Einheiten von Druck

Lina muss ihre Fahrradreifen aufpumpen. Damit sie nicht zu viel Luft hinein pumpt, prüft Lina die Markierungen auf ihren Reifen, und verwendet ein Druckmessgerät – ein Manometer – das an ihrer Fahrradpumpe befestigt ist. Ich bin verwirrt! Die Markierungen sagen, ich soll ihn auf 80 pumpen, aber die Skala auf dem Messgerät geht nur bis 7! Schau nochmal, Lina.

Die Markierung lautet „max. 80 psi“ und die Skala ist mit „bar“ gekennzeichnet. Psi – was für Pfund pro Quadratzoll steht – und bar sind beides Druckeinheiten. Im Laufe der Geschichte, haben Menschen den Druck auf viele verschiedene Arten gemessen. Als Ergebnis, gibt es verschiedene Einheiten, die wir verwenden, um Druckmessungen heute zu beschreiben!

Moment, bevor wir über all diese verschiedenen Druckeinheiten sprechen – was ist nochmal Druck? Druck ist eine auf eine Fläche verteilte Kraft. Zum Beispiel die Kraft, die die Luft auf die Innenfläche des Reifens ausübt. Wir können es als Gleichung ausdrücken, wobei Druck = Kraft / Fläche ist. Basierend auf dem Internationalen Einheitensystem – dem SI-System – wird Kraft in Newton und die Fläche in Quadratmetern ausgedrückt.

Die Einheit des Drucks ist also Newton pro Quadratmeter – oder Pascal. 1 Pascal ist eine sehr kleine Einheit. Um größere Druckwerte auszudrücken, fügen wir oft ein Präfix wie Hekto oder Kilo hinzu. Ein Hektopascal entspricht 100 Pascal, und ein Kilopascal entspricht 1000 Pascal. Hekto- oder Kilopascal werden oft zur Beschreibung von Luftdruck in Wetterberichten verwendet.

Eines der ersten Geräte zur Messung des atmosphärischen Drucks war ein Quecksilberbarometer. Bei diesem Gerät bewegte sich flüssiges Quecksilber in einem Glasrohr als Reaktion auf atmosphärischen Druck. Die Bewegung von Quecksilber wurde in Millimetern gemessen. Daher wurde der von diesen Barometern angezeigte Druck wurde in Millimeter Quecksilber ausgedrückt. Mit der Zeit, wurde die Einheit standardisiert, und so entspricht 1 Millimeter Quecksilber nun etwa 133 Pascal.

Quecksilberbarometer sind nicht mehr so beliebt, aber das Gerät wird vor allem in der Medizin noch häufig verwendet – zum Beispiel beim Messen des Blutdrucks. Es gibt eine weitere Einheit, die sich auf den atmosphärischen Druck bezieht – die Standardatmosphäre. Dies wird hauptsächlich von Physikern und Ingenieuren verwendet. 1 Standardatmosphäre ist gleich dem mittleren atmosphärischen Druck auf Meereshöhe, was 101.325 Pascal entspricht. Linas Manometer verwendet noch eine andere Einheit – bar.

Bar ist eine relativ große Einheit – deshalb geht Linas Anzeige nur bis 7. 1 bar entspricht 100 Kilopascal. Das ist nur ein bisschen weniger als der Druck von 1 Standardatmosphäre, das sind etwa 1,013 bar. Bar, wie Pascal, basiert auf Metern, Gramm und Sekunden. Es ist eine metrische Einheit.

Die Einheit, die für die Markierungen auf Linas Reifen verwendet wird – Pfund pro Quadratzoll oder psi – basiert auf dem imperialen Einheitensystem. 1 psi entspricht dem Druck den die Kraft von 1 Pfund ausübt wenn sie auf eine Fläche von 1 Quadratzoll wirkt. 1 psi entspricht etwa 6895 Pascal. Wenn du weißt, wie sich verschiedene Druckeinheiten zueinander verhalten, kannst du sie umwandeln. Wenn Linas Reifen auf 80 psi aufgepumpt werden müssen, und die Einheit auf ihrem Messgerät bar ist, kann sie psi in Pascal in bar umwandeln.

Mal sehen! 1 psi sind etwa 6895 Pascal. Also, 80 psi = 80 ⋅ 6895 Pascal, das sind 551600 Pascal. Das sind 551,6 Kilopascal. 1 bar entspricht 100 Kilopascal, also muss Lina jetzt ihr Ergebnis durch 100 teilen.

Das sind 5,516… – ca. 5,5 bar Druck!