ما الفرق بين الضغط المطلق والضغط النسبي؟
يمكن قياس الضغط بالنسبة إلى مرجعين مختلفين. الضغط المطلق يُقاس بالنسبة إلى الفراغ التام، ولذلك تكون قيمته موجبة دائمًا. أما الضغط النسبي (أو الضغط المقاس) فيُقاس بالنسبة إلى الضغط الجوي المحيط — وهو ما تعرضه معظم مقاييس الضغط فعليًا، لأنها تتجاهل الضغط الجوي الذي يدفعها أصلًا. تقوم هذه الحاسبة بتحويل قراءة الضغط المطلق إلى ضغط نسبي عبر طرح الضغط الجوي منها.
كيفية استخدام الحاسبة
أدخل قيمة الضغط المطلق وقيمة الضغط الجوي بالوحدة نفسها (الإعداد الافتراضي بوحدة الكيلوباسكال kPa). تعطيك الأداة قيمة الضغط النسبي مباشرةً. إذا كانت قيمة الضغط الجوي لديك هي الضغط القياسي عند مستوى سطح البحر، فاستخدم 101.325 كيلوباسكال (أو 14.696 رطل/بوصة² psi، أو 1.01325 بار). تعني النتيجة الموجبة أن النظام أعلى من الضغط الجوي، بينما تشير النتيجة السالبة إلى وجود تفريغ أو حالة شفط.
شرح المعادلة
العلاقة بسيطة للغاية: $$P_g = P_{abs} - P_{atm}$$ وبما أن الفرق بين الضغط المطلق والضغط النسبي يقتصر على خط الأساس الجوي، فإن طرح الضغط الجوي المحلي يؤدي إلى إزاحة النقطة المرجعية. لا تفترض الحاسبة وحدة معينة، فطالما أن المدخلين بالوحدة نفسها، تكون النتيجة بالوحدة ذاتها أيضًا.
مثال محلول
لنفترض أن خزانًا يُظهر قراءة ضغط مطلق قدرها 201.325 كيلوباسكال، وأن الضغط الجوي المحلي يساوي 101.325 كيلوباسكال. عندها يكون: $$P_g = 201.325 - 101.325 = 100 \text{ كيلوباسكال نسبي}$$ وهذه هي القيمة التي سيعرضها مقياس ضغط عادي مركّب على الخزان.
جدول تحويل وحدات الضغط
يُوجَد ضغط المقياس بطرح الضغط الجوي من الضغط المطلق، \(P_g = P_{abs} - P_{atm}\). لأن الضغط يُبَلَّغ عنه بوحدات مختلفة كثيرة، يُدرَج الجدول أدناه عوامل التحويل بين الوحدات الأكثر شيوعاً. لاستخدام صيغة ضغط المقياس بشكل صحيح، تأكد من أن \(P_{abs}\) و \(P_{atm}\) معبّر عنهما بنفس الوحدة قبل الطرح.
| من \ إلى | kPa | psi | bar | atm | mmHg | Pa |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 kPa | 1 | 0.145038 | 0.01 | 0.00986923 | 7.50062 | 1000 |
| 1 psi | 6.894757 | 1 | 0.0689476 | 0.0680460 | 51.7149 | 6894.757 |
| 1 bar | 100 | 14.50377 | 1 | 0.986923 | 750.062 | 100000 |
| 1 atm | 101.325 | 14.69595 | 1.01325 | 1 | 760 | 101325 |
| 1 mmHg | 0.133322 | 0.0193368 | 0.00133322 | 0.00131579 | 1 | 133.322 |
| 1 Pa | 0.001 | 0.000145038 | 0.00001 | 9.86923×10⁻⁶ | 0.00750062 | 1 |
الضغط الجوي المعياري هو نفس الكمية الفيزيائية في كل عمود من الجدول أعلاه: 101.325 kPa = 14.696 psi = 1.01325 bar = 1 atm = 760 mmHg = 101 325 Pa. على سبيل المثال، قراءة مطلقة قدرها 250 kPa مطروحاً منها الضغط الجوي المعياري 101.325 kPa تعطي ضغط مقياس يساوي 148.675 kPa.
قيم الضغط الجوي المعياري
الجو المعياري (1 atm) هو ضغط مرجعي معرّف يساوي متوسط ضغط الهواء على مستوى سطح البحر. يُستخدَم كقيمة افتراضية للـ \(P_{atm}\) عندما لا تكون هناك قراءة بارومترية محلية متاحة. نفس الضغط المعياري معبّر عنه بوحدات مختلفة هو:
| الوحدة | قيمة مستوى سطح البحر المعياري |
|---|---|
| الأجواء | 1 atm |
| كيلوباسكال | 101.325 kPa |
| باسكال | 101 325 Pa |
| بار | 1.01325 bar |
| رطل لكل بوصة مربعة | 14.696 psi |
| ملليمترات الزئبق (تور) | 760 mmHg |
| بوصات الزئبق | 29.92 inHg |
ملاحظة حول قياس الضغط الجوي المحلي: معيار الـ 1 atm هو مرجع مثالي، وليس الضغط في موقعك الدقيق ولحظتك. يتغير الضغط الجوي الفعلي مع الارتفاع وأنظمة الطقس والحرارة — ينخفض بحوالي 12 mmHg (حوالي 1.6 kPa) لكل 100 م من الارتفاع بالقرب من مستوى سطح البحر ويتحول مع مرور مناطق الضغط العالي والمنخفض. للحصول على نتائج ضغط مقياس دقيقة، استخدم قياس الضغط الجوي المحلي للـ \(P_{atm}\) بدلاً من معيار الـ 101.325 kPa كلما أمكن ذلك. يمكن تحويل قراءة بارومترية محلية إلى وحدات أخرى باستخدام محول وحدات الضغط الجوي، ويمكن تقدير الضغط المتوقع على ارتفاع معين باستخدام حاسبة الضغط الجوي على الارتفاع.
الأسئلة الشائعة
هل يمكن أن يكون الضغط النسبي سالبًا؟ نعم. عندما يكون الضغط المطلق أقل من الضغط الجوي (تفريغ جزئي)، يصبح الضغط النسبي سالبًا، ويُسمى أحيانًا ضغط التفريغ.
ما قيمة الضغط الجوي التي يجب استخدامها؟ الضغط القياسي عند مستوى سطح البحر هو 101.325 كيلوباسكال. أما في المرتفعات أو عند تغيّر الأحوال الجوية، فاستخدم الضغط البارومتري المقاس محليًا للحصول على دقة أعلى.
هل تعمل الحاسبة بوحدة psi أو بار؟ نعم. أدخل القيمتين بالوحدة نفسها (psi أو بار أو kPa وغيرها)، وتكون النتيجة بالوحدة ذاتها. فالمعادلة لا تعتمد على وحدة محددة.
