تفاوت فشار مطلق و فشار نسبی
آنچه در این مطلب میخوانید:
فشار مطلق و فشار نسبی، دو مفهوم کلیدی در دنیای فیزیک و مهندسی، در نگاه اول ممکن است مشابه به نظر برسند، اما تفاوت‌های مهمی با هم دارند. فشار مطلق، فشار نسبت به خلأ کامل است، در حالی که فشار نسبی، میزان این کمیت نسبت به فشار اتمسفر است. درک این تفاوت‌ها برای طراحی و بهره‌برداری از سیستم‌های مختلف صنعتی و روزمره ضروری است. برای آشنایی بیشتر با مفاهیم مطرح شده، در این مقاله با ما همراه باشید تا پاسخ خود را دریافت کنید.
فشار چیست
درمحاسبات فیزیکی، فشار به معنای نیروی وارد شده بر واحد سطح است. هرگاه نیرویی بر سطحی وارد شود، فشار ایجاد می‌شود. هرچه نیرو بیشتر یا سطح کوچکتر باشد، فشار افزایش می‌یابد. فشار در پس بسیاری از پدیده‌های جهان ما نهفته است. در همه جا حضور دارد، از هوایی که تنفس می‌کنیم تا آبی که می‌نوشیم. این کمیت در واحدهای مختلفی مانند پاسکال(Pa)، بار(bar)، اتمسفر (atm) و psi اندازه‌گیری می‌شود. درک مفهوم فشار برای درک بسیاری از پدیده‌های فیزیکی و مهندسی ضروری است.
فشار مطلق (absolute pressure)
فشار مطلق، بنیادی‌ترین نوع فشار است که به عنوان فشار نسبت به خلأ مطلق تعریف می‌شود. خلأ مطلق به معنای فضای کاملاً خالی از هرگونه ماده، از جمله هوا است. فشار مطلق در خلأ مطلق برابر با صفر است. این نقطه مرجع برای اندازه‌گیری تمام فشارهای دیگر است. هر فشاری که بالاتر از خلأ مطلق باشد، فشار مطلق مثبت نامیده می‌شود. به عنوان مثال، فشار هوا در سطح دریا یک فشار مطلق مثبت است. فشارهای کمتر از خلأ مطلق، فشار خلأ نامیده می‌شوند. خلأ در بسیاری از فرآیندهای صنعتی و علمی کاربرد دارد. در نتیجه فشار مطلق همیشه یک مقدار مثبت یا صفر است.
مطالب مرتبط :
فشار نسبی (relative pressure)
فشار نسبی (یا فشار گیج)، فشاری است که نسبت به فشار اتمسفر سنجیده می‌شود. این کمیت، همان فشاری است که در زندگی روزمره با آن سر و کار داریم و اغلب توسط فشارسنج‌های معمولی اندازه‌گیری می‌شود.
فشار اتمسفر به عنوان نقطه‌ی صفر برای فشار نسبی در نظر گرفته می‌شود. در سطح دریا، فشار اتمسفر حدود 101325 پاسکال (Pa) است. در نتیجه فشار نسبی می‌تواند مثبت، منفی یا صفر باشد. هنگامی که فشار در یک سیستم بیشتر از فشار اتمسفر باشد، فشار نسبی مثبت است. مثلاً فشار باد لاستیک خودرو یک فشار نسبی مثبت است. اما هنگامی که فشار در یک سیستم کمتر از میزان اتمسفر باشد، فشار نسبی منفی است و به آن خلأ نسبی می‌گویند.
در بسیاری از کاربردهای روزمره، منظور از فشار، همان نوع نسبی است، اما در محاسبات علمی و مهندسی، اغلب نیاز به استفاده از فشار مطلق داریم.
کاربردهای متنوع فشار مطلق و نسبی
فشار مطلق و نسبی، هر دو در زمینه‌های مختلفی کاربرد دارند، از زندگی روزمره گرفته تا صنایع پیشرفته. در ادامه به برخی از این کاربردها اشاره می‌کنیم:
کاربردهای فشار مطلق:
- مهندسی هوافضا: طراحی و ساخت هواپیماها و فضاپیماها به شدت به محاسبات دقیق فشار مطلق وابسته است. فشار مطلق در تعیین نیروی لیفت، نیروی پسا و عملکرد موتورها نقش حیاتی دارد.
- سیستم‌های خلأ: در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی، داروسازی و الکترونیک، از سیستم‌های خلأ برای بسته‌بندی، خشک کردن و استریلیزاسیون استفاده می‌شود. فشار مطلق در این سیستم‌ها برای کنترل و نظارت بر فرآیندها ضروری است.
کاربردهای فشار نسبی:
- خودروسازی: فشار باد لاستیک‌ها، روغن موتور و سیستم ترمز همگی بر اساس فشار نسبی اندازه‌گیری و تنظیم می‌شوند.
- هواشناسی: فشارسنج‌های مورد استفاده در هواشناسی، فشار نسبی را اندازه‌گیری می‌کنند. تغییرات فشار نسبی می‌تواند نشان‌دهنده‌ی تغییرات آب و هوایی باشد.
- پزشکی: فشار خون، فشار داخل جمجمه و فشار داخل چشم همگی بر اساس فشار نسبی اندازه‌گیری می‌شوند و در تشخیص و درمان بیماری‌ها اهمیت دارند.
- لوله کشی: فشار آب در لوله‌های خانگی و صنعتی بر اساس فشار نسبی سنجیده می‌شود.
مطالب مرتبط :
ابزارهای اندازه‌گیری فشار
برای اندازه‌گیری دقیق این کمیت، ابزارهای متنوعی وجود دارند که هر کدام برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند. این ابزارها را می‌توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد:
- ابزارهای اندازه‌گیری فشار مطلق:
- بارومتر: برای اندازه‌گیری فشار اتمسفر (فشار مطلق هوا) استفاده می‌شود. تغییرات فشار اتمسفر در پیش‌بینی آب و هوا اهمیت دارد.
- فشارسنج مطلق: این ابزارها فشار را نسبت به خلأ مطلق اندازه‌گیری می‌کنند و در کاربردهای علمی و صنعتی که نیاز به دقت بالا دارند، استفاده می‌شوند.
- ابزارهای اندازه‌گیری فشار نسبی (گیج):
- فشارسنج بوردون: یکی از رایج‌ترین انواع فشارسنج‌هاست که از یک لوله خمیده فلزی برای اندازه‌گیری فشار استفاده می‌کند. این فشارسنج‌ها در صنایع مختلف و همچنین در تایر خودروها استفاده می‌شوند.
- فشارسنج دیافراگمی: این فشارسنج‌ها از یک دیافراگم نازک برای اندازه‌گیری فشار استفاده می‌کنند و در کاربردهایی که نیاز به حساسیت بالا دارند، مانند اندازه‌گیری فشار خون، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- ترانسمیتر فشار: این ابزارها فشار را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کنند و برای کنترل و نظارت بر فشار در سیستم‌های صنعتی استفاده می‌شوند.
مطالب مرتبط :
انتخاب ابزار مناسب برای اندازه‌گیری فشار به نوع (مطلق یا نسبی)، محدوده فشار مورد نظر و دقت مورد نیاز بستگی دارد.
جمع بندی
در این مقاله، با مفاهیم فشار مطلق و فشار نسبی آشنا شدیم و تفاوت‌های کلیدی آن‌ها را بررسی کردیم. درک این تفاوت‌ها برای انتخاب ابزار مناسب اندازه‌گیری فشار و همچنین درک بهتر پدیده‌های فیزیکی و مهندسی بسیار مهم است. به طور خلاصه فشار نسبت به خلأ مطلق است و همیشه مثبت یا صفر است. اما فشار نسبی (گیج)، فشار نسبت به فشار اتمسفر است و می‌تواند مثبت، منفی یا صفر باشد. هر دو نوع در زمینه‌های مختلفی کاربرد دارند، از زندگی روزمره گرفته تا صنایع پیشرفته. امیدوارم این مقاله برای شما مفید بوده باشد. اگر سوالی دارید یا نیاز به اطلاعات بیشتری دارید، در قسمت نظرات با ما در میان بگذارید.