本文中「压力」准确来说是压强,应作为「规模、程度、一切事物所具有的效能或作用」的字义,在日常生产工作常称为「压力」,而并非物理学中严格定义的压力,特此声明。

压力单位的前世今生

压力是指作用在与物体表面垂直方向上的每单位面积的力的大小,即是分布在特定作用面上之力与该面积的比值。

压力的发掘源自于人类对于自然规律不断地探索和求解:

1594年,伽利略·伽利雷(Galileo Galilei)发明灌溉机专利的时候发现其吸水泵的极限距离为10米;

1643年,埃万杰利斯塔·托里拆利(Evangelista Torricelli)选用水银作为真空实验材料,成功获得了「真空」,并以此创造了第一个气压计,真空测量的单位Torr「托」即是以托里拆利命名;

1648年,布莱兹·帕斯卡(Blaise Pascal)在验证上述两者的「新真空实验」中,论证了产生真空的原因,并称之为「压力」,是均匀作用于任何方向的。

在现代国际单位制中,标准压力单位是帕斯卡,在不混淆的情况下可简称为「帕」,便是以布莱兹·帕斯卡之名而命名。

压力的计量单位制

目前世界上主要广泛使用两种计量单位制,国际单位制和英制单位制。

国际单位制,亦称为SI单位制(SI是法语 Système International d’Unités 的缩写),其源于基于十进制计数的公制单位制(亦称为米制单位制),是科学、技术、工业和贸易的通用单位制。国际单位制起源于十八世纪末的法国,并于1960年的第十一届国际计量大会正式通过并推荐使用,并随着科技进步和精确度的提高而补充修订,如2018年第二十六届国际计量大会通过了新的国际单位制基本单位定义的提案,于2019年5月20日生效,其中就包括停止使用「国际千克原器」来定义一千克而改为基于「普朗克常数」更为精确的计量方法。

英制单位制是源自于罗马的度量衡单位,是以农业生产为基准的单位制,是无法精确定义计量的,因此是一种必须与国际单位制相挂钩的单位制。英国于1995年完成了从英制单位到国际单位制的转换,但直至今天,依然有部分国家和专业领域仍然沿用英制单位,如常用英寸来描述手机屏幕大小。

我国制定了有关量和单位的一系列国家标准,等效采用了国际标准ISO 31(ISO/IEC 80000),如现行的强制性标准GB 3100-1993《国际单位制及其应用》,推荐性标准GB/T 3101-1993《有关量、单位和符号的一般原则》和GB/T 3102.3-1993《力学的量和单位》等。

常用压力单位的名称与符号

单位名称单位符号英文名称

帕[斯卡]

Pa

Pascal

兆帕[斯卡]

MPa

Megapascal

bar

Bar

标准大气压

atm

Standardatmosphere

毫米汞柱

mmHg

Millimetreofmercury

磅力每平方英尺

psf

Pound-force persquare foot

磅力每平方英寸

psi

Pound-forcepersquare inch

千克力每平方米

kgf/m²

Kilogram-force persquare metre

压力单位换算

以下换算表均为准确/定义值显示

1 MPa= 1 000 000Pa

1bar =100 000 Pa = 0.1 MPa

1 atm = 101 325Pa

1 mmHg =133.322387 415Pa

1 psf=47.880 258 980 34 Pa

1 psi = 144 psf =6 894.757 293 17 Pa

1 kgf/m²= 9.806 65 Pa

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参考资料

[1] GB 3100-1993, 国际单位制及其应用[S].

[2] GB/T 3101-1993, 有关量、单位和符号的一般原则[S].

[3] GB/T 3102.3-1993, 力学的量和单位[S].

[4] ISO 31-0, General principles[S].

[5] ISO 80000-4, Mechanics[S].

[6] International Bureau of Weights and Measures (20 May 2019), SI Brochure: The International System of Units (SI) (9th ed.), ISBN 978-92-822-2272-0

* Image resources: freepik.com.

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