S I M E T R I U M .COM 1 Pa · 1 N/m²
导出单位 · N/m²
ZH|36 种语言
F 101.3199.4 010 m SYMBOL PLATE p₀ = 101 325 Pa ρg = 9 806.65 Pa/m ISO 80000-4 · 1 Pa = 1 N/m²
大小写
大写 P 加小写 a:Pa。数字与符号之间留空格:101 325 Pa。词头紧连书写:kPa、MPa、hPa。
不要混淆
PA 是拍安培,不是帕斯卡。西里尔字母的“Ра”会让搜索失效。千是小写 k:kPa,不是 KPa。
板上的字母 Pa 灌满了水,越往下颜色越深——压强随深度增加。P 的竖笔上有一个活塞压着水,圆环在字母中扩散开来。竖笔里的箭头向各个方向同样地脉动。气泡从底部升起并逐渐变大。右边的标记沿标尺降到 10 m,压力表指针从 101.3 走到 199.4 kPa。
单位档案 · 压强

帕斯卡

国际单位制导出单位 · 物理量:压强、机械应力

1648 年 9 月 19 日,弗洛兰·佩里耶带着一根装满水银的玻璃管登上多姆山。这个实验是他的内兄布莱兹·帕斯卡托他做的。山下的克莱蒙,水银柱高约 71 cm。到了山顶,它下降了 8.5 cm。

由此得知,水银托住的是它上方空气的重量。爬得越高,上方的空气越少,水银柱也越低。三百多年后,压强单位以帕斯卡命名。1 帕斯卡就是每平方米一牛顿的力。这非常小:一张纸压在桌上约为 0.8 Pa。

记号Pa
定义每平方米一牛顿 · N/m² · kg·m⁻¹·s⁻²
参考值标准大气压 101 325 Pa · 1 bar — 100 000 Pa · 1 Torr — 101 325/760 Pa
引入1971 年,第 14 届国际计量大会
标准ISO 80000-4 · SI 手册第 9 版 · ISO 2533(标准大气)
典型值31 kPa — 珠穆朗玛峰顶 · 101 kPa — 海平面 · 110 MPa — 马里亚纳海沟底
前往换算 去看佩里耶的实验
01 · 定义

力除以面积

压强 p 是垂直作用于表面的力 F 除以该表面的面积 A。1 帕斯卡是一牛顿的力作用在一平方米上。用国际单位制基本单位表示,就是千克每米每二次方秒。

在液体和气体中,压强向各个方向的作用相同。这就是帕斯卡定律。所以在深处,水不仅从上方,而且从四面八方压向深潜器。每十米海水大约增加一个大气压。

p — 压强 · F — 力,N · A — 面积,m² · ρ — 密度 · g — 重力加速度 · h — 深度
量纲
M L⁻¹ T⁻²
与单位体积能量相同
通过牛顿
1 N/m²
单位面积上的力
标准大气压
101 325 Pa
按 1954 年的约定
互动 · 同样的重量,不同的面积

为什么雪鞋能撑住,细高跟鞋却会陷下去

一个人站在雪地上。蓝色的负载是他的体重,用滑块设定。只有他脚下的支撑面在变。面积越小,压强越大,脚印越深。虚线是踩上去之前的雪面。

左:雪,40 cm 厚支撑面,cm² · 虚线 — 踩前的雪面
压力
重量
脚印
陷入雪中的深度

绝对压力与表压

轮胎上的压力表显示 2.2 bar。这是表压:胎内空气比外面的空气多压多少。胎内的绝对压力约为 3.2 bar。如果不说明是哪种压力,误差就是整整一个大气压。所以文件里要用文字写明:“表压 220 kPa”。

互动 · 从珠峰顶到海底

气球、杯子和薯片袋会怎样

左边是世界的剖面:山、海平面,以及直到马里亚纳海沟底的海洋。深度刻度不均匀,以便看清最初的几十米。把物体向上或向下拖动,或用按钮选择地点。中间是放大的物体。蓝色箭头是水或空气的压力:箭头越长,压得越重。虚线轮廓是物体在海平面时的大小。右边是对数刻度的压力表。如果什么都不碰,物体会自己依次走遍各处。

左:海拔与深度,m · 水 1025 kg/m³右:压强,Pa · 空气 — ISO 2533 标准大气
地点
物体
实验
外部压力
101.3 kPa
1.00 atm
地点
0 m
海平面
物体
1.00 × V₀
气球里的气体
100 cm² 手掌上的力
1.01 kN
相当于 103 kg 的重量

海平面的压强是 101.3 kPa。把气球沉到水下,或带上山去。

02 · 换算
换算为帕斯卡
单位数值常见于何处

1 百帕等于 1 毫巴。所以气象部门换了单位而不改数字:1013 mbar 变成了 1013 hPa。

托和毫米汞柱相差不到百万分之一。

轮胎上以 psi 和 bar 标的数字是表压。要再加上一个大气压。

03 · 数量级
压强 10⁻¹⁰ 到 10¹⁷ Pa,对数刻度

04 · 测量仪器
760真空
水银气压计 · 760 mm
空气压着槽里的水银,管中的水银柱停在约 760 mm。坏天气来临前气压下降,水银柱也随之下降。
波登管 · 0—1 MPa
弯曲的扁管通入压力后会伸直。管端拉动杠杆,指针随之转动。
Δh
U 形管压力计 · mm H₂O
左侧的压力把管中的水推开,右侧的水面随之升高。以毫米计的液面差就是压差。
mV
压阻式传感器
硅膜片受压弯曲,上面电阻的阻值随之改变。智能手机和轮胎里都装有这种传感器。
05 · 书写规则
正确
101 325 Pa — 符号前和数位组之间留空格
250 kPa, 1013 hPa — 词头紧连,小写 k
表压 220 kPa — 用文字写明压力的种类
2.0 MPa 而不是 2 000 000 Pa
错误
101325Pa, PA, pa — 空格与大小写
250 KPa — 大写 K 表示开尔文
2.2 barg, 32 psig — 单位符号上不附加任何东西
101 325 Ра 用了西里尔字母
06 · 相邻单位
07 · 历史部分
7600
水银柱 · 760 mm
计量学札记

标准大气压不是测量值,而是约定。1954 年第 10 届国际计量大会规定它恰好等于 101 325 Pa。这个数来自旧定义:0 °C 时、标准重力加速度下 760 mm 高的水银柱。

所以托作为大气压的七百六十分之一,也是一个精确的数。毫米汞柱则按水银密度计算,与托相差不到百万分之一。对医生和气象学家来说没有区别,对计量学家来说有。

帕斯卡裂桶 · 细管
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基础 · 7 个单位

国际单位制的七个基本单位

目录实验室:一杯紫甘蓝汁、一个燃烧器、冷板上的一杯水和一组齿轮
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