파스칼
1648년 9월 19일 플로랭 페리에는 수은이 가득 찬 유리관을 들고 퓌드돔산에 올랐습니다. 실험을 부탁한 사람은 처남 블레즈 파스칼이었습니다. 아래쪽 클레르몽에서 수은 기둥 높이는 약 71 cm. 산꼭대기에서는 8.5 cm 내려갔습니다.
이렇게 수은이 그 위 공기의 무게를 떠받치고 있다는 것이 밝혀졌습니다. 높이 올라갈수록 위에 있는 공기가 줄고 수은 기둥도 낮아집니다. 삼백여 년 뒤 압력의 단위에 파스칼의 이름이 붙었습니다. 1파스칼은 제곱미터당 1뉴턴의 힘입니다. 아주 작은 값입니다. 종이 한 장이 책상을 누르는 압력이 약 0.8 Pa.
| 기호 | Pa |
| 정의 | 제곱미터당 1뉴턴 · N/m² · kg·m⁻¹·s⁻² |
| 기준값 | 표준 대기압 101 325 Pa · 1 bar — 100 000 Pa · 1 Torr — 101 325/760 Pa |
| 도입 | 1971년, 제14차 국제도량형총회 |
| 규격 | ISO 80000-4 · SI 브로슈어 제9판 · ISO 2533(표준 대기) |
| 대표 값 | 31 kPa — 에베레스트 정상 · 101 kPa — 해수면 · 110 MPa — 마리아나 해구 바닥 |
01 · 정의
힘을 넓이로 나눈 것
압력 p는 면에 수직으로 작용하는 힘 F를 그 면의 넓이 A로 나눈 것입니다. 1파스칼은 1제곱미터에 1뉴턴의 힘입니다. SI 기본 단위로는 킬로그램 매 미터 매 초 제곱입니다.
액체와 기체 속에서 압력은 모든 방향으로 똑같이 작용합니다. 이것이 파스칼의 원리입니다. 그래서 깊은 곳에서 물은 잠수정을 위에서만이 아니라 사방에서 누릅니다. 바닷물은 10미터마다 대략 1기압씩 더해집니다.
설피는 버티는데 스틸레토 힐은 왜 빠질까
사람이 눈 위에 서 있습니다. 파란 짐이 그 사람의 무게이고, 슬라이더로 정합니다. 바뀌는 것은 발밑의 받침뿐입니다. 넓이가 작을수록 압력이 크고 발자국이 깊어집니다. 점선은 밟기 전의 눈 표면입니다.
타이어 공기압계가 2.2 bar를 가리킵니다. 이것이 게이지 압력, 즉 타이어 속 공기가 바깥 공기보다 얼마나 더 세게 누르는지입니다. 타이어 속 절대 압력은 약 3.2 bar. 어떤 압력인지 말하지 않으면 오차가 꼬박 1기압이 됩니다. 그래서 문서에는 말로 적습니다: «게이지 압력 220 kPa».
풍선, 컵, 감자칩 봉지는 어떻게 될까
왼쪽은 세계의 단면입니다: 산, 해수면, 그리고 마리아나 해구 바닥까지의 바다. 처음 수십 미터가 보이도록 깊이는 고르지 않게 그렸습니다. 물체를 위아래로 끌거나 버튼으로 장소를 고르세요. 가운데에는 물체가 크게 보입니다. 파란 화살표는 물이나 공기의 압력이며, 길수록 세게 누릅니다. 점선 윤곽은 해수면에서의 물체 크기입니다. 오른쪽은 로그 눈금의 압력계입니다. 아무것도 건드리지 않으면 물체가 스스로 장소를 돌아다닙니다.
해수면의 압력은 101.3 kPa. 풍선을 물속으로 내리거나 산으로 올려 보세요.
02 · 환산
| 단위 | 값 | 어디서 만나는가 |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
1헥토파스칼은 1밀리바와 같습니다. 그래서 기상청은 숫자는 그대로 두고 단위만 바꿨습니다: 1013 mbar가 1013 hPa로.
토르와 수은주 밀리미터는 100만분의 1도 차이 나지 않습니다.
타이어에 적힌 psi와 bar 숫자는 게이지 압력입니다. 여기에 1기압을 더해야 합니다.
03 · 크기의 차수
04 · 측정 기기
05 · 표기 규칙
06 · 이웃 단위
07 · 역사 부문
표준 대기압은 측정값이 아니라 약속입니다. 1954년 제10차 국제도량형총회가 이를 정확히 101 325 Pa로 정했습니다. 이 수는 옛 정의에서 왔습니다: 0 °C, 표준 중력 가속도에서 높이 760 mm의 수은 기둥.
그래서 1기압의 760분의 1인 토르도 정확한 수입니다. 수은주 밀리미터는 수은의 밀도로 계산하며 토르와 100만분의 1도 차이 나지 않습니다. 의사나 기상학자에게는 차이가 없지만 계량학자에게는 있습니다.
산 한 방울이 즙의 색을 바꾸고, 소금은 불꽃에 색을 입히고, 물은 한 번 두드리면 언다. 그 아래에 Simetrium의 모든 페이지가 분야별, 가나다순으로 있다.
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