Физика единица давления что такое p. Давление верхнее и нижнее: что означает

Представьте себе заполненный воздухом герметичный цилиндр, с установленным сверху поршнем. Если начать давить на поршень, то объем воздуха в цилиндре начнет уменьшаться, молекулы воздуха станут сталкиваться друг с другом и с поршнем все интенсивнее, и давление сжатого воздуха на поршень возрастет.

Если поршень теперь резко отпустить, то сжатый воздух резко вытолкнет его вверх. Это произойдет потому, что при неизменной площади поршня увеличится сила, действующая на поршень со стороны сжатого воздуха. Площадь поршня осталась неизменной, а сила со стороны молекул газа увеличилась, соответственно увеличилось и давление.

Или другой пример. Стоит человек на земле, стоит обеими стопами. В таком положении человеку комфортно, он не испытывает неудобств. Но что случится, если этот человек решит постоять на одной ноге? Он согнет одну из ног в колене, и теперь будет опираться на землю только одной стопой. В таком положении человек ощутит определенный дискомфорт, ведь давление на стопу увеличилось, причем примерно в 2 раза. Почему? Потому что площадь, через которую теперь сила тяжести придавливает человека к земле, уменьшилась в 2 раза. Вот пример того, что такое давление, и как легко его можно обнаружить в обычной жизни.

С точки зрения физики, давлением называют физическую величину, численно равную силе, действующей перпендикулярно поверхности на единицу площади данной поверхности. Поэтому, чтобы определить давление в некоторой точке поверхности, нормальную составляющую силы, приложенной к поверхности, делят на площадь малого элемента поверхности, на который данная сила действует. А для того чтобы определить среднее давление по всей площади, нормальную составляющую действующей на поверхность силы нужно разделить на полную площадь данной поверхности.

Измеряется давление в паскалях (Па). Эта единица измерения давления получила свое название в честь французского математика, физика и литератора Блеза Паскаля, автора основного закона гидростатики - Закона Паскаля, гласящего, что давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях. Впервые единица давления «паскаль» была введена в обращение во Франции в 1961 году, согласно декрету о единицах, спустя три столетия после смерти ученого.

Один паскаль равен давлению, которое вызывает сила в один ньютон, равномерно распределенная, и направленная перпендикулярно к поверхности площадью в один квадратный метр.

В паскалях измеряют не только механическое давление (механическое напряжение), но и модуль упругости, модуль Юнга, объемный модуль упругости, предел текучести, предел пропорциональности, сопротивление разрыву, сопротивление срезу, звуковое давление и осмотическое давление. Традиционно именно в паскалях выражаются важнейшие механические характеристики материалов в сопромате.

Атмосфера техническая (ат), физическая (атм), килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см2)

Кроме паскаля для измерения давления применяют и другие (внесистемные) единицы. Одной из таких единиц является «атмосфера» (ат). Давление в одну атмосферу приблизительно равно атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана. На сегодняшний день под «атмосферой» понимают техническую атмосферу (ат).

Техническая атмосфера (ат) - это давление, производимое одной килограмм-силой (кгс), распределенной равномерно по площади в один квадратный сантиметр. А одна килограмм-сила, в свою очередь, равна силе тяжести, действующей на тело массой в один килограмм в условиях ускорения свободного падения, равного 9,80665 м/с2. Одна килограмм-сила равна таким образом 9,80665 ньютон, а 1 атмосфера оказывается равной точно 98066,5 Па. 1 ат = 98066,5 Па.

В атмосферах измеряют, например, давление в автомобильных шинах, например рекомендованное давление в шинах пассажирского автобуса ГАЗ-2217 равно 3 атмосферам.

Есть еще «физическая атмосфера» (атм), определяемая как давление ртутного столба, высотой 760 мм на его основание при том, что плотность ртути равна 13595,04 кг/м3, при температуре 0°C и в условиях ускорения свободного падения равного 9,80665 м/с2. Так выходит, что 1 атм = 1,033233 ат = 101 325 Па.

Что касается килограмм-силы на квадратный сантиметр (кгс/см2), то эта внесистемная единица давления с хорошей точностью равна нормальному атмосферному давлению, что бывает иногда удобно для оценок различных воздействий.

Внесистемная единица «бар» равна приблизительно одной атмосфере, но является более точной - ровно 100000 Па. В системе СГС 1 бар равен 1000000 дин/см2. Раньше название «бар» носила единица, называемая сейчас «бария», и равная 0,1 Па или в системе СГС 1 бария = 1 дин/см2. Слово «бар», «бария» и «барометр» происходят от одного и того же греческого слова «тяжесть».

Часто для измерения атмосферного давления в метеорологии используют единицу мбар (миллибар), равную 0,001 бар. А для измерения давления на планетах где атмосфера очень разряженная - мкбар (микробар), равный 0,000001 бар. На технических манометрах чаще всего шкала имеет градуировку именно в барах.

Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.), миллиметр водяного столба (мм вод. ст.)

Внесистемная единица измерения «миллиметр ртутного столба» равна 101325/760 = 133,3223684 Па. Обозначается «мм рт.ст.», но иногда ее обозначают «торр» - в честь итальянского физика, ученика Галилея, Эванджелисты Торричелли, автора концепции атмосферного давления.

Образовалась единица в связи с удобным способом измерения атмосферного давления барометром, у которого ртутный столб пребывает в равновесии под действием атмосферного давления. Ртуть обладает высокой плотностью около 13600 кг/м3 и отличается низким давлением насыщенного пара в условиях комнатной температуры, поэтому для барометров в свое время и была выбрана именно ртуть.

На уровне моря атмосферное давление равно приблизительно 760 мм рт.ст., именно это значение и принято считать теперь нормальным атмосферным давлением, равным 101325 Па или одной физической атмосфере, 1 атм. То есть 1 миллиметр ртутного столба равен 101325/760 паскаль.

В миллиметрах ртутного столба измеряют давление в медицине, в метеорологии, в авиационной навигации. В медицине кровное давление измеряют в мм рт.ст, в вакуумной технике градуируются в мм рт.ст, наряду с барами. Иногда даже просто пишут 25 мкм, подразумевая микроны ртутного столба, если речь идет о вакуумировании, а измерения давления осуществляют вакуумметрами.

В некоторых случаях используют миллиметры водяного столба, и тогда 13,59 мм вод.ст = 1мм рт.ст. Иногда это более целесообразно и удобно. Миллиметр водяного столба, как и миллиметр ртутного столба - внесистемная единица, равная в свою очередь гидростатическому давлению 1 мм столба воды, которое этот столб оказывает на плоское основание при температуре воды столба 4°С.

Артериальное давление являет собой индивидуальный физиологический показатель, который определяет силу сдавливания крови на стенки кровеносных сосудов.

Во многом АД зависит от того, как работает сердце человека и сколько ударов в минуту оно может сделать.

Нормальное давление человека являет собой показатель, который может меняться в зависимости от физической нагрузки на организм.

Таким образом, при активных тренировках либо сильных эмоциональных переживаниях нормальное давление человека может повышаться и выходить за рамки нормы.

Идеальным в состоянии покоя считается показатель давления 110\70. Пониженное давление начинается с 100\60. Повышенное (гипертония) — с 140\90.

Критическим (максимальным) показателем считается 200/100 и больше.

Нормальное давление человека также может изменяться и после физической активности. Если сердце при этом справляется со своими функциями, то изменение АД не является отклонением. Таким образом, после спортивных нагрузок у человека может повыситься давление до 130\85.

Выделяют такие факторы, которые оказывают существенное влияние на нормальное давление (в том числе внутриглазное, внутрибрюшное и т.п.) человека:

1. Возраст человека и его общее состояние здоровья. При этом важно знать, что уже имеющиеся болезни (особенно хронические патологии почек, сердца, венерические или вирусные болезни) способны существенно повышать АД.
2. Наличие болезней, способных сгущать кровь (сахарный диабет).
3. Наличие прогрессирующих отклонений в давлении (гипертония, гипотония).
4. Состояние сердца и наличие болезней у него.
5. Атмосферное давление.
6. Уровень гормонов щитовидной железы и менопауза у женщин.
7. Гормональные сбои в организме, которые сужают артерии и сосуды.
8. Общая эластичность сосудистых стенок. У людей пожилого возраста сосуды изнашиваются и становятся ломкими.
9. Наличие атеросклероза .
10. Вредные привычки (курение, употребление спиртного).
11. Эмоциональное состояние человека (частые стрессы и переживания негативно отображаются на нормальном давлении человека).

Нормальное кровяное давление имеет некоторые отличия у женщин, взрослых мужчин и детей.

В том случае, если у человека наблюдаются сбои в данном показателе и проблемы со скачками АД, ему требуется срочная врачебная помощь и медицинское лечение.

Помимо этого, немало важную роль играет и пульсовой показатель, так как кровяной пульс неразрывно связан с венозным давлением.

Нормальное артериальное давление у человека: верхнее и нижнее давление

Перед тем, как рассмотреть, что такое верхнее и нижнее артериальное давление, приведем классификацию АД по ВОЗ.

Выделяют такие стадии повышенного АД по ВОЗ:

1. Первая стадия сопровождается стабильным протеканием гипертонии, без ухудшения работы внутренних органов.
2. Вторая стадия предусматривает развитие патологий в одном или двух органах.
3. Третья стадия затрагивает не только органы, но и также системы организма. Помимо этого, выделяют такие степени АД:
   • Пограничное состояние, при котором показатели не больше 159/99.
   • Вторая степень — умеренная гипертония (179/109 и больше).

Нормальное артериальное давление у человека — это понятие относительное, так как для каждого индивидуального (отдельного) организма существуют определенные нормовые показатели тонометра.

Перед тем, как понять, какое нормальное артериальное давление у человека, важно выяснить, что такое верхнее и нижнее артериальное давление.

Не все знают, что такое верхнее и нижнее артериальное давление, и часто его путают. Говоря простыми словами, верхнее или систолическое давление — это показатель, который зависит от частоты сокращения и силы ритма миокарда.

Нижнее или диастолическое давление — это показатель, выявляющий минимальное давление во время спадания нагрузки (расслабления) мышцы сердца.

Какое должно быть артериальное давление по возрастам и половой принадлежности?

У мужчин нормами считаются:

1. В 20 лет — 123/76.
2. В 30 лет — 130/80.
3. В 50-60 лет — 145/85.
4. Более 70 лет — 150/80.

У женщин нормальные показатели давления такие:

1. В 20 лет −115/70.
2. В 30 лет — 120/80.
3. В 40 лет — 130/85.
4. В 50-60 лет — 150/80.
5. Более 70 лет — 160/85.

Как можно заметить, показатели АД с возрастом увеличиваются как у мужчин, так и у женщин.

Нормальное артериальное давление у человека неразрывно связано с его пульсом, который также может свидетельствовать о различных заболеваниях и патологиях в организме (особенно в почках и кровеносных сосудах).

Сам по себе пульс — это не что иное, как периодические сокращения, которые связаны с колебанием сосудов при их наполнении кровью. При пониженном сосудистом давлении пульс также будет слабым.

В норме в состоянии покоя пульс человека должен быть 60-70 ударов в минуту.

Выделяют разные нормы пульса для людей разных возрастных категорий:

1. У детей от одного до двух лет — 120 ударов в минуту.
2. У детей от трех до семи лет — 95 ударов.
3. У детей от восьми до 14 лет — 80 ударов.
4. У подростков и молодых людей— 70 ударов.
5. У людей пожилого возраста — 65 ударов.

Нормальное давление у человека при беременности не сбивается вплоть до шестого месяца вынашивания ребенка. После этого из-за влияния гормонов АД может повышаться.

В том случае, если беременность протекает с отклонения или патологиями, то скачки АД могут быть более заметными. В таком состоянии у женщины может наблюдаться стойкое повышение показателей давления. При этом ей рекомендуется ставать на учет к терапевту и ложиться в больницу под наблюдение врача.

Перед тем, как рассмотреть, в каких единицах измеряют артериальное давление, следует разобраться в правилах самой процедуры по установлению показателей АД.

1. Человек должен занять сидячее положение с опорой на спину.
2. Перед измерением давления не рекомендуется физически перенапрягаться, курить, кушать, а также принимать спиртные напитки.
3. Нужно использовать только рабочий механический прибор для изменения АД, который будет иметь нормированную шкалу.
4. Рука человека должна быть на уровне его груди.
5. Во время процедуры нельзя говорить либо двигаться.
6. В измерении величины давления обеих рук нужно делать перерыв в десять минут.
7. Измерять давление должен врач либо медсестра. Самостоятельно человек не сможет точно определить свое давление.

Не все знают, в каких единицах измеряют артериальное давление и что значат показатели «мм рт. ст.». На самом деле все просто: данные единицы измерения артериального давления означают миллиметры ртутного столба. Они показывают на приборе, насколько высоко или низко АД.

После того, как мы разобрались, в каких единицах измеряют артериальное давление, приведем основные причины отклонений от нормы.

Нарушения давления в организме может развиваться по самым разным причинам. Это может быть физическое переутомление, голодание или простой стресс, который сильно повлиял на состояние человека. Обычно в таком состоянии показатели сами стабилизируются, когда организм придет в норму, человек поест, отдохнет и хорошо поспит.

Более серьезной причиной повышенного давления могут стать прогрессирующие болезни, такие как атеросклероз сосудов, сахарный диабет, острые вирусные или инфекционные заболевания. В таком состоянии человек может страдать от резких скачков АД, а также явных признаков гипертонии.

Еще одной частой причиной сбоя в АД является резкое сужение сосудов, возникшее по причине гормонального влияния, а также эмоциональных перенапряжений.

Прием некоторых препаратов, болезни сердца, нарушение свертываемости крови и чрезмерные физические нагрузки тоже могут повлиять на сбой в данном показателе.

Неправильное питание и сбой в функционировании эндокринной системы обычно плохо сказывается на АД как у молодых, так и у пожилых людей.

Разница между систолическим и диастолическим давлением: норма и отклонение

Артериальное давление имеет два основных показателя:

1. Систолическое.
2. Диастолическое.

Существует весомая разница между систолическим и диастолическим давлением. Норма верхнего (систолического давления) определяется уровнем давления в крови человека в миг самого сильного (предельного) сокращения сердца.

Таким образом, норма систолического давления напрямую зависит от частоты ударов сердца и количества его сокращений.

Выделяют такие факторы, которые влияют на норму систолического давления:

1. Объем правого желудочка.
2. Частота колебаний сердечной мышцы.
3. Мера растяжения стенок в аорте.

Норма систолического давления составляет 120 мм. рт. ст. Иногда оно называется «сердечным», однако это не совсем правильно, ведь в процессе перекачивания крови участвует не только данный орган, но и также сосуды.

Норма диастолического давления зависит от уровня давления крови в миг максимального расслабления сердца. Таким образом, норма диастолического давления составляет 80 мм.рт.ст.

По этому, есть довольно весомая разница между систолическим и диастолическим давлением.

Норма же при этом все равно индивидуальна для каждого человека, в зависимости от состояния здоровья, возраста и пола.

Повышенное артериальное давление или гипертония (гипертензия) обычно выявляется у пожилых людей. Данное заболевание считается очень опасным, поскольку оно способно привести к инсульту, то есть, разрыву сосуда в мозге.

Такое отклонение может развиться по следующим причинам:

1. Лишний вес человека (ожирение).
2. Сильное нервное перенапряжение, частые стрессы и психоэмоциональная нестабильность.
3. Хронические заболевания внутренних органов.
4. Малоподвижный образ жизни.
5. Сахарный диабет.
6. Употребление спиртных напитков.
7. Курение.
8. Неправильное питание.
9. Генетическая предрасположенность человека к данному заболеванию.

Во время гипертонии человек страдает от жутких головных болей, слабости, отдышки, сухости во рту, болей в сердце и слабости.

В таком состоянии больному нужно оказывать срочную помощь и обращаться к врачу, пока заболевание не вызвало опасных осложнений. Также при этом важно выявить первопричину гипертонии, и совместно с высоким давлением лечить и тот фактор, который спровоцировал его появление.

Гипотония — это состояние, при котором у человека наблюдается пониженное давление. При этом больной будет ощущать сильную слабость, тошноту, головокружение.

Вызвать такое состояние могут:

1. Анемия.
2. Инфаркт.
3. Длительное голодание.
4. Болезни надпочечников.

Давление - это физическая величина, которая играет особую роль в природе и жизни человека. Это незаметное глазу явление не только влияет на состояние окружающей среды, но и очень хорошо ощущается всеми. Давайте разберемся, что это такое, какие виды его существуют и как находить давление (формула) в разных средах.

Что называется давлением в физике и химии

Данным термином именуется важная термодинамическая величина, которая выражается в соотношении перпендикулярно оказываемой силы давления на площадь поверхности, на которую она воздействует. Это явление не зависит от размера системы, в которой действует, поэтому относится к интенсивным величинам.

В состоянии равновесия, по давление одинаково для всех точек системы.

В физике и химии оное обозначается с помощью буквы «Р», что является сокращением от латинского названия термина - pressūra.

Если речь идет об осмотическом давлении жидкости (равновесие между давлением внутри и снаружи клетки), используется буква «П».

Единицы давления

Согласно стандартам Международной системы СИ, рассматриваемое физическое явление измеряется в паскалях (кириллицей - Па, латиницей - Ра).

Исходя из формулы давления получается, что один Па равен одному Н (ньютон - разделенному на один квадратный метр (единица измерения площади).

Однако на практике применять паскали довольно сложно, поскольку эта единица очень мала. В связи с этим, помимо стандартов системы СИ, данная величина может измеряться по-другому.

Ниже приведены наиболее известные ее аналоги. Большинство из них широко используется на просторах бывшего СССР.

• Бары . Один бар равен 105 Па.
• Торры, или миллиметры ртутного столба. Приблизительно один торр соответствует 133, 3223684 Па.
• Миллиметры водяного столба.
• Метры водяного столба.
• Технические атмосферы.
• Физические атмосферы. Одна атм равна 101 325 Па и 1,033233 ат.
• Килограмм-силы на квадратный сантиметр. Также выделяются тонна-сила и грамм-сила. Помимо этого, есть аналог фунт-сила на квадратный дюйм.

Общая формула давления (физика 7-го класса)

Из определения данной физической величины можно определить способ ее нахождения. Выглядит он таким образом, как на фото ниже.

В нем F - это сила, а S - площадь. Иными словами, формула нахождения давления - это его сила, разделенная на площадь поверхности, на которую оно воздействует.

Также она может быть записана так: Р = mg / S или Р = pVg / S. Таким образом, эта физическая величина оказывается связанной с другими термодинамическими переменными: объемом и массой.

Для давления действует следующий принцип: чем меньше пространство, на которое влияет сила - тем большее количество давящей силы на него приходится. Если, же площадь увеличивается (при той же силе) - искомая величина уменьшается.

Формула гидростатического давления

Разные агрегатные состояния веществ, предусматривают наличие у них отличных друг от друга свойств. Исходя из этого, способы определения Р в них тоже будут другими.

К примеру, формула давления воды (гидростатического) выглядит вот так: Р = pgh. Также она применима и к газам. При этом ее нельзя использовать для вычисления атмосферного давления, из-за разности высот и плотностей воздуха.

В данной формуле р - плотность, g - ускорение свободного падения, а h - высота. Исходя из этого, чем глубже погружается предмет или объект, тем выше оказываемое на него давление внутри жидкости (газа).

Рассматриваемый вариант является адаптацией классической примера Р = F / S.

Если вспомнить, что сила равна производной массы на скорость свободного падения (F= mg), а масса жидкости - это производная объема на плотность (m = pV), то формулу давление можно записать как P = pVg / S. При этом объем - это площад, умноженная на высоту (V = Sh).

Если вставить эти данные, получится, что площадь в числителе и знаменателе можно сократить и на выходе - вышеупомянутая формула: Р = pgh.

Рассматривая давление в жидкостях, стоит помнить, что, в отличие от твердых тел, в них часто возможно искривление поверхностного слоя. А это, в свою очередь, способствует образованию дополнительного давления.

Для подобных ситуаций применяется несколько другая формула давления: Р = Р 0 + 2QH. В данном случае Р 0 - давление не искривленного слоя, а Q - поверхность натяжения жидкости. Н - это средняя кривизна поверхности, которую определяют по Закону Лапласа: Н = ½ (1/R 1 + 1/R 2). Составляющие R 1 и R 2 - это радиусы главной кривизны.

Парциальное давление и его формула

Хотя способ Р = pgh применим как для жидкостей, так и для газов, давление в последних лучше вычислять несколько другим путем.

Дело в том, что в природе, как правило, не очень часто встречаются абсолютно чистые вещества, ведь в ней преобладают смеси. И это касается не только жидкостей, но и газов. А как известно, каждый из таких компонентов осуществляет разное давление, называемое парциальным.

Определить его довольно просто. Оно равно сумме давления каждого компонента рассматриваемой смеси (идеальный газ).

Из этого следует, что формула парциального давления выглядит таким образом: Р = Р 1 + Р 2 + Р 3 … и так далее, согласно количеству составляющих компонентов.

Нередки случаи, когда необходимо определить давление воздуха. Однако некоторые по ошибке проводят вычисления только с кислородом по схеме Р = pgh. Вот только воздух - это смесь из разных газов. В нем встречаются азот, аргон, кислород и другие вещества. Исходя из сложившейся ситуации, формула давления воздуха - это сумма давлений всех его составляющих. А значит, следует приметь вышеупомянутую Р = Р 1 + Р 2 + Р 3 …

Наиболее распространенные приборы для измерения давления

Несмотря на то что высчитать рассматриваемую термодинамическую величину по вышеупомянутым формулам не сложно, проводить вычисление иногда попросту нет времени. Ведь нужно всегда учитывать многочисленные нюансы. Поэтому для удобства за несколько столетий был разработан ряд приборов, делающих это вместо людей.

Фактически почти все аппараты такого рода являются разновидностями манометра (помогает определять давление в газах и жидкостях). При этом они отличаются по конструкции, точности и сфере применения.

• Атмосферное давление измеряется с помощью манометра, именуемого барометром. Если необходимо определить разряжение (то есть давление ниже атмосферного) - применяются другая его разновидность, вакуумметр.
• Для того чтобы узнать артериальное давление у человека, в ход идет сфигмоманометр. Большинству он более известен под именем неинвазивного тонометра. Таких аппаратов существуют немало разновидностей: от ртутных механических до полностью автоматических цифровых. Их точность зависит от материалов, из которых они изготавливаются и места измерения.
• Перепады давления в окружающей среде (по-английски - pressure drop) определяются с помощью или дифнамометров (не путать с динамометрами).

Виды давления

Рассматривая давление, формулу его нахождения и ее вариации для разных веществ, стоит узнать о разновидностях этой величины. Их пять.

• Абсолютное.
• Барометрическое
• Избыточное.
• Вакуумметрическое.
• Дифференциальное.

Абсолютное

Так называется полное давление, под которым находится вещество или объект, без учета влияния других газообразных составляющих атмосферы.

Измеряется оно в паскалях и являет собою сумму избыточного и атмосферного давлений. Также он является разностью барометрического и вакуумметрического видов.

Вычисляется оно по формуле Р = Р 2 + Р 3 или Р = Р 2 - Р 4 .

За начало отсчета для абсолютного давления в условиях планеты Земля, берется давление внутри емкости, из которой удален воздух (то есть классический вакуум).

Только такой вид давления используется в большинстве термодинамических формул.

Барометрическое

Этим термином именуется давление атмосферы (гравитации) на все предметы и объекты, находящие в ней, включая непосредственно поверхность Земли. Большинству оно также известно под именем атмосферного.

Его причисляют к а его величина меняется относительно места и времени измерения, а также погодных условий и нахождения над/ниже уровня моря.

Величина барометрического давления равна модулю силы атмосферы на площади единицу по нормали к ней.

В стабильной атмосфере величина данного физического явления равна весу столпа воздуха на основание с площадью, равной единице.

Норма барометрического давления - 101 325 Па (760 мм рт. ст. при 0 градусов Цельсия). При этом чем выше объект оказывается от поверхности Земли, тем более низким становится давление на него воздуха. Через каждый 8 км оно снижается на 100 Па.

Благодаря этому свойству в горах вода в чайниках закивает намного быстрее, чем дома на плите. Дело в том, что давление влияет на температуру кипения: с его снижением последняя уменьшается. И наоборот. На этом свойстве построена работа таких кухонных приборов, как скороварка и автоклав. Повышение давления внутри их способствуют формированию в посудинах более высоких температур, нежели в обычных кастрюлях на плите.

Используется для вычисления атмосферного давления формула барометрической высоты. Выглядит она таким образом, как на фото ниже.

Р - это искомая величина на высоте, Р 0 - плотность воздуха возле поверхности, g - свободного падения ускорение, h - высота над Землей, м - молярная масса газа, т - температура системы, r - универсальная газовая постоянная 8,3144598 Дж⁄(моль х К), а е - это число Эйклера, равное 2.71828.

Часто в представленной выше формуле давления атмосферного вместо R используется К - постоянная Больцмана. Через ее произведение на число Авогадро нередко выражается универсальная газовая постоянная. Она более удобна для расчетов, когда число частиц задано в молях.

При проведении вычислений всегда стоит брать во внимание возможность изменения температуры воздуха из-за смены метеорологической ситуации или при наборе высоты над уровнем моря, а также географическую широту.

Избыточное и вакуумметрическое

Разницу между атмосферным и измеренным давлением окружающей среды называют избыточным давлением. В зависимости от результата, меняется название величины.

Если она положительная, ее называют манометрическим давлением.

Если же полученный результат со знаком минус - его именуют вакуумметрическим. Стоит помнить, что он не может быть больше барометрического.

Дифференциальное

Данная величина является разницей давлений в различных точках измерения. Как правило, ее используют для определения падения давления на каком-либо оборудовании. Особенно это актуально в нефтедобывающей промышленности.

Разобравшись с тем, что за термодинамическая величина называется давлением и с помощью каких формул ее находят, можно сделать вывод, что это явление весьма важно, а потому знания о нем никогда не будут лишними.

Никому не нравится быть под давлением. И не важно, под каким. Об этом спела еще группа Queen вместе с Дэвидом Боуи в своем знаменитом сингле "Under pressure". Что такое давление? Как понять давление? В чем оно измеряется, какими приборами и методами, куда направлено и на что давит. Ответы на эти и другие вопросы – в нашей статье про давление в физике и не только.

Если преподаватель давит на вас, задавая каверзные задачки, мы сделаем так, чтобы вы смогли верно на них ответить. Ведь понимание самой сути вещей – ключ к успеху! Итак, что такое давление в физике?

По определению:

Давление – скалярная физическая величина, равная силе, действующей на единицу площади поверхности.

В международной системе СИ измеряется в Паскалях и обозначается буквой p . Единица измерения давления – 1 Паскаль . Русское обозначение – Па , международное – Pa .

Согласно определению, чтобы найти давление, нужно силу разделить на площадь.

Любая жидкость или газ, помещенный в сосуд, оказывает на стенки сосуда давление. Например, борщ в кастрюле действует на ее дно и стены с некоторым давлением. Формула определения давления жидкости:

где g – ускорение свободного падения в гравитационном поле земли, h – высота столба борща в кастрюле, греческая буква «ро» – плотность борща.

Наиболее распространенный в быту прибор для определения давления – барометр. Но в чем измеряют давление? Кроме паскаля существуют и другие внесистемные единицы измерения:

• атмосфера;
• миллиметр ртутного столба;
• миллиметр водяного столба;
• метр водяного столба;
• килограмм-сила.

В зависимости от контекста применяются разные внесистемные единицы.

Например, когда вы слушаете или читаете прогноз погоды, там и речи не идет о паскалях. Говорят о миллиметрах ртутного столба. Один миллиметр ртутного столба – это 133 Паскаля. Если вы ездите за рулем, то наверное знаете, что нормальное давление в колесах легкового автомобиля - около двух атмосфер .

Атмосферное давление

Атмосфера – это газ, точнее, смесь газов, которая удерживается у Земли благодаря гравитации. Атмосфера переходит в межпланетное пространство постепенно, а ее высота – примерно 100 километров.

Как понимать выражение «атмосферное давление»? Над каждым квадратным метром земной поверхности находится стокилометровый столб газа. Конечно, воздух прозрачен и приятен, но у него есть масса, которая давит на поверхность земли. Это и есть атмосферное давление.

Нормальное атмосферное давление принято считать равным 101325 Па . Это давление на уровне мирового океана при температуре 0 градусов Цельсия . Такое же давление при этой же температуре оказывает на свое основание столб ртути высотой 766 миллиметров.

Чем больше высота над уровнем моря, тем ниже атмосферное давление. Например, на вершине горы Джомолунгма оно составляет всего одну четвертую от нормального атмосферного давления.

Артериальное давление

Еще один пример, где мы сталкиваемся с давлением в повседневной жизни – это измерение кровяного давления.

Артериальное давление – это кровяное давление, т.е. давление, которое кровь оказывает на стенки сосудов, в данном случае – артерий.

Если вы измерили артериальное давление и оно у вас 120 на 80 , то все хорошо. Если 90 на 50 или 240 на 180 , то вам уже точно будет неинтересно разбираться, в чем это давление измеряется и что это вообще значит.

Тем не менее, возникает вопрос: 120 на 80 чего именно? Паскалей, миллиметров ртутного столба, атмосфер или еще каких-то единиц измерения?

Артериальное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба. Оно определяет превышение давления жидкости в кровеносной системе над атмосферным давлением.

Кровь оказывает давление на сосуды и тем самым компенсирует действие атмосферного давления. Будь иначе, нас бы просто раздавило огромной массой воздуха над нами.

Но почему в измерении артериального давления две цифры?

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на

Дело в том, что кровь движется в сосудах не равномерно, а толчками. Первая цифра (120) называется систолическим давлением. Это давление на стенки сосудов в момент сокращения сердечной мышцы, его величина – наибольшая. Вторая цифра (80) определяет наименьшее значение и называется диастолическим давлением.

При измерении фиксируются значения систолического и диастолического давлений. Например, для здорового человека типичное значение артериального давления составляет 120 на 80 миллиметров ртутного столба. Это означает, что систолическое давление равно 120 мм. рт. ст., а диастолическое – 80 мм рт. ст. Разница между систолическим и диастолическим давлениями называется пульсовым давлением.

Физический вакуум

Вакуум – это отсутствие давления. Точнее, практически полное его отсутствие. Абсолютный вакуум является приближением, как идеальный газ в термодинамике и материальная точка в механике.

В зависимости от концентрации вещества различают низкий, средний и высокий вакуум. Наилучшее приближение к физическому вакууму – космическое пространство, в котором концентрация молекул и давление минимальны.

Давление – основной термодинамический параметр состояния системы. Определить давление воздуха или другого газа можно не только по приборам, но и пользуясь уравнениями, формулами и законами термодинамики . А если у вас нет времени разбираться, студенческий сервис поможет решить любую задачу на определение давления.

Артериальное давление: какое считать нормальным, как измерять, что делать при высоком и низком?

Человечество многим обязано итальянцу Рива-Роччи, который в конце позапрошлого столетия придумал аппарат, измеряющий артериальное давление (АД). В начале прошлого века это изобретение замечательно дополнил российский ученый Н.С. Коротков, предложив методику измерения давления в плечевой артерии фонендоскопом. Хотя аппарат Рива-Роччи был громоздким по сравнению с нынешними тонометрами и действительно ртутным, однако принцип его работы не менялся практически 100 лет. И медики его любили. К сожалению, теперь его разве что в музее увидишь, ведь на смену пришли компактные (механические и электронные) приборы нового поколения. А вот аускультативный метод Н.С. Короткова до сих пор с нами и успешно используется и врачами, и их пациентами.

Где норма?

Нормой артериального давления у взрослых принято считать значение 120/80 мм рт. ст . Но разве может этот показатель быть фиксированным, если живой организм, коим является человек, все время должен приспосабливаться к различным условиям существования? Да и люди все разные, поэтому в разумных пределах кровяное давление все-таки отклоняется.

инфографика: РИА Новости

Пусть современная медицина и отказалась от прежних сложных формул расчета артериального давления, где принимались во внимание такие параметры, как пол, возраст, вес, однако скидки на что-то все же имеются. Например, для астеничной «легковесной» женщины давление 110/70 мм рт. ст. считается вполне нормальным, и если АД повысится на 20 мм рт. ст., то она непременно это почувствует. Точно так же будет нормой давление 130/80 мм рт. ст. для тренированного молодого мужчины. Ведь у спортсменов оно обычно такое и есть.

На колебания артериального давления все равно будут влиять такие факторы, как возраст, физическая нагрузка, психоэмоциональная обстановка, климатические и погодные условия . , может быть, и не постигла бы гипертоника, если бы он жил в другой стране. Иначе как понимать тот факт, что на черном африканском континенте среди коренного населения АГ можно встретить лишь изредка, а негры в США страдают ею повально? Получается, что только от расы не зависит АД .

Однако если давление поднимается незначительно (10 мм рт. ст.) и лишь для того, чтобы дать человеку возможность приспособиться к окружающей среде, то есть, эпизодически, все это считается нормой и не дает оснований думать о заболевании.

С возрастом артериальное давление также чуть-чуть поднимается. Связано это с изменением сосудов, которые что-то да откладывают на своих стенках. У практически здоровых людей отложения совсем невелики, поэтому и давление повысится на 10-15 мм рт. столба.

Если значения АД перешагнут рубеж 140/90 мм рт. ст ., будут стойко держаться на этой цифре, а иногда еще и вверх двигаться, такому человеку будет поставлен диагноз артериальной гипертензии соответствующей степени в зависимости от значений давления. Следовательно, для взрослых людей нет нормы артериального давления по возрастам, есть лишь небольшая скидка на возраст. А вот у детей все немного по-другому.

Видео: как удержать артериальное давление в норме?

А как у детей?

Артериальное давление у детей имеет отличные от взрослых значения. И растет оно, начиная от рождения, сначала довольно быстро, потом рост замедляется, с некоторыми скачками вверх в подростковом возрасте, и достигает уровня АД взрослого человека. Конечно, было бы удивительно, если бы давление такого маленького новорожденного ребенка, имеющего все такое «новенькое», было 120/80 мм рт. ст.

Строение всех органов только родившегося малыша еще не завершено, это касается и сердечно-сосудистой системы тоже. Сосуды новорожденного эластичные, просвет их шире, сеть капилляров больше, поэтому давление 60/40 мм рт. ст. для него будет абсолютной нормой. Хотя, может быть, кого-нибудь удивит тот факт, что у новорожденных в аорте можно обнаружить липидные пятна желтого цвета, которые, правда, не влияют на здоровье и со временем уходят. Но это так, отступление.

По мере развития малыша и дальнейшего формирования его организма, артериальное давление повышается и к году жизни нормальными будут цифры 90-100/40-60 мм рт. ст., а значений взрослого человека ребенок достигнет лишь к годам 9-10. Однако в этом возрасте давление 100/60 мм рт. ст. будет считаться нормальным и удивления ни у кого не вызовет. А вот у подростков нормальным считается значение АД несколько выше установленного для взрослых 120/80. Вероятно, это связано с гормональным всплеском, характерным для подросткового возраста. Для расчета нормальных значений артериального давления у детей педиатры пользуются специальной таблицей , которую мы предлагаем вниманию читателей.

Проблемы с АД у детей и подростков

К сожалению, такая патология, как артериальная гипертензия, не является исключением для детского организма. Лабильность АД наиболее часто проявляется в подростковом возрасте, когда идет перестройка организма, но пубертатный период тем и опасен, что человек в это время еще не взрослый, но уже и не ребенок. Такой возраст сложен и для самого человека, ведь часто к скачкам давления приводит неустойчивость нервной системы подростка, и для его родителей, и для лечащего врача. Однако патологические отклонения должны быть вовремя замечены и нивелированы. Это уже задача взрослых.

Причинами повышения артериального давления у детей и подростков могут стать:

В результате воздействия этих факторов, тонус сосудов повышается, сердце начинает работать с нагрузкой, особенно его левый отдел. Если не принимать срочных мер, свое совершеннолетие молодой человек может встретить уже с готовым диагнозом: артериальная гипертензия или, в лучшем случае, по тому или иному типу.

Измерение давления в домашних условиях

Мы довольно долго говорим об артериальном давлении, подразумевая, что все люди умеют его измерять. Кажется, сложного ничего, манжету выше локтя накладываем, воздух в нее накачиваем, потихоньку его выпускаем и слушаем.

Все правильно, но, прежде чем перейти к АД взрослых, хочется остановиться на алгоритме измерения артериального давления, поскольку больные часто делают это самостоятельно и не всегда по методике. В итоге, получают неадекватные результаты, а, соответственно, и необоснованное применение гипотензивных средств. Кроме того, люди, рассуждая о верхнем и нижнем артериальном давлении, не всегда понимают, что все это значит.

Для правильного измерения артериального давления очень важно, в каких условиях находится человек. Чтобы не получить «случайных цифр», в Америке измеряют давление, соблюдая такие правила:

1. Комфортная обстановка для человека, чье давление интересует, должна быть не менее 5 мин.;
2. За полчаса до манипуляции не курить и не принимать пищу;
3. Посетить туалет, чтобы мочевой пузырь был не наполнен;
4. Учитывать напряжение, болевые ощущения, плохое самочувствие, прием лекарств;
5. Давление дважды измерять на обеих руках в положении лежа, сидя, стоя.

Наверное, каждый из нас с этим не согласится, разве что для военкомата или в строгих стационарных условиях подходит такое измерение. Тем не менее, стремиться к выполнению хотя бы некоторых пунктов следует. Например, хорошо бы все-таки мерять давление в спокойной обстановке , удобно уложив или усадив человека, учитывать влияние «хорошего» перекура или только что съеденного плотного обеда. Следует помнить, что принятое гипотензивное средство могло еще не оказать своего эффекта (прошло мало времени) и не хвататься за следующую таблетку, увидев неутешительный результат.

Человек, тем более, если он не совсем здоров, обычно плохо справляется с измерением давления самому себе (манжету наложить чего стоит!). Лучше если это сделает кто-нибудь из родственников или соседей. Очень серьезно нужно отнестись и к методике измерения АД .

Видео: измерение давления электронным тонометром

Манжета, тонометр, фонендоскоп… систола и диастола

Алгоритм определения артериального давления (аускультативный метод Н.С. Короткова, 1905 год) очень прост, если все делать правильно. Больного удобно усаживают (можно лежа) и начинают измерение:

• Из манжетки, соединенной с тонометром и грушей, выпускают воздух, сжимая ее ладонями;
• Обматывают манжеткой руку пациента выше локтя (плотно и ровно), стараясь, чтобы резиновая соединительная трубка была сбоку от артерии, иначе можно получить неправильный результат;
• Выбирают место прослушивания и устанавливают фонендоскоп;
• Нагнетают воздух в манжету;
• Манжета при нагнетании воздуха пережимает артерии за счет собственного давления, которое на 20-30 мм рт. ст. выше давления, при котором полностью исчезают звуки, выслушиваемые на плечевой артерии при каждой пульсовой волне;
• Медленно выпуская воздух из манжеты, на локтевом сгибе слушают звуки артерии;
• Первый звук, слышимый фонендоскопом, взглядом фиксируют на шкале тонометра. Он будет означать прорыв порции крови через пережатый участок, так как давление в артерии несколько превысило давление в манжетке. Удар вырвавшейся крови о стенку артерии называют тоном Короткова , верхним или систолическим давлением;
• Серия звуков, шумов, тонов, следующая за систолой, понятна кардиологам, а обычные люди должны уловить последний звук, который называется диастолическим или нижним , его также отмечают визуально.

Таким образом, сокращаясь, сердце выталкивает кровь в артерии (систола), создает давление на них, равное верхнему или систолическому. Кровь начинает распределяться по сосудам, что ведет к снижению давления и расслаблению сердца (диастола). Это последний, нижний, диастолический удар.

Однако есть нюансы…

Ученые установили, что при измерении артериального давления традиционным методом значения его на 10% отличны от истинных (прямое измерение в артерии при ее пункции). Подобная погрешность с лихвой искупается доступностью и простотой процедуры, к тому же, как правило, одним измерением АД у одного и того же пациента не обходится, а это позволяет уменьшить величину ошибки.

Кроме этого, и больные отнюдь не отличаются одинаковой комплекцией. Например, у худых людей определяемые величины ниже. А у полных, наоборот, выше, чем в действительности. Эту разницу позволяет нивелировать манжета шириной более 130 мм. Однако есть не просто полные люди. Ожирение 3-4 степени зачастую затрудняет измерение АД на руке. В таких случаях измерение проводят на ноге, используя для этого специальную манжету.

Бывают случаи, когда при аускультативном методе измерения АД в интервале между верхним и нижним артериальным давлением в звуковой волне наблюдается перерыв (10-20 мм рт. ст. и более), когда над артерией отсутствуют любые звуки (полная тишина), но на самом сосуде имеет место пульс. Этот феномен назван аускультативным «провалом» , который может возникнуть в верхней или средней трети амплитуды давления. Такой «провал» не должен остаться незамеченным, ибо тогда за величину систолического давления по ошибке будет принято более низкое значение АД (нижняя граница аускультативного «провала»). Иной раз эта разбежка может составлять даже 50 мм рт. ст., что, естественно, сильно повлияет на трактовку результата и, соответственно, на лечение, если таковое понадобится.

Подобная ошибка крайне нежелательна и ее можно избежать. Для этого одновременно с нагнетанием воздуха в манжету следует контролировать пульс на лучевой артерии. Повышать давление в манжете нужно до значений, превышающих в достаточной мере уровень исчезновения пульса.

Феномен «бесконечного тона» хорошо известен подростковым, спортивным врачам и в военкоматах при обследовании призывников. Природой этого феномена считают гиперкинетический тип кровообращения и низкий тонус сосудов, причиной которых становится эмоциональное или физическое напряжение. В данном случае не удается определить диастолическое давление, создается впечатление, что оно просто равно нулю. Однако через несколько дней, в расслабленном состоянии молодого человека, измерение нижнего давления не представляет никаких трудностей.

Видео: измерение давления традиционным методом

Повышается артериальное давление… (гипертония)

Причины повышения артериального давления у взрослых мало чем отличаются от таковых у детей, однако у тех, кому за… факторов риска, несомненно, больше:

1. Конечно, приводящий к сужению сосудов и повышению АД;
2. АД четко коррелирует с избыточным весом;
3. Уровень глюкозы (сахарный диабет) весьма влияет на формирование артериальной гипертензии;
4. Избыточное потребление поваренной соли;
5. Жизнь в городе, ведь известно, что повышение давления идет параллельно ускорению темпов жизни;
6. Алкоголь. Крепкий чай и кофе становятся причиной лишь тогда, когда их употребляют в неумеренных количествах;
7. Оральные контрацептивы, которые используют многие женщины во избежание нежелательной беременности;
8. Само по себе курение, может быть, и не попало бы в число причин повышенного артериального давления, но эта вредная привычка слишком плохо влияет на сосуды, особенно, периферические;
9. Низкая физическая активность;
10. Профессиональная деятельность, связанная с высоким психоэмоциональным напряжением;
11. Перепады атмосферного давления, изменение погодных условий;
12. Многие другие заболевания, в том числе, и хирургические.

Люди, страдающие артериальной гипертензией, как правило, контролируют свое состояние сами, принимая постоянно препараты для снижения артериального давления, назначенные врачом в индивидуально подобранных дозировках. Это могут быть , или . Учитывая неплохую осведомленность больных о своем недуге, нет смысла особо останавливаться на артериальной гипертензии, ее проявлениях и лечение.

Однако все когда-то начинается, так и с гипертензией. Необходимо определить: это однократное повышение АД, вызванное объективными причинами (стресс, прием алкоголя в неадекватных дозах, некоторых лекарственных средств), или наметилась тенденция к его повышению на постоянной основе, например, артериальное давление поднимается вечером, после трудового дня.

Понятно, что ежевечерний подъем АД указывает на то, что в течение дня человек несет нагрузку для себя чрезмерную, поэтому он должен проанализировать день, найти причину и приступить к лечению (или профилактике). Еще больше в таких случаях должно насторожить наличие АГ в семье, так как известно, что это заболевание имеет наследственную предрасположенность.

Если повышенное артериальное давление зафиксировано неоднократно , пусть даже в цифрах 135/90 мм рт. ст., то желательно начинать принимать меры, чтобы оно не стало высоким. Не обязательно сразу прибегать к лекарствам, можно для начала попробовать отрегулировать артериальное давление соблюдением режима труда, отдыха и питания.

Особая роль в этом плане принадлежит, конечно, диете. Отдавая предпочтение продуктам, понижающим артериальное давление, можно длительное время обходиться без фармацевтических средств, а то и вообще избежать их приема, если не забывать о народных рецептах, содержащих лечебные травы.

Составив меню из таких доступных продуктов, как чеснок, белокочанная и брюссельская капуста, фасоль и горох, молоко, печеный картофель, рыба семейства лососевых, шпинат, можно прекрасно питаться и не чувствовать голода. А бананы, киви, апельсин, гранат замечательно могут заменить любой десерт и при этом нормализовать артериальное давление.

Видео: гипертония в программе “Жить здорово!”

Артериальное давление низкое… (гипотония)

Пониженное артериальное давление хоть и не чревато такими грозными осложнениями, как высокое, но человеку жить с ним некомфортно. Обычно у таких пациентов имеется довольно распространенный в наши дни диагноз вегето-сосудистая (нейроциркуляторная) дистония по гипотоническому типу, когда при малейших признаках неблагоприятных условий артериальное давление понижается, что сопровождается бледностью кожных покровов, головокружением, тошнотой, общей слабостью и недомоганием. Больных бросает в холодный пот, может наступить обморочное состояние.

Причин этому великое множество, лечение таких людей очень сложно и длительно, к тому же, лекарств для постоянного приема не предусмотрено, разве что больные часто пьют свежезаваренный зеленый чай, кофе и от случая к случаю принимают настойку элеутерококка, женьшеня да таблетки пантокрина. Нормализовать артериальное давление у таких пациентов помогает опять-таки режим, и, особенно, сна, коего необходимо не менее 10 часов. Питание при должно быть достаточно калорийным, ибо низкое давление требует глюкозу. Зеленый чай благотворно влияет на сосуды при гипотензии, повышая несколько давление и тем самым приводя в чувство человека, что особенно заметно по утрам. Чашечка кофе тоже помогает, однако следует помнить о свойстве напитка вызывать привыкание , то есть, незаметно на него можно «подсесть».

В комплекс оздоровительных мероприятий при низком артериальном давлении входят:

1. Здоровый образ жизни (активный отдых, достаточное пребывание на свежем воздухе);
2. Высокая двигательная активность, занятия спортом;
3. Водные процедуры (аромаванны, гидромассаж, бассейн);
4. Санаторно-курортное лечение;
5. Диета;
6. Устранение провоцирующих факторов.

Помоги себе сам!

Коль начались проблемы с артериальным давлением, то не стоит пассивно ждать, что придет доктор и все вылечит. Успех профилактики и лечения во многом зависит от самого больного. Конечно, если вдруг с гипертоническим кризом случится оказаться в стационаре, то там и профиль АД назначат, и таблетки подберут. Но, когда пациент приходит на амбулаторный прием с жалобами на участившееся повышение давления, то здесь придется многое брать на себя. Например, со слов динамику АД проследить трудно, поэтому больному предлагается вести дневник (на стадии наблюдения для подбора гипотензивных средств – неделя, в период длительного приема препаратов – 2 недели 4 раза в год, то есть, каждые 3 месяца).

Дневник может быть обычной школьной тетрадкой, разбитой для удобства по графам. Следует помнить, что измерение первого дня, хоть и производится, но не учитывается. Утром (6-8 часов, но обязательно до приема лекарств) и вечером (18-21 час) нужно осуществлять по 2 измерения. Разумеется, будет лучше, если пациент окажется настолько аккуратным, что будет измерять давление каждые 12 часов в одно и то же время.

• Отдохнуть минут 5, а если имело место эмоциональное или физическое напряжение, то и 15-20 минут;
• За час перед процедурой не пить крепкий чай и кофе, об алкогольных напитках и не думать, полчаса не курить (терпеть!);
• Не комментировать действия измеряющего, не обсуждать новости, помнить, что при измерении АД должна быть тишина;
• Сидеть удобно, удерживая руку на твердой поверхности.
• Значения артериального давления аккуратно занести в тетрадь, чтобы потом показать свои записи лечащему врачу.

Об артериальном давлении можно говорить долго и много, это очень любят делать больные, сидя под кабинетом врача, однако рассуждать можно, но брать на вооружение советы и рекомендации не следует, ведь у каждого своя причина возникновения артериальной гипертензии, свои сопутствующие заболевания и свое лекарство . Некоторым пациентам препараты, понижающие давление подбираются не один день, поэтому лучше довериться одному человеку – врачу.

Видео: артериальное давление в программе “Жить Здорово!”