使用方法
- 选择 公式:面积上的力:p = F ÷ A,或 流体在某深度处:p = ρgh。
- 在框中填入您已知的数值,例如在 力 F 中填500,在 面积 A 中填100 cm²。只留空一个框,即要求的那一项,例如 压强 p。
- 阅读 求得的值,然后在 同一压强以其他单位表示 中查看每个单位下的数值。
两个公式
压强是单位面积上的力。力 F 分布在面积 A 上时,p = F ÷ A,国际单位制中的单位是帕斯卡(Pa),即每平方米一牛顿。在静止的液体中,压强随深度增加:p = ρgh,其中 ρ 为液体的密度,g = 9.80665 m/s² 为标准重力加速度,h 为低于液面的深度。
p = F ÷ A (1 Pa = 1 N/m²)
p = ρ × g × h (静水压强,表压)
p_absolute = p_gauge + p_air
- 面积减半,在相同的力下压强加倍,这就是锋利的钉子或刀子更容易切入的原因。
- 在水中,每深1 m 压强约增加9.8 kPa,约10.3 m 的水柱产生一个大气压。
单位及其换算因子
下表给出结果的换算。巴(bar)和标准大气压是帕斯卡的固定倍数。psi 由磅力和英寸得出,毫米汞柱由汞的密度定义。每个因子都是一个单位所含的帕斯卡数。
| 单位 | 每一单位所含的 Pa | 如何确定 |
|---|---|---|
| 帕斯卡(Pa) | 1 | 国际单位制单位,即每平方米一牛顿 |
| 千帕(kPa) | 1,000 | 一千帕斯卡 |
| 巴(bar) | 100,000 | 精确值:1 bar = 100 000 Pa |
| 标准大气压(atm) | 101,325 | 由第10届国际计量大会(1954年)定为精确值 |
| 每平方英寸磅力(psi) | 6,894.757 | 0.45359237 kg × 9.80665 m/s² ÷ (0.0254 m)² |
| 毫米汞柱(mmHg) | 133.3224 | 13595.1 kg/m³ × 9.80665 m/s² × 1 mm,按定义为精确值 |
本计算器不包括的内容
- 流动流体中的压强,例如风或管道中水的动压,它在静压之上还加上 ½ρv²。
- 气体:它们的压强取决于温度和体积,遵循气体定律,深度公式不适用于它们。
- 深处液体的压缩,此时密度会改变。公式对整个深度使用同一密度。
计算示例:500 N 作用于100 cm²,以及10 m 水深
500 N 作用于100 cm²(0.01 m²)上,得到 p = 500 ÷ 0.01 = 50 000 Pa,即50 kPa、0.5 bar、0.4935 atm、7.252 psi 或375 mmHg。
10 m 淡水(ρ = 1000 kg/m³)给出 p = 1000 × 9.80665 × 10 = 98 066.5 Pa,即高出液面处空气压强98.07 kPa。
| 单位 | 50 000 Pa 等于 |
|---|---|
| Pa | 50,000 |
| kPa | 50 |
| bar | 0.5 |
| atm | 0.4935 |
| psi | 7.252 |
| mmHg | 375 |
常见问题
Pa 与 kPa 有什么区别?
它们是同一类单位,千(kilo)表示一千:1 kPa 即1000 Pa。大气压约为101.3 kPa,即101 325 Pa。
10 m 水深相当于多少个大气压?
约为一个。10 m 淡水使空气压强增加98.07 kPa,接近一个标准大气压101.325 kPa。恰好产生一个大气压的深度为10.33 m。
为什么 psi 和 mmHg 不是帕斯卡的精确整数倍?
psi 由磅和英寸定义,它以帕斯卡计的数值为6894.757,位数很多。毫米汞柱由汞的密度定义,因此1 mmHg 为133.322387415 Pa。两者都按其定义为精确值。
什么是表压?
它是高出周围空气的压强。公式 p = ρgh 给出的就是表压。轮胎气压计读出的也是表压,因此表上的220 kPa 约为320 kPa 的绝对压强。
压强可以为负吗?
可以,压强可以低于大气压,例如在部分真空中。只有在您输入负值时,计算器才接受负压强;力、面积、密度和深度都不能为负。
为什么锋利的刀切得更好?
相同的力作用在更小的面积上,压强更大:面积减半,压强加倍。刀刃非常薄,因此很小的力便足以超过材料的强度。
资料来源
- Wikipedia(英文):Pressure (p = F/A, hydrostatic p = ρgh)
- Wikipedia(英文):Bar (unit), 1 bar = 100 000 Pa
- Wikipedia(英文):Standard atmosphere (unit), 101 325 Pa
- Wikipedia(英文):Pound per square inch (psi)
- Wikipedia(英文):Millimetre of mercury (133.322387415 Pa)
数据和文字最近核对于2026年11月10日星期二。