Definição, unidades e exemplos de pressão

Em ciência, pressão é uma medida da força por unidade de área. o Unidade SI de pressão é o pascal (Pa), equivalente a N / m² (newtons por metro quadrado).

Se você tivesse 1 newton (1 N) de força distribuído por 1 metro quadrado (1 m)²), o resultado é 1 N / 1 m² = 1 N / m² = 1 Pa. Isso pressupõe que a força seja direcionada perpendicularmente à área da superfície.

Se você aumentasse a quantidade de força, mas a aplicasse na mesma área, a pressão aumentaria proporcionalmente. Uma força de 5 N distribuída na mesma área de 1 metro quadrado seria de 5 Pa. No entanto, se você também expandisse a força, descobriria que a pressão aumenta em um proporção inversa para o aumento da área.

Se você tivesse 5 N de força distribuídos por 2 metros quadrados, obteria 5 N / 2 m² = 2,5 N / m² = 2,5 Pa.

Uma barra é outra unidade métrica de pressão, embora não seja a unidade SI. É definido como 10.000 Pa. Foi criado em 1909 pelo meteorologista britânico William Napier Shaw.

Pressão atmosférica

O valor médio da pressão atmosférica ao nível do mar é definido como 1 atmosfera ou 1 atm. Dado que essa é uma média de uma quantidade física, a magnitude pode mudar ao longo do tempo com base em medições mais precisas métodos ou possivelmente devido a mudanças reais no ambiente que possam ter um impacto global na pressão média do atmosfera.

• 1 Pa = 1 N / m²
• 1 bar = 10.000 Pa
• 1 atm ≈ 1.013 × 10⁵ Pa = 1,013 bar = 1013 milibar

O conceito geral de força é frequentemente tratado como se agisse sobre um objeto de maneira idealizada. (Na verdade, isso é comum para a maioria das coisas na ciência e, principalmente na física, quando criamos modelos idealizados para destacar os fenômenos, temos como prestar atenção específica e ignorar tantos outros fenômenos quanto razoavelmente possível.) Nessa abordagem idealizada, se dizemos que uma força está agindo sobre um objeto, desenhamos uma seta indicando a direção da força e agimos como se a força estivesse ocorrendo naquele ponto.

Na realidade, porém, as coisas nunca são tão simples assim. Se você pressionar uma alavanca com a mão, a força é realmente distribuída pela sua mão e está empurrando contra a alavanca distribuída nessa área da alavanca. Para tornar as coisas ainda mais complicadas nessa situação, quase certamente a força não é distribuída uniformemente.

É aqui que a pressão entra em jogo. Os físicos aplicam o conceito de pressão para reconhecer que uma força é distribuída sobre uma área de superfície.

Embora possamos falar sobre pressão em vários contextos, uma das primeiras formas em que o conceito entrou em discussão na ciência foi a consideração e análise de gases. Bem antes do ciência da termodinâmica formalizada em 1800, foi reconhecido que os gases, quando aquecidos, aplicavam uma força ou pressão sobre o objeto que os continha. O gás aquecido foi usado para a levitação de balões de ar quente a partir da Europa na década de 1700, e as civilizações chinesa e outras haviam feito descobertas semelhantes muito antes disso. O século XIX também viu o advento do motor a vapor (como mostrado na imagem associada), que usa a pressão construído dentro de uma caldeira para gerar movimento mecânico, como o necessário para mover um barco, trem ou fábrica tear.

Essa pressão recebeu sua explicação física com o teoria cinética dos gases, em que os cientistas perceberam que, se um gás continha uma grande variedade de partículas (moléculas), a pressão detectada poderia ser representada fisicamente pelo movimento médio dessas partículas. Essa abordagem explica por que a pressão está intimamente relacionada aos conceitos de calor e temperatura, que também são definidos como movimento de partículas usando a teoria cinética. Um caso particular de interesse em termodinâmica é um processo isobárico, que é uma reação termodinâmica em que a pressão permanece constante.

Editado por Anne Marie Helmenstine, Ph. D.