Áp Suất Tuyệt Đối Và Áp Suất Dư Khác Nhau Như Thế Nào?
Áp suất có thể được đo dựa trên hai mốc tham chiếu khác nhau. Áp suất tuyệt đối được đo so với chân không tuyệt đối, nên giá trị luôn dương. Áp suất dư (hay áp suất tương đối) được đo so với áp suất khí quyển tại chỗ — đây chính là giá trị mà hầu hết các đồng hồ đo áp suất hiển thị, bởi chúng đã bỏ qua phần áp suất khí quyển đang tác động lên chính nó. Công cụ này giúp bạn đổi giá trị áp suất tuyệt đối sang áp suất dư bằng cách trừ đi áp suất khí quyển.
Cách Sử Dụng Máy Tính
Nhập áp suất tuyệt đối và áp suất khí quyển theo cùng một đơn vị (mặc định dùng kPa). Công cụ sẽ trả về kết quả áp suất dư. Nếu giá trị áp suất khí quyển của bạn là áp suất tiêu chuẩn ở mực nước biển, hãy dùng 101,325 kPa (tương đương 14,696 psi hoặc 1,01325 bar). Kết quả dương nghĩa là hệ thống có áp suất cao hơn khí quyển; kết quả âm cho thấy tình trạng chân không hoặc hút.
Giải Thích Công Thức
Mối quan hệ rất đơn giản: $$P_g = P_{abs} - P_{atm}$$ Vì áp suất tuyệt đối và áp suất dư chỉ khác nhau ở mốc khí quyển, nên khi trừ đi áp suất khí quyển tại chỗ ta sẽ dịch chuyển điểm tham chiếu. Máy tính không mặc định bất kỳ đơn vị nào, nên chỉ cần hai giá trị nhập vào cùng đơn vị thì kết quả cũng sẽ ở đơn vị đó.
Ví Dụ Minh Họa
Giả sử một bồn chứa hiển thị áp suất tuyệt đối là 201,325 kPa và áp suất khí quyển tại chỗ là 101,325 kPa. Khi đó $$P_g = 201{,}325 - 101{,}325 = 100 \text{ kPa áp suất dư}.$$ Đây chính là giá trị mà một đồng hồ đo áp suất thông thường gắn trên bồn sẽ hiển thị.
Bảng Chuyển Đổi Đơn Vị Áp Suất
Áp suất tương đối được tìm bằng cách trừ áp suất khí quyển khỏi áp suất tuyệt đối, \(P_g = P_{abs} - P_{atm}\). Vì áp suất được báo cáo trong nhiều đơn vị khác nhau, bảng dưới đây liệt kê các hệ số chuyển đổi giữa các đơn vị phổ biến nhất. Để sử dụng công thức áp suất tương đối một cách chính xác, hãy đảm bảo rằng cả \(P_{abs}\) và \(P_{atm}\) được biểu thị bằng cùng một đơn vị trước khi trừ.
| Từ \ Đến | 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 |
Áp suất khí quyển tiêu chuẩn là cùng một đại lượng vật lý trong mỗi cột của bảng trên: 101.325 kPa = 14.696 psi = 1.01325 bar = 1 atm = 760 mmHg = 101 325 Pa. Ví dụ, một chỉ số tuyệt đối là 250 kPa trừ áp suất khí quyển tiêu chuẩn là 101.325 kPa cho một áp suất tương đối là 148.675 kPa.
Giá Trị Áp Suất Khí Quyển Tiêu Chuẩn
Khí quyển tiêu chuẩn (1 atm) là một áp suất tham chiếu được định nghĩa bằng áp suất không khí trung bình ở mức nước biển. Nó được sử dụng làm giá trị mặc định của \(P_{atm}\) khi không có chỉ số khí áp kế cục bộ nào có sẵn. Cùng một áp suất tiêu chuẩn được biểu thị bằng các đơn vị khác nhau là:
| Đơn vị | Giá trị tiêu chuẩn ở mức nước biển |
|---|---|
| khí quyển | 1 atm |
| kilopascal | 101.325 kPa |
| pascal | 101 325 Pa |
| bar | 1.01325 bar |
| pound trên mỗi inch vuông | 14.696 psi |
| milimét thuỷ ngân (torr) | 760 mmHg |
| inch thuỷ ngân | 29.92 inHg |
Lưu ý về áp suất khí áp kế được đo cục bộ: Tiêu chuẩn 1 atm là một tham chiếu lý tưởng hóa, không phải là áp suất ở vị trí và thời điểm chính xác của bạn. Áp suất khí quyển thực tế thay đổi theo độ cao, hệ thống thời tiết và nhiệt độ — nó giảm khoảng 12 mmHg (khoảng 1,6 kPa) trên mỗi 100 m tăng độ cao gần mức nước biển và thay đổi theo thời tiết áp suất cao và thấp đi qua. Để có kết quả áp suất tương đối chính xác, hãy sử dụng áp suất khí áp kế được đo cục bộ cho \(P_{atm}\) thay vì tiêu chuẩn 101.325 kPa bất cứ khi nào có thể. Chỉ số khí áp kế cục bộ có thể được chuyển đổi sang các đơn vị khác bằng bộ chuyển đổi đơn vị áp suất khí áp kế, và áp suất dự kiến ở một độ cao nhất định có thể được ước tính bằng máy tính áp suất không khí ở độ cao.
Câu Hỏi Thường Gặp
Áp suất dư có thể mang giá trị âm không? Có. Khi áp suất tuyệt đối thấp hơn áp suất khí quyển (tức là chân không một phần), áp suất dư sẽ mang giá trị âm — đôi khi còn gọi là áp suất chân không.
Nên dùng giá trị áp suất khí quyển nào? Áp suất tiêu chuẩn ở mực nước biển là 101,325 kPa. Khi ở vùng cao hoặc thời tiết thay đổi, bạn nên dùng giá trị áp suất khí quyển đo được tại chỗ để có kết quả chính xác.
Công cụ này có dùng được với đơn vị psi hay bar không? Có. Bạn chỉ cần nhập cả hai giá trị theo cùng một đơn vị (psi, bar, kPa, v.v.) và kết quả sẽ ở đơn vị đó. Công thức không phụ thuộc vào đơn vị.
