni absolutnej. W bardziej praktycznych terminach jest często wyrażany jako suma ciśnienia atmosfery i ciśnienia manometrycznego płynu. Jest to konieczne w obliczeniach inżynierskich, takich jak prawo gazu doskonałego.

Najczęstsze wyrażenie ciśnienia bezwzględnego definiuje je jako sumę miernika systemu lub mierzonego ciśnienia i ciśnienia atmosfery. Wyrażenie przyjmuje postać P _bezwzględna = _wskaźnik P + P _{atmosferyczny} . Ciśnienie atmosferyczne definiuje się jako ciśnienie otaczającego powietrza na powierzchni Ziemi lub w jej pobliżu. Ciśnienie to nie jest wartością stałą ani stałą i może zmieniać się w zależności od temperatury lub wysokości.

Ciśnienie manometryczne reprezentuje ciśnienie w układzie mierzone za pomocą urządzenia do pomiaru ciśnienia. Te urządzenia lub mierniki można sklasyfikować według sposobu pomiaru ciśnienia. Najczęstsze typy to przyrządy do pomiaru elastycznych elementów, przyrządy do pomiaru cieczy i przyrządy elektryczne. O ile producent nie zaznaczy inaczej, większość mierników nie uwzględnia ciśnienia atmosfery w swoich odczytach.

W typowym środowisku zakładu chemicznego ciśnienie absolutne i ciśnienie manometryczne nie reprezentują tego samego i należy stosować różne oznaczenia, aby je rozdzielić. Powszechną metodą tego jest dodawanie litery a za jednostką ciśnienia w celu oznaczenia ciśnienia bezwzględnego oraz litery g za jednostką ciśnienia w celu oznaczenia ciśnienia manometrycznego. Na przykład ciśnienie bezwzględne 100 psi wyniesie 100 psia. Podobnie ciśnienie manometryczne wynoszące 5 kPa wynosiłoby 5 kPag. Amerykański Narodowy Instytut Standardów i Technologii preferuje jednak list wyjaśniający, który należy stosować nie do jednostki, ale do litery P. Na przykład Pg = 25 kPa byłoby lepsze niż P = 25 kPag.

Ciśnienie bezwzględne jest najczęściej stosowane w obliczeniach inżynierskich, takich jak prawo gazu doskonałego. Wykonując takie równania, inżynierowie muszą stosować odpowiedni nacisk, aby uniknąć kosztownych błędów lub niebezpiecznych operacji. Różnica w ciśnieniu bezwzględnym i ciśnieniu manometrycznym jest znacznie bardziej zauważalna przy ciśnieniach, w których ciśnienie atmosferyczne jest tego samego rzędu wielkości co ciśnienie manometryczne.

Błąd w zaniedbywaniu komponentu atmosferycznego ciśnienia absolutnego można wykazać, badając zamknięty cylinder gazu doskonałego o temperaturze 77 ° Fahrenheita (25 ° Celsjusza) i objętości 1,0 m3. Jeśli manometr na butli wskazuje 100 kPa, a ciśnienie atmosfery nie jest brane pod uwagę, wówczas obliczona liczba moli gazu w butli wynosi około 40,34. Jeśli ciśnienie atmosfery również wynosi 100 kPa, wówczas ciśnienie bezwzględne wynosi w rzeczywistości 200 kPa, a prawidłowa liczba moli wynosi 80,68. Rzeczywista liczba moli jest dwa razy większa niż pierwotna kalkulacja, co pokazuje, jak ważne jest zastosowanie prawidłowego ciśnienia.