Разница между давлением в барах и атмосферах

Для измерения давления в земной атмосфере существуют различные метрические величины. Согласно международной системе единиц СИ этот параметр измеряется в паскалях (Па). Паскаль – это производная единица метрической системы, являющаяся абсолютной физической величиной. Но кроме паскаля, давление измеряют во внесистемных единицах – барах и атмосферах.

Что такое внесистемные единицы

Согласно ГОСТ 8. 417-2002 любая внесистемная единица, которая не входит в международную систему СИ, временно допустима к использованию и не должна нигде заново вводиться. То есть, эта величина была выбрана произвольно, для каких-то конкретных измерений, вне международных систем. Применять такие условные единицы для постоянных измерений не стоит, так как их все равно придется переводить в системные величины. А это увеличит вероятность накопления погрешностей при переводе из одной системы в другую и займет много времени.

В свое время эти параметры вводились для удобства вычислений при физических и химических исследованиях.

Описываемые в статье бар и атмосфера – это внесистемные произвольно выбранные единицы, которые, тем не менее, могут быть выражены через системный и широко используемый параметр СИ паскаль (Па).

Что такое бар

Название «бар» происходит от древнегреческого «барос», что означает «тяжесть». Один бар примерно равен давлению атмосферы на уровне моря. Официальный международный символ – «bar».

Если выразить параметр через систему СГС, то получится следующее:1 бар = 10⁶дина/см², где дина – это 1 г/(см·с²).
Если перевести его в миллиметры ртутного столба, то: 1 бар = 750,0616827 мм рт. ст.
А если в метры водяного столба, то: 1 бар = 10,197 m H₂O
В параметрах международной системы СИ: 1 бар = 1*10⁵ Па = 100 Кпа = 0,1Мпа

Существует внесистемная единица psi, представляющая собой воздействие фунт-силы на кв.дюйм. Она используется в Соединенных Штатах. В паскалях 1 psi равен 6,894757 кПа. Если выразить бар через этот параметр, то получится такое равенство: 1 бар = 14,504 psi

В России бар в основном применяют в качестве единицы градуировки технических манометров – паскаль для таких измерений неудобен из-за громоздкости чисел.

Основная сфера применения этого параметра в мире – метеорология. Еще ее используют для измерений в системах контроля за давлением и воздухом. Кроме того, давление в кофемашинах измеряется именно в барах – например, идеальное значение для приготовления эспрессо равняется 9 bar.

Существуют кратные бару параметры:

Бария.
Миллибар.
Микробар.
Килобар.
Децибар.

Бария или барий ранее использовалась в Гауссовой системе СГС. Под 1 барией понималось давление, равномерно создаваемое силой в 1 дин на площадь в 1 кв.см. При переводе в систему СИ 1 барий = 0,1 Па. Эта величина практически не применяется.

В метеорологии используется миллибар, равный 10^-3бар. Его введению наука обязана основателю службы погоды Норвегии и автору современных моделей метеопрогнозирования Вильгельму Бьеркнесу. Размер стандартного атмосферного давления равен 1013,25 мбар. Кроме метеорологии, эту величину применяют для измерений давления в вакууме.

Микробар является величиной измерения давления на планетоидах, где есть сильно разреженная атмосфера. Он обозначается как мкбар и составляет 10^-6 бар. Килобар применяют для измерений в геологических системах, а децибар используется в океанографии для определения давления воды на глубине.

Что такое атмосфера

Атмосфера как физический параметр является приблизительной величиной давления воздуха на земной поверхности, измеренного на уровне Мирового океана.

Существует понятие физической и технической атмосферы. Они были введены в свое время учеными для проведения конкретных исследований в области физики.

Физическая атмосфера (атм) – это величина давления на собственное горизонтальное основание ртутного столба со следующими характеристиками:

Высота – 760 мм.
Температура – 0 градусов по Цельсию.
Плотность вещества (ртути) – 13 595,04 кг/м³.
Ускорение свободного падения (нормальное) – 9,80665м/с².

Если вместо ртути взять для измерений воду, то температура будет равна 4 градуса Цельсия, а высота столба 10,33 ж.

При переводе в основную системную единицу паскаль получается следующее равенство: 1 атм = 101 325 Па.
В миллиметрах ртутного столба это выглядит так: 1 атм = 760 мм.рт.ст.
В редко использующихся метрах водяного столба получится следующее: 1 атм = 10,33 m H₂O
Через внесистемную единицу psi: 1 атм = 14,696 psi

Значение в одну физическую атмосферу применяется в химической промышленности в качестве нормальных физических условий. Но позже для экспериментов, связанных с определениями физических свойств субстанций, стандартный показатель приравняли к 100 Кпа.

Техническая атмосфера (ат) была введена для удобства вычислений. С ее помощью обозначали нормальные технические условия. Именно в этих величинах градуируют шкалу манометров.

1 ат – это показатель, полученный в результате измерения равномерного воздействия силы в 1 кг/с на поверхность площадью 1 кв.см. , которая расположена перпендикулярно. А 1 кг/с – это сила тяжести, что действует на предмет, весящий 1 кг при нормальном параметре ускорения свободного падения в 9,80665м/с².

Соответственно, 1 ат – это 1 кгс/см² или 980 000 дин. Если перевести 1 ат в паскали, то получится такое равенство: 1 ат = 98 066,5 Па.

В миллиметрах ртутного столба: 1 ат = 735,56 мм.рт.ст.
В метрах водяного столба это: 1 ат = 10 m H₂O
Во внесистемных единицах psi: 1 ат = 14,223 psi
Между собой величины относятся так: 1 атм равняется 1,033233 ат.

Так как обе эти атмосферы изначально возникли в устаревших системах исчисления, то МОЗМ (международная организация по законодательной метрологии) классифицирует их однозначно. С ее точки зрения, это понятия, подлежащие изъятию из обращения, как несоответствующие современной международной системе СИ. И в будущем они более не должны вводиться. В России можно использовать исключительно техническую атмосферу. Она применяется в технических расчетах.