Paineyksiköt

Linan täytyy pumpata pyöränsä renkaat. Välttääksesi niiden ylitäyttymisen, Lina tarkistaa renkaidensa merkinnät, ja käyttää sopivaa mittalaitetta - painemittari - kiinnitettynä hänen pumppuunsa. Olen hämmentynyt! Merkinnät sanovat, että minun pitäisi pumpata se 80:een, mutta mittarin asteikko jatkuu vain 7:ään! Katso uudestaan, Lina.

Merkinnöissä lukee "max. 80 psi" ja asteikko on merkitty "bar". Psi - joka tarkoittaa naulaa neliötuumaa kohti - ja bar ovat molemmat paineen yksiköitä. Kautta historian ihmiset ovat mitanneet painetta monin eri tavoin. Tuloksena käytössämme on useita erilaisia yksiköitä, joita käytämme kuvatessa tämän päivän painemittauksia!

Hetki, ennen kuin keskustelemme kaikista näistä paineen eri yksiköistä - mikä onkaan paine? Paine on alueelle jakautunut voima. Kuten voima, jonka ilma kohdistaa renkaan sisäpintaan. Voimme ilmaista sen yhtälönä, jossa paine on yhtä kuin voima jaettuna pinta-alalla. Kansainvälisen yksikköjärjestelmän — SI-järjestelmän — mukaisesti voima ilmaistaan newtoneina, ja pinta-ala ilmaistaan neliömetrinä.

Paineen yksikkö on siis newtonia neliömetriä kohti – eli pascalia. 1 pascal on hyvin pieni yksikkö. Suurempia painearvoja ilmaistessamme lisäämme usein etuliitteen, kuten hehto tai kilo. Yksi hehtopascal vastaa 100 pascalia, ja yksi kilopascal on 1000 pascalia. Säätiedotuksissa hehto- tai kilopascaleita käytetään usein ilmanpaineen kuvaamiseen.

Yksi ensimmäisistä laitteista, joita käytettiin mittaamaan ilmanpainetta, oli elohopeailmapuntari eli elohopeabarometri. Tässä laitteessa nestemäinen elohopea liikkui lasiputken sisällä ilmanpaineen vaikuttamana. Elohopean liike mitattiin millimetreinä. Eli noiden barometrien osoittama paine ilmaistiin elohopeamillimetreinä. Ajan myötä yksikkö standardisoitiin, ja niin 1 millimetri elohopeaa on nyt noin 133 pascalia.

Elohopeabarometrit eivät ole enää yhtä suosittuja, mutta yksikkö on edelleen käytössä, varsinkin lääketieteessä - esimerkiksi verenpainetta mitattaessa. On vielä yksi yksikkö, joka liittyy ilmanpaineeseen - normaali-ilmakehä. Tätä käyttävät enimmäkseen fyysikot ja insinöörit. 1 normaali-ilmakehä on yhtä suuri kuin keskimääräinen ilmanpaine merenpinnalla, mikä on 101 325 pascalia. Linan painemittari käyttää toista yksikköä - bar.

Baari on suhteellisen suuri yksikkö - siksi Linan mittari menee vain 7:ään. 1 baari vastaa 100 kilopascalia. Se on vain vähän vähemmän kuin yhden vakioilmakehän paine, mikä on noin 1,013 baaria. Baari, kuten pascal, perustuu metreihin, grammoihin ja sekunteihin. Se on metrinen yksikkö.

Linan renkaiden merkintöihin käytetty yksikkö — naulaa neliötuumaa kohti eli psi — perustuu brittiläiseen yksikköjärjestelmään. 1 psi edustaa painetta, jonka 1 naulan voima kohdistaa 1 neliötuuman alueelle. 1 psi vastaa noin 6895 pascalia. Kun tiedät kuinka eri paineyksiköt liittyvät toisiinsa, voit muuntaa ne. Jos Linan renkaat on pumpattava 80 psi:iin, ja sen mittarin yksikkö on baari, hän voi muuntaa psi:n pascalien kautta baareiksi.

Katsotaan! 1 psi on noin 6895 pascalia. Joten 80 psi on yhtä kuin 80 kertaa 6895 pascalia, joka on 551600 pascalia. Se on 551,6 kilopascalia. 1 baari vastaa 100 kilopascalia, joten nyt Linan on jaettava tuloksensa 100:lla.

Se on 5,516… – noin 5,5 baarin paine!