파스칼(pascal) : Pa(법정계량단위/유도단위) 1 Pa = 1 N/m2 1960년 SI가 성립되었을 때의 압력의 SI단위는 “평방미터당뉴턴(N/m2)이었으나 1971년 파스칼(Pa)로 바뀌었습니다. 이 단위는 실용상 너무 작을 뿐만 아니라 이름도 낯익지 않았기 때문에 평판이 나빴으며 쉽게 보급되지 않았습니다. 파스칼은 말할 것도 없이 B.Pascal(1623 ~ 1662)에서 유래합니다. 프랑스에서는 103 Pa을 피에즈(pz)라고 하는데 MTS단위계의 압력단위로서 1 pieze는 104 dyn/cm2에 해당하며 1sthene/m2 또는 109 Pa에 해 당합니다. * 다인(dyn) : 힘의 단위로 1g 의 질량에 1 cm/s2 의 가속도를 부여하는 힘입니다. 1873년 영국에서 공인을 받았습니다. 다인은 ‘누른다’라는 의미의 그리스어에서 유래되었습니다. 바아(bar) : bar(법정계량단위/특수단위) 1 bar = 105 Pa 1 bar 1 m2당100 000 N의 압력을 말함으로 이 단위는1911년, Bjerkness(노르웨이, 1862 ~1951)에 의하여 제안된 것으로 1914년 영국에서 기상통보에 채택했었습니다. 일본에서는 기압은 오로지 수은주밀리미터였으나 1961년 이후부터는 밀리바아(mbar)로 바꾸었습니다. 그러나 일본계량법은 이미 1920년부터 바아를 압력의 기본단위로 채택하였고 정의는Mdyn/cm2 였습니다. 1 bar는 750.062 mmHg 에 해당하고 1.02 kgf/cm2입니다. 미터협약의 국제도량형 위원회에서 만든 국제문서에서는 바아를 국제단위계와 함께 잠정적으로 유지 되는 단위로 하고 있지만 ISO에서는 이것을 파스칼과 병용하는 단위로 격상 시켰습니다. 이것은 유럽의 모든 나라에서는 바아가 잘 보급이 되어 있고 압력계는 안전관리에 중요한 계기(計器)로 눈금단위를 바꾸는 것은 위험하다는 생각에 의한 것이라고 합니다. 바아의 이름은 힘이나 압력을 의미하는 그리스어에서 유래합니다. 그리고 바아 이름으로 불리워지고 있는 압력의 단위에는 2종류가 있으며 그 하나는 dyn/cm2 이고 나머지 하나는 106dyn/cm2입니다. 전자는 음향학에서 사용되어 왔습니다만 1951년에 106dyn/cm2 로 바뀌었고 106dyn/cm2 에 해당하는 것은 현재 마이크로(microbar)라 불립니다. 단위 기호는 일반적으로 바아 입니다. 기상관계에서는 밀리바아를 mb로 표시 하기도 합니다. 표준기압(atm) : atm(법정계량단위/특수단위) 1 atm= 101 325 Pa 13 595.10 kg/m3의 밀도를 가진 0.76 m 높이의 액주가 가속도9.806 65 m/s2 의 중력하에서 그 액주 바닥면에 미치는 압력이었습니다. 이 액체는 수은으로 0.76 m는 표준대기압 즉 760 mmHg입니다. 1 kgf/cm2(제곱센티미터당 중량킬로그램) : kgf/cm2(비법정계량단위) 1 kg/m2= 9.806 65 Pa (정확하게) 유도단위는 모두 기본단위로 정의 되므로 이러한 단위가 우선 생겼습니다. 실제로 압도적으로 사용되고 있는 것은 kgf/cm2입니다. 104kgf/cm2를 공학기압(at)라고도 하는 이유는 1 kgf/cm2가 0.967 840 97 atm으로 사용상 동일하다고 보기 때문입니다. 그러나 이 단위도 2001년 7월1일부터 사용이 중지된 단위로서 파스칼 (Pa)로 전환해서 사용하여야 합니다. 공학기압: at (비법정계량단위) 1 at = 104kgf/cm2 = 98 066.5 Pa 104kgf/cm2를 공학기압(at)이라합니다. 수주미터: mH2O, mAq(비법정계량단위) 1mH2O = 9 806.65 Pa(정확하게) 999.972 kg/m3의 밀도를 가진 1 m 높이의 액주(액체기둥)가 가속도의 크기가 9.806 65 m/s2인 중력 하에서 그 액주 바닥에 미치는 압력으로 정의되며, 이 99.972 kg/m3밀도의 액체라는 것은 4 ℃에서의 물에 해당합니다. 1mHg = 133 322 Pa 101 325/0.76 N/m2를 말함. (단 기상에관해서는 국제 기상회의에서 체결된 것에 의할 수 있다.)로 되어 있습니다. 기상분야에서는 이 정의와 다소 다른 방법을 취하고 있습니다. 즉 대기압력을 수은주밀리미터로 측정 할 경우 그 장소에서의 중력 가속도가 알려져 있다고는 할 수 없으므로 이 경우는 그 장소의 위도(ρ)및 해면에서의 높이 h m에 의하여 중력가속도의 값을 추정하여 사용하기로 하고, 그 식이나 계수는 1946년 국제 기상회의에서 나온 g = 9.806 16 –0.025 928 cos2ρ+ 0.000 069 cos22ρ-0.000 003 086 h를 사용합니다. 이 수은주 밀리미터는 국제단위계는 아니지만 이전부터 혈압측정에 사용되어 왔으며, 국제적으로도 용도를 제한하여 남겨두기로 했으나, 우리나라는 현재 비법정계량단위로 규정하고 있어 의료용으로 특히 혈압을 재는 용도로 법정계량단위가 되어야 한다고 사료됩니다. 8. 압력 : Torr 토오르(Torr) : Torr(법정계량단위) 1 Torr= 1 mmHg = 133.322 Pa 진공공학용으로 사용되는 단위로서 표준대기압(101 325 Pa)을 760 Torr라 정의합니다. 따라서 1 Torr는 1mmHg의 압력에 해당하고 1.333 22 mbar에 해당합니다. 독일에서는 예로부터 사용되었으며, 1958년에는 영국규격협회가 채택하였습니다. 이름은 수은기압계 원리의 발견자인 E. Torricelli(1608 ~ 1647)에서 유래합니다. 우리나라는 현재 법정계량단위 이지만 일본과 같이 용도를 생체내 미세압력측정으로 제한할 필요가 있습니다.
1. 진 공 (1) 진공(vacuum) - “비어 있다”라는 뜻 - 용기 내의 공기가 프와 같은 수단으로 배기되어 진공을 얻음 - 진공도 : 용기에서 공기가 얼마나 제거되었는가의 정도- 현실적으로 용기 내의 물질을 완전히 제거한다는 것은 불가능 하다. (2) 진공장치의 설치 목적 - 대기압에서 0 기압까지 용기 내의 압력을 만든다는 것이 진공장치의 설치 목적이다. - 완전 진공은 성취 불가능하며 절대 진공에 가깝게 되도록 하는 노력. 2. 기체의 일반적인 성질 (1) 기체(gas) - 기체란 말은 보통 진공에서 비압축성 기체와 증기를 의미하는 경우가 많다. (비압축성 기체 : 실온에서 액체나 고체로 압축할 수 없는 기체, 수증기) - 기체는 모든 방향으로 거의 같은 속력으로 운동한다. - 용기 내에 들어 있는 기체를 가열하면 압력이 상승하는데, 이것은 기체 분자들의 속력이 더 빨라졌다는 것을 의미한다. (2) 압력(pressure) - 기체가 주어진 온도에서 같은 속력으로 용기의 안쪽 벽을 때리게 된다. → 압력(압력은 단위면적당 힘으로서 정의한다. F/A) - 어떤 얇은 막을 공기 중이나 용기 내에서 둘 때 그 모양이 변하지 않는 것은 그 막 양쪽에서 균일한 힘이 미치고 있기 때문이다.(이 둘 사이에 압력차가 생기면 상황은 달라진다.) - 수면으로부터 상공으로 올라가면 그 압력이 서서히 변하고 해수면에서 0℃의 온도에서 측정한 압력을 표준 대기압(atm)으로 정하였고, 고도가 높아짐에 따라 이 압력은 서서히 줄어든다. - 진공도를 나타낼 때에는 통상 torr나 mmHg를 사용하나 가급적 Pascal을 사용하는 것이 옳다.
3. 진공도 진공장치는 흔히 작동 압력으로 구분하는데, 진공을 압력의 정도에 따라 분류하면 다음과 같다. SI단위에 있어서 압력 p의 단위는 파스칼(㎩)로 정해져 있다. 1㎩는 1바 [bar, b] = 105 ㎩ = 0.1㎫1밀리바 [mbar, mb] = 10-3 bar =100㎩ =0.1㎪1표준 대기압 4. 압력의 단위 . - 기호는 Torr. 표준대기압(10만 1325dyn/㎝², 수은주 760㎜)을 760Torr로 정의한다. - 토르는 대략 수은주 1㎜의 압력에 상당하며, 1.333224mbar에 해당된다. 1Torr=1/760atm=133.322Pa=1.333224mbar - 명칭은 이탈리아 물리학자 E. 토리첼리에서 유래한다. 진공공학에서 쓰이며, 독일에서 사용되고 1958년 영국 규격협회에서도 채택하였다. - 즉, 1Torr는 1mmHg에 해당하는 압력입니다. - 매우 적은 압력 단위임을 느끼시겠죠? 그래서 주로 저압기체의 압력단위로 사용함. - 1기압(atm) = 760Torr= 760mmHg = 1013mmbar =1013hPaTorr(토르)는 토리챌리에서 유래하고요, 파스칼 사람이름에서 유래한 거구요.수 은 높이로 76cm(760mm), 물기둥 높이로 10.13m(10130mm)단위가 커서 h(핵토100을 의미)를 붙이는 거구요. ● 압력 단위환산 ● 압력의 단위 [unit of pressure] SI단위에 있어서 압력 p의 단위는 파스칼(㎩)로 정해져 있다. 1㎩는 1평방미터(㎡)에 대하여 1뉴터(N)의 힘이 작용하는 압력(N/㎡)이다. 압력은 각 분야에서 관용적으로 여러 가지 단위가 사용되어 오고 있으며 다음과 같은 것이 있다. 또 특히 구별하여 게이지 압을 나타내는 경우는 Pe, Pg가 쓰이고, 절대압을 나타내는 경우는 ㎩가 관용적으로 사용된다. 1바 [bar, b] = 105 ㎩ = 0.1㎫ 1밀리바 [mbar, mb] = 10-3 bar =100㎩ =0.1㎪ 1표준 대기압[atm] = 101,325㎩≒0.1013㎫ 1수은주 미터[mHg]= (101,325/0.76)㎩≒0.1333㎫ 1수은주 밀리미터[㎜Hg] = 103 mHg= (101, 325/760)㎩≒133.3㎩ 1수주 미터 [mH2O] =9.80665 x 103㎩=9.807㎪ 1수주 밀리미터[㎜H2O] = 10-3 mH2O=9.80665㎩≒9.807㎩ 1토르[Torr] = 1 ㎜Hg≒133.3㎩=0.1333㎪ 1피에즈 [pz] = 10-3㎩=1m㎩ 1중량 킬로그램 매평방미터[㎏f/㎡] = 9.80665㎩≒9. 807㎩ 1중량 킬로그램 매평방센티미터[㎏f/㎠] = 104㎏f/㎡=98,066.5㎩=98.07㎪ 1공학기압[at]=1㎏f/㎠=98066.5㎩≒98.07㎪ |