Конвертер величинПодробнее о давлении

Гидростатическое давление

Гидростатическое давление — это давление жидкости, вызванное силой тяжести. Это явление играет огромную роль не только в технике и физике, но также и в медицине. Например, кровяное давление — это гидростатическое давление крови на стенки кровеносных сосудов. Кровяное давление — это давление в артериях. Оно представлено двумя величинами: систолическим, или наибольшим давлением, и диастолическим, или наименьшим давлением во время сердцебиения. Приборы для измерения артериального давления называются сфигмоманометрами или тонометрами. За единицу артериального давления приняты миллиметры ртутного столба.

Цифровой аппарат для измерения давления, также называемый сфигмоманометром

Кружка Пифагора — занимательный сосуд, использующий гидростатическое давление, а конкретно — принцип сифона. Согласно легенде, Пифагор изобрел эту чашку, чтобы контролировать количество выпитого вина. По другим источникам эта чашка должна была контролировать количество выпитой воды во время засухи. Внутри кружки находится изогнутая П-образная трубка, спрятанная под куполом. Один конец трубки длиннее, и заканчивается отверстием в ножке кружки. Другой, более короткий конец, соединен отверстием с внутренним дном кружки, чтобы вода в чашке наполняла трубку. Принцип работы кружки схож с работой современного туалетного бачка. Если уровень жидкости становится выше уровня трубки, жидкость перетекает во вторую половину трубки и вытекает наружу, благодаря гидростатическому давлению. Если уровень, наоборот, ниже, то кружкой можно спокойно пользоваться.

Атмосферное давление

Атмосферное давление — это давление воздуха в данном месте. Обычно оно обозначает давление столба воздуха на единицу площади поверхности. Изменение в атмосферном давлении влияет на погоду и температуру воздуха. Люди и животные страдают от сильных перепадов давления. Пониженное давление вызывает у людей и животных проблемы разной степени тяжести, от психического и физического дискомфорта до заболеваний с летальным исходом. По этой причине, в кабинах самолетов поддерживается давление выше атмосферного на данной высоте, потому что атмосферное давление на крейсерской высоте полета слишком низкое.

Анероид содержит датчик — цилиндрическую гофрированную коробку (сильфон), связанную со стрелкой, которая поворачивается при повышении или понижении давления и, соответственно, сжатия или расширения сильфона

Атмосферное давление понижается с высотой. Люди и животные, живущие высоко в горах, например в Гималаях, адаптируются к таким условиям

Путешественники, напротив, должны принять необходимые меры предосторожности, чтобы не заболеть из-за того, что организм не привык к такому низкому давлению. Альпинисты, например, могут заболеть высотной болезнью, связанной с недостатком кислорода в крови и кислородным голоданием организма

Это заболевание особенно опасно, если находиться в горах длительное время. Обострение высотной болезни ведет к серьезным осложнениям, таким как острая горная болезнь, высокогорный отек легких, высокогорный отек головного мозга и острейшая форма горной болезни. Опасность высотной и горной болезней начинается на высоте 2400 метров над уровнем моря. Во избежание высотной болезни доктора советуют не употреблять депрессанты, такие как алкоголь и снотворное, пить много жидкости, и подниматься на высоту постепенно, например, пешком, а не на транспорте. Также полезно есть большое количество углеводов, и хорошо отдыхать, особенно если подъем в гору произошел быстро. Эти меры позволят организму привыкнуть к кислородной недостаточности, вызванной низким атмосферным давлением. Если следовать этим рекомендациям, то организму сможет вырабатывать больше красных кровяных телец для транспортировки кислорода к мозгу и внутренним органам. Для этого организм увеличат пульс и частоту дыхания.

Первая медицинская помощь в таких случаях оказывается немедленно

Важно переместить больного на более низкую высоту, где атмосферное давление выше, желательно на высоту ниже, чем 2400 метров над уровнем моря. Также используются лекарства и портативные гипербарические камеры

Это легкие переносные камеры, в которых можно повысить давление с помощью ножного насоса. Больного горной болезнью кладут в такую камеру, в которой поддерживается давление, соответствующее более низкой высоте над уровнем моря. Такая камера используется только для оказания первой медицинской помощи, после чего больного необходимо спустить ниже.

Некоторые спортсмены используют низкое давление, чтобы улучшить кровообращение. Обычно для этого тренировки проходят в нормальных условиях, а спят эти спортсмены в среде с низким давлением. Таким образом, их организм привыкает к высокогорным условиям и начинает вырабатывать больше красных кровяных телец, что, в свою очередь, повышает количество кислорода в крови, и позволяет достичь более высоких результатов в спорте. Для этого выпускаются специальные палатки, давление в которых регулируются. Некоторые спортсмены даже изменяют давление во всей спальне, но герметизация спальни — дорогостоящий процесс.

Atmospheric Pressure

Atmospheric or air pressure is the pressure of air in a given environment. It usually refers to the weight of the column of atmospheric air above the unit surface area. Atmospheric pressure affects weather and temperature. Considerable changes in the atmospheric pressure cause discomfort for people and animals. Decrease in atmospheric pressure can cause psychological and physical discomfort for people and animals, or even death. For this reason, airplane cabins, which would otherwise experience low air pressure at cruising heights, are artificially pressurized.

Aneroid pressure gauge is based on a pressure sensor — a set of metallic bellows, which change their shape in response to the pressure, which, in turn, rotates the needle by a linkage connected to the bellows

Atmospheric pressure decreases with the increase in altitude. People and animals, who live at high altitudes, for example in the Himalayas, adapt to the low pressure. Travelers, on the other hand, often need to take precautionary measures to avoid discomfort.Some people, such as mountaineers, are affected by altitude sickness, caused by the oxygen deficiency in the blood. This condition can become chronic with prolonged exposure. It typically happens at altitudes above 2,400 meters. In severe cases people may be affected by high altitude cerebral or pulmonary edema. To prevent altitude-related health problems, medical professionals recommend avoiding depressants such as alcohol and sleeping pills, and also to hydrate well, and to ascend to higher altitudes at a slow pace, for example on foot, instead of using transportation. Additional recommendations include diet high in carbohydrates, and resting well, especially for individuals who ascended quickly. This will allow the body to combat the oxygen shortage, which results from low atmospheric pressure, by producing more red blood cells to carry oxygen, and by increasing heart and respiratory rates, among other adaptations.

Emergency treatment for severe altitude sickness has to be provided immediately. It is paramount to bring the patient to lower altitudes where the pressure is higher, preferably to the altitude below 2400 meters above the sea level. Treatment also includes medication, and use of the Gamow Bag. It is a portable light-weight container that can be pressurized by using a foot pump. The patient is put inside this bag to simulate lower altitudes. This is an emergency treatment and the patient still needs to be transported to lower altitudes.

Low atmospheric pressure is also used by athletes, who sleep in simulated high-altitude environments but exercise in normal conditions. This helps their bodies to adapt to high altitudes and start producing greater amounts of red blood cells, which, in turn, increases the amount of oxygen carried through their body, and enhances their athletic abilities. For this purpose athletes often use altitude tents or canopies, which have low atmospheric pressure inside.

Pressure in Geology

A quartz crystal illuminated with a red laser pointer

Pressure is a critical element in geology. Formation of gemstones requires pressure, both for the natural and laboratory-made synthetic gemstones. Crude oil is also formed by intense pressure and heat from remnants of plants and animals. In contrast to gemstones, which mostly form in rock formations, oil is generally formed in the beds of water such as rivers and seas. Organic material is covered with sand and silt, which gradually accumulates above it. The weight of the water above and the sand exert pressure. With time, these materials are buried deeper and deeper and reach several kilometers below the Earth surface. As the temperature increases by about 25 °C per each kilometer below the surface, it reaches 50-80 °C at these depths. Depending on the total temperature and temperature fluctuation, gas may be created instead of oil.

Diamond tools

Natural Gemstones

Gemstone formation varies, but often pressure is an important factor. Diamonds, for example, are created in the mantle of the Earth, where intense pressure and temperatures are present. They then emerge on or near the surface during volcanic eruptions, when magma carries them up. Some diamonds come to Earth inside meteorites, and scientists speculate that their formation on other planets is similar to Earth.

Synthetic Gemstones

Synthetic gemstone industry on the industrial scale started in the 1950s, and it is currently expanding. Some consumers still prefer mined gemstones, but there is a shift in consumer preferences, especially because of the many problems with gemstone mining that came to light recently. Many consumers choose synthetic gemstones not only because of the lower price, but also because they believe that lab-produced stones have fewer issues such as human right violations, funding wars and conflicts, and child labor.

One of the methods for growing diamonds in the laboratory, the high pressure high temperature (HPHT) method, is by subjecting carbon to high temperature over 1000 °C and pressure of about 5 GPa. Generally, diamond seeds are used as a base and graphite is a high-purity carbon source from which the new diamond grows. This method is common, especially for making gemstones, because it is cheap compared to the alternative methods. These laboratory-grown diamonds have similar and sometimes superior properties to the naturally-formed diamonds, depending on the manufacturing method. They are often colored, however.

Diamonds are widely used for industrial purposes due to their properties, especially hardness. Optical qualities, as well as heat conductivity and resistance to alkalis and acids are also valued. Cutting tools use diamond coating, and diamond powder is included in abrasive materials. Currently a large portion of industrial diamonds is made in the laboratories because synthetic production is cheaper than mining, and also because the demand for industrial diamonds cannot be met through mining exclusively.

Some companies now offer memorial diamonds. Those are grown from the carbon that was extracted from the hair or the cremation ashes of the deceased. The manufacturers market these diamonds as a memento to celebrate the life of the loved ones, and they are gaining popularity, especially on the markets of wealthy countries such as Japan and the USA.

The High Pressure High Temperature (HPHT) Process

The high pressure high temperature process is mainly used when working with synthetic diamonds. However, it is now also used on natural diamonds to enhance or adjust their color properties. Presses of different design can be used in the process. Cubic-type presses are the most expensive and complicated. They are mainly used for enhancing or changing colors in the natural diamonds. The growth within the capsule of the press is about 0.5 carats of rough diamond per day.

This article was written by Kateryna Yuri

Unit Converter articles were edited and illustrated by Anatoly Zolotkov

Hydrostatic Pressure

Hydrostatic pressure is the pressure of fluid caused by the force of gravity. It is an important factor not only in engineering and physics, but also in medicine. For example, blood pressure is the hydrostatic pressure of blood on the blood vessel walls. It usually refers to arterial pressure, and is represented by two numbers: systolic or maximum pressure and diastolic or minimum pressure during a heartbeat. The instrument used to measure blood pressure is called a sphygmomanometer. Millimeters of mercury are used as units for blood pressure measurements, even in countries like the USA and the UK, where inches are used for measuring length.

Digital blood pressure meter or sphygmomanometer

A Pythagorean cup is an interesting device, which uses the principles of hydrostatic pressure. According to legend, it was designed by Pythagoras to moderate wine drinking. Other sources mention that this cup was meant to regulate the drinking of water during a drought. It usually has a stem and always has a dome inside of it, which allows liquid to enter from the bottom through an embedded pipe. This pipe runs from the bottom of the stem of the cup to the top of the dome, then bends, and opens into the cup, as in the illustration. Liquid enters the pipe through this opening. The other side of the pipe that runs through the stem also has an opening at the bottom of the stem. The design and operating principles of a Pythagorean cup are similar to the ones in modern toilet bowls. If the liquid that fills the cup is above the top of the pipe, then it spills through the bottom of the cup, due to hydrostatic pressure. If the liquid is below that level, one can use the cup in a conventional way.

Давление в геологии

Кристалл кварца, освещенный лазерной указкой

Давление — важное понятие в геологии. Без давления невозможно формирование драгоценных камней, как природных, так и искусственных

Высокое давление и высокая температура необходимы также и для образования нефти из остатков растений и животных. В отличие от драгоценных камней, в основном образующихся в горных породах, нефть формируется на дне рек, озер, или морей. Со временем над этими остатками собирается всё больше и больше песка. Вес воды и песка давит на остатки животных и растительных организмов. Со временем этот органический материал погружается глубже и глубже в землю, достигая нескольких километров под поверхностью земли. Температура увеличивается на 25 °C с погружением на каждый километр под земной поверхностью, поэтому на глубине нескольких километров температура достигает 50–80 °C. В зависимости от температуры и перепада температур в среде формирования, вместо нефти может образоваться природный газ.

Алмазные инструменты

Природные драгоценные камни

Образование драгоценных камней не всегда одинаково, но давление — это одна из главных составных частей этого процесса. К примеру, алмазы образуются в мантии Земли, в условиях высокого давления и высокой температуры. Во время вулканических извержений алмазы перемещаются в верхние слои поверхности Земли благодаря магме. Некоторые алмазы попадают на Землю с метеоритов, и ученые считают, что они образовались на планетах, похожих на Землю.

Синтетические драгоценные камни

Производство синтетических драгоценных камней началось в 1950-х годах, и набирает популярность в последнее время. Некоторые покупатели предпочитают природные драгоценные камни, но искусственные камни становятся все более и более популярными, благодаря низкой цене и отсутствию проблем, связанных с добычей натуральных драгоценных камней. Так, многие покупатели выбирают синтетические драгоценные камни потому, что их добыча и продажа не связана с нарушением прав человека, детским трудом и финансированием войн и вооруженных конфликтов.

Одна из технологий выращивания алмазов в лабораторных условиях — метод выращивания кристаллов при высоком давлении и высокой температуре. В специальных устройствах углерод нагревают до 1000 °C и подвергают давлению около 5 гигапаскалей. Обычно в качестве кристалла-затравки используют маленький алмаз, а для углеродной основы применяют графит. Из него и растет новый алмаз. Это самый распространенный метод выращивания алмазов, особенно в качестве драгоценных камней, благодаря низкой себестоимости. Свойства алмазов, выращенных таким способом, такие же или лучше, чем свойства натуральных камней. Качество синтетических алмазов зависит от метода их выращивания. По сравнению с натуральными алмазами, которые чаще всего прозрачны, большинство искусственных алмазов окрашено.

Благодаря их твердости, алмазы широко используются на производстве. Помимо этого ценятся их высокая теплопроводность, оптические свойства и стойкость к щелочам и кислотам. Режущие инструменты часто покрывают алмазной пылью, которую также используют в абразивных веществах и материалах. Большая часть алмазов в производстве — искусственного происхождения из-за низкой цены и потому, что спрос на такие алмазы превышает возможности добывать их в природе.

Некоторые компании предлагают услуги по созданию мемориальных алмазов из праха усопших. Для этого после кремации прах очищается, пока не получится углерод, и затем на его основе выращивают алмаз. Изготовители рекламируют эти алмазы как память об ушедших, и их услуги пользуются популярностью, особенно в странах с большим процентом материально обеспеченных граждан, например в США и Японии.

Метод выращивания кристаллов при высоком давлении и высокой температуре

Метод выращивания кристаллов при высоком давлении и высокой температуре в основном используется для синтеза алмазов, но с недавнего времени этот метод помогает усовершенствовать натуральные алмазы или изменить их цвет. Для искусственного выращивания алмазов используют разные прессы. Самый дорогой в обслуживании и самый сложный из них — это пресс кубического типа. Он используется в основном для улучшения или изменения цвета натуральных алмазов. Алмазы растут в прессе со скоростью примерно 0,5 карата в сутки.

Автор статьи: Kateryna Yuri

Unit Converter articles were edited and illustrated by Анатолий Золотков

Overview

A balloon bursting at TranslatorsCafe.com office

Pressure is defined as force per unit of area. If the same force is applied to two areas, a smaller and a larger one, the pressure would be greater for the smaller area. You will probably agree that it is less scary to be stepped on by someone wearing running shoes than by someone wearing stilettos. For example, if you try pushing a sharp knife down through a carrot or a tomato, you will cut it. The area where the force is applied is small, so the pressure is high enough to cut through the object. If, on the other hand, you use a blunt knife, you will not be able to cut through because the area is greater and the pressure is lower as a result.

The SI unit for pressure is the pascal, which is newton per square meter.