SIMETRIUM .COM バール
1 bar = 10⁵ Pa
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PMMA · CONE 90° · MAX 1 400 bar bar bar bar 035070010501400bar SYMBOL PLATE1 bar = 10⁵ Pa · ≈ 海水 10 mTi-6Al-4V · 90 mm
表記
記号は小文字の bar で、ピリオドも複数形もつけない:2.2 bar。日本語ではバール。ミリバールは mbar だが、天気予報では今はヘクトパスカルを使う:1 mbar = 1 hPa。
混同しないこと
バールは絶対圧か、ゲージ圧か? タイヤの「2.2 bar」は大気圧を超えた分で、中は実際には 3.2 bar。ダイバーは bar(a) と bar(g) を区別する。
台の上にあるのは、深海探査艇のチタン製耐圧球の外殻。十六本のボルトで留めた鍛造フランジが、円錐形のアクリル窓を支えている:圧力そのものが円錐を座に押し込むのだ。厚いガラス越しに、船室の暖かな光が見える。その下のプレートには bar の刻印。隅には、目盛りが 1 400 bar まである圧力計。
単位のパスポート · SI外 · 圧力

バール

圧力の単位 · bar · 1 bar = 100 000 Pa = 100 kPa ちょうど

バールは十万パスカルで、海面での気圧にほぼ等しい。だから使いやすい:大気は約 1 bar、タイヤは 2–3 bar、ダイビングボンベは 200 bar。水中では 10 メートルごとに圧力が 1 bar ずつ増え、マリアナ海溝の底、深さ 11 km 近くでは約 1 100 bar——一平方センチメートルあたり一トンになる。

バールはSIに含まれないが、EUとロシアの法律はパスカルと同等に使うことを認めている。気象学ではヘクトパスカルに、工学ではメガパスカルに取って代わられたが、タイヤ、コンプレッサー、ダイビング、油圧ではバールが残った:バールで表した数値を見れば、圧力が大気圧の何倍かがすぐにわかる。

記号bar · mbar · 日本語ではバール、ミリバール
定義1 bar = 10⁵ Pa = 10⁵ N/m² ちょうど
近い単位1 atm = 1.01325 bar · 1 at = 0.981 bar · 14.5 psi
水中p = pₐ + ρgh · 海水 ≈ 10 m あたり 1.005 bar
位置づけSI外、EUとロシアの法律で使用が認められている
代表的な値空気 — 1 · タイヤ — 大気圧超 2.2 · ボンベ — 200 · 海底 — 400 · マリアナ海溝 — 1 100
換算へ 潜航へ
01 · 定義

十万パスカル——そして高さ 10 メートルの水柱

圧力とは面積あたりの力である。パスカルは一平方メートルあたり一ニュートンで、とても小さい:机の上の紙一枚が押す圧力が約 1 Pa。バールは 100 000 パスカル。私たちの上にある空気の柱がこれだけの力で押していて、一平方メートルあたり約 10 トン。高さ約 10 メートルの水柱も同じだけ押す。

水中の圧力は、海の上の空気と頭上の水の重さの和である:p = pₐ + ρgh。10 m ごとに約一バールずつ加わる。容器の形にも周りの水の量にもよらず、深さだけで決まる。マリアナ海溝の底、深さ 10 935 m では約 1 100 bar:手のひらに乗用車百五十台分の力がかかる。

p — 圧力 · pₐ — 大気圧 · ρ — 水の密度、1 025 kg/m³ · g = 9.81 m/s² · h — 深さ · F — 力 · A — 面積
インタラクティブ · 窓にかかる圧力の力

のぞき窓に何トンかかるか

深さはスライダー、窓はボタンで選ぶ。力は、艇内の大気圧を超える水圧に窓の面積を掛けたもの。深さの目盛りはマリアナ海溝の底まで。

水深
圧力
窓にかかる力
重さにすると

インタラクティブ · マリアナ海溝への潜航

潜航:10 メートルごとにもう一バール

主な操作は「潜航開始」。艇は海面を離れ、チャレンジャー海淵、10 935 m へ向かう。200 m までに光は消えかけ、1 000 m で完全な闇になる。その先は投光器と深海生物の発する光だけ。横には、どの潜水がどの深さで限界を迎えるかが見える:ダイバー、潜水艦、クジラ。右側は、圧力が船外の物に何をするか:発泡スチロールのカップは縮み、空気の泡は小さくなるが、鋼と水はほとんど変わらない。潜航は約 24 秒。本物の潜航には何時間もかかる。シーンの下で艇を選ぼう——それぞれに耐圧の限界がある。

左:計器盤 — 深さ、圧力、窓にかかる力、温度、潜航時間右:水が押し縮めるものと圧力の柱
主な操作
巻き戻し0 m
艇
水深
—
—
圧力
—
—
のぞき窓にかかる力
—
—
安全余裕
—
—

—

圧力と深さ
bar と m — 直線
圧力は厳密に直線的に増える——10 m あたり約一バール。目盛りはダイバー、潜水艦、クジラ、探査艇の限界。
空気の体積
海面の一リットルが深さでどうなるか、ボイルの法則
気体は圧力に反比例して縮む:10 m で半分、90 m で十分の一。だから最も急な変化は海面近くで起こる。
光と温度
日光の % と °C
光は最初の 200 m でほぼ完全に消え、1 000 m ではまったく届かない。一キロメートルより深いと、水温は一年中約 2 °C。
02 · 換算
バールで

水中での暗算:メートルで表した深さを 10 で割って 1 を足すと、バールで表した絶対圧になる。30 m なら 4 bar。

アメリカではタイヤの空気圧を psi で表す:32 psi は 2.2 bar。psi に 0.069 を掛けるとバールになる。

03 · 桁の並び
真空から地球の核までの圧力、 bar、対数目盛

04 · 測定器
bar
ブルドン管圧力計
曲がった管が圧力でまっすぐになろうとし、てこを介して針を回す。タイヤ、ボンベ、コンプレッサー——工学ではほとんどすべてをこの計器で測り、目盛りはたいていバール。
32.4水深 m4.26 bar · NDL 8 min
ダイブコンピューター
手首につける圧電式の圧力センサー。コンピューターはバールから深さを計算し、圧力の履歴から、血液にどれだけ窒素が溶けたか、あとどれだけその深さに留まれるかを割り出す。
水晶振動子± 0.01 % · 1 400 bar まで
深海センサー
水晶板は荷重がかかると振動数が変わる。こうして海底の圧力を、水柱にして数センチメートルの精度で測る——海溝の深さもこれで精密に決められた。
水銀気圧計 · 760 mm
気圧計
高さ約 760 mm の水銀柱が空気とつり合う——約 1.013 bar。天気図は長くミリバールで描かれていたが、今はヘクトパスカルで描かれる。数値は同じだ。
05 · 表記の規則
正しい
2.2 bar、文中では「2.2 バール」——間にスペース、記号は小文字
「絶対圧 3.2 bar、ゲージ圧 2.2 bar」——どちらかを明記
1013 hPa 天気予報で 1013 mbar の代わりに
1 bar = 100 kPa
誤り
2.2 Bar, 2.2 bars, 2.2bar — 大文字、複数形、スペースなし
「バール = 気圧」——気圧のほうが 1.3 % 大きい
「100 m で圧力は 10 bar」——正しくは 11 bar、上の空気の分が加わる
barg, bara を記号として使う——これらは注記で、単位ではない
06 · 隣り合う単位
07 · 歴史の部
10 m水柱 ≈ 1 bar
10 m 水
計量の覚え書き

バールは厳密に定義されている:10⁵ Pa。原器は要らず、ニュートンとメートルから決まる。圧力の標準器は重錘形圧力天びん:正確にわかっている重りが、面積のわかったピストンを押す。数百バールまで、その誤差は千分の一パーセントの桁だ。

圧力から深さを求めるには補正が要る:海水は淡水より密度が高く、深くなるほど圧縮され、g は緯度によって変わる。だからチャレンジャー海淵の底の圧力は、単純な式が与える 1 100 ではなく約 1 086 bar。この圧力を水晶センサーで測り、そこから深さを計算した。

重りp = mg / A
重錘形圧力天びん
量のカタログ
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土台 · 7 単位

SI の 7 つの基本単位

このページの話題 · 圧力と深さ
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