Máy tính áp suất áp kế là gì?
Áp kế là một dụng cụ đơn giản dùng để đo áp suất bằng cách cân bằng nó với trọng lượng của một cột chất lỏng. Công cụ này áp dụng quan hệ thủy tĩnh \(P = \rho \cdot g \cdot h\) để chuyển đổi chiều cao của cột chất lỏng thành chênh lệch áp suất. Đây là một công cụ vật lý phổ quát — đúng ở mọi nơi và không phụ thuộc vào quy định riêng của bất kỳ quốc gia nào.
Cách sử dụng
Bạn nhập ba giá trị: khối lượng riêng của chất lỏng \(\rho\) tính bằng kilôgam trên mét khối (nước ≈ 1000, thủy ngân ≈ 13600), gia tốc trọng trường \(g\) (trên Trái Đất ≈ 9,81 m/s²) và chiều cao \(h\) của cột chất lỏng tính bằng mét. Máy tính sẽ trả về chênh lệch áp suất theo đơn vị pascal, đồng thời quy đổi sang kilôpascal, bar, milimét thủy ngân và pound trên inch vuông.
Giải thích công thức
Áp suất do một cột chất lỏng tĩnh tạo ra chỉ phụ thuộc vào chiều cao thẳng đứng của cột, chứ không phụ thuộc vào hình dạng hay tiết diện. Khối lượng riêng (\(\rho\)) cho biết chất lỏng nặng bao nhiêu trên mỗi đơn vị thể tích, gia tốc trọng trường (\(g\)) quyết định mức độ khối lượng đó bị kéo xuống, còn chiều cao (\(h\)) là độ chênh lệch thẳng đứng giữa hai mặt thoáng của chất lỏng. Nhân ba đại lượng này lại với nhau, ta được áp suất tương đối (gauge) tính bằng pascal: $$P = \rho g h$$
Ví dụ minh họa
Một áp kế thủy ngân (\(\rho = 13600 \text{ kg/m}^3\)) cho thấy chênh lệch chiều cao là 0,1 m trên Trái Đất (\(g = 9{,}81 \text{ m/s}^2\)):
$$P = 13600 \times 9{,}81 \times 0{,}1 = 13341{,}6 \text{ Pa} \approx 13{,}34 \text{ kPa} \approx 100{,}07 \text{ mmHg}$$
Câu hỏi thường gặp
Vì sao hình dạng ống không quan trọng? Áp suất thủy tĩnh chỉ phụ thuộc vào độ sâu thẳng đứng, nên chiều rộng và hình dạng của ống không hề ảnh hưởng đến kết quả.
Nên dùng khối lượng riêng nào cho nước? Nước tinh khiết ở nhiệt độ phòng có khối lượng riêng khoảng 1000 kg/m³; thủy ngân vào khoảng 13600 kg/m³.
Đây là áp suất tương đối hay áp suất tuyệt đối? Kết quả là chênh lệch áp suất (áp suất tương đối) do cột chất lỏng tạo ra; hãy cộng thêm áp suất khí quyển (~101325 Pa) để có áp suất tuyệt đối.
