壓力的定義是垂直且均勻分布作用于表面上的力與表面面積之比。
P | 壓力 | [Pa] | |
F | 受力 | [N]; 1 N = 1 kg m s-2 | |
A | 面積 | [m2] |
壓力定義
在封閉的容器中,氣體顆粒進行著持續的熱運動。在其與容 器壁的相互作用中,原子和分子經受大量的的碰撞。每次碰 撞都會給容器壁施加作用力。如果封閉氣體不受外界影響, 無論在容器內什么地方什么方向進行測量,無數碰撞所產生 的壓力都是相同的。
總壓力的定義
實際上,只有一種氣體的情況非常少見。不同氣體組成的混 合物更為常見。這些氣體的每個單一成分都會產生對應的壓 力,該壓力可進行單獨測量,而與其他成分無關。由單一成 分氣體所產生的壓力被稱為分壓力。在理想氣體中,各種成 分的分壓力加起來等于總壓力,且互不干擾。所有分壓力之 和等于混合氣體的總壓力。
分壓的定義
我們的環境空氣就是一個氣體混合物的例子: 其分壓力組成如表所示
圖 : 大氣的組成。所示分壓是指 在大氣壓下的壓力即1,000 hPa。 注意:水蒸氣所表示的值是在 293 K (20°C) 時的飽和狀態。 二氧化碳和一氧 化碳值的波動取決于時間和地點。 所示的一氧化碳是大城市的峰值。 其他來源 是指自然的氫濃度為 5 · 10-5% 且分壓為 5 · 10-4 hPa。
圖 : 真空技術中的壓力范圍
圖 1.3: 壓力單位換算表
在宇宙空間中,取決于靠近星系的程度,10-18 hPa 以下的壓 力占主導地位。在地球上,已經報道技術上產生的壓力低于 10-16 hPa。低至 10-16 hPa 的氣壓范圍涵蓋 19個數量級。 根 據不同真空獲得設備和測量設備所能達到的真空度, 我們又 把真空范圍根據真空度進行了分類,如表1.2 所示。
計量壓力的單位是帕斯卡。該單位是以法國數學家、物理學 家、 作家兼哲學家布萊茲·帕斯卡(1623?–?1662 年)的名字 命名。根據公式 1-3,SI 單位帕斯卡是由 Pa = N m-2 組成。 單位 mbar、torr 以及表 1.3 中所示的單位是實際使用中常見 的。