巴
巴就是十萬帕斯卡,幾乎正好等於海平面的氣壓。所以它用起來很方便:大氣約 1 bar,輪胎 2–3 bar,潛水氣瓶 200 bar。在水下,每深 10 公尺壓強增加 1 bar;在馬里亞納海溝底部,將近 11 km 深處,壓強約 1 100 bar——每平方公分上壓著一噸。
巴不屬於國際單位制,但歐盟和俄羅斯的法律允許它與帕斯卡並用。在氣象學中它已被百帕取代,在工程中被兆帕取代,但在輪胎、壓縮機、潛水和液壓領域,巴保留了下來:以巴計的數字直接告訴你,壓強是大氣壓的幾倍。
| 記號 | bar · mbar · 中文名:巴、毫巴 |
| 定義 | 1 bar = 10⁵ Pa = 10⁵ N/m² 整 |
| 相鄰單位 | 1 atm = 1.01325 bar · 1 at = 0.981 bar · 14.5 psi |
| 水下 | p = pₐ + ρgh · 海水 ≈ 每 10 m 1.005 bar |
| 地位 | 非 SI,歐盟和俄羅斯法律允許使用 |
| 典型值 | 空氣——1 · 輪胎——高出大氣壓 2.2 · 氣瓶——200 · 洋底——400 · 馬里亞納海溝——1 100 |
01 · 定義
十萬帕斯卡——和一根 10 公尺高的水柱
壓強是單位面積上的力。帕斯卡是每平方公尺一牛頓,這非常小:平放在桌上的一張紙,壓強約 1 Pa。巴是 100 000 帕斯卡。我們頭頂的空氣柱就壓出這麼大的壓強,每平方公尺約 10 噸;一根約 10 公尺高的水柱也一樣。
水下的壓強等於海面上的空氣加上頭頂海水的重量:p = pₐ + ρgh。每深 10 m 約增加一巴。它與容器形狀、周圍有多少水都無關,只取決於深度。在馬里亞納海溝底部,深 10 935 m 處,壓強約 1 100 bar:壓在手掌上的力相當於一百五十輛轎車。
觀察窗上壓著多少噸
深度用滑塊調,窗用按鈕選。力等於超出艙內大氣壓的水壓乘以窗的面積。深度刻度一直到馬里亞納海溝底部。
下潛:每 10 公尺再加一巴
主要操作是「開始下潛」。潛水器離開海面,駛向挑戰者深淵,10 935 m。到 200 m 光線幾乎消失,到 1 000 m 一片漆黑,再往下只有探照燈和深海生物發出的光。側面能看到各種下潛在什麼深度到達極限:潛水員、潛艇、鯨。右側是壓強對舷外物體的作用:泡沫杯縮小,氣泡變小,而鋼和水幾乎不變。下潛約 24 秒;真實的下潛要好幾個小時。在場景下方選擇潛水器——每種都有自己的耐壓極限。
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02 · 換算
| {n} | {v} | {note} |
水下速算:以公尺計的深度除以 10 再加 1,就得到以巴計的絕對壓強。30 m——4 bar。
美國給輪胎充氣用 psi:32 psi——2.2 bar。psi 乘以 0.069 就得到巴。
03 · 數量級
04 · 測量儀器
05 · 書寫規則
06 · 相鄰單位
07 · 歷史部分
巴是精確定義的:10⁵ Pa,不依賴任何基準器,而是通過牛頓和公尺來定義。壓強的標準器是活塞式壓力計:一個質量精確已知的砝碼壓在面積已知的活塞上。在幾百巴以內,它的誤差只有千分之幾個百分點。
由壓強推算深度需要修正:海水比淡水密度大,並隨深度被壓縮,而 g 隨緯度變化。因此挑戰者深淵底部的壓強約為 1 086 bar,而不是簡單公式給出的 1 100——人們用石英感測器測量這個壓強,再由它算出深度。
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一滴酸改變果汁的顏色,鹽為火焰染色,水被輕敲一下就結冰。下面是 Simetrium 的全部頁面,按學科和字母順序排列。
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