Давление в шинах в атмосферах: Таблица давления в шинах по марке автомобиля

Содержание

Какое давление должно быть в шинах

Несоответствие положенному давлению шин приводит к изрядной прорехе в семейном бюджете. Давайте разберемся, как держать шины в исправном состоянии, и какие опасности предостерегают водителя.

С каждым годом автомобили требуют меньше заботы от владельца. В прошлом перед каждой поездкой шофер проверял уровень масла и охлаждающей жидкости в двигателе, задумчиво пинал колеса. Эти времена ушли. Сейчас автовладелец своевременно заезжает на ТО, да заливает омывающую жидкость — если транспортное средство не преподносит сюрпризов, то на этом обслуживание заканчивается. На колеса обращают внимание лишь в ходе сезонной смены или повреждении, забывая о том, что несоответствие давления в шинах может стать причиной повышенного износа и даже аварии!

Верные данные

Производитель всегда указывает оптимальное давление в шинах легковых автомобилей в сервисной книжке. Эта информация дублируется чаще всего на стойке двери, у некоторых моделей – на внутренней стороне крышки бензобака или бардачка.

Цифры ясные и понятные. Указаны параметры давления, соответствующие допустимому размеру шин при определенной загрузке. Загрузка показана количеством пассажиров, так что определить верное значение под силу даже блондинке из анекдота. Однако мало кто следит за колесами. Вроде бы не сдуты, будем считать, что все нормально!

Опасности

Если перекачать шину, то ее опорная поверхность становится выпуклой и появляется повышенный износ по центру шины. Немного снижается трение и вместе с ним расход топлива при движении по ровной дороге. Но экономия не оправдана, поскольку помимо ущерба шинам, страдает управляемость. При движении с высокой скоростью возникает нагрев, что чревато неприятностями, вплоть до взрыва колеса.

Обратная ситуация – давление недостаточно. Излишне деформируется боковина колеса, резина приходит в негодность. Бывали случаи, когда при наезде на препятствие происходила деформация диск. Есть старый «джиперский» прием: при движении по бездорожью стравливают давление примерно до 1 атмосферы. В грязи колеса начинают работать более эффективно. Но давление окажется недостаточным, то резина срывается с обода, а крепить бескамерные шины в полевых условиях не так просто. При выезде на хорошее дорожное покрытие нужно возвращать давление в норму, для чего нужны мощные компрессоры, бюджетные будут тужиться минут 20 и перегреваться.

Ехать на недокачанных шинах опасно: снижается и управляемость, и тормозная динамика.

Вывод ясен – контроль давления в шинах авто нужен раз в две недели. Перед дальним пробегом обязателен. Не забывайте и о запасном колесе, проверяйте его состояние раз в сезон.

Есть нюансы

Основное правило: давление проверяют на холодных шинах. При движении воздух нагревается, и давление увеличивается на 0.2-0.3 бар. Если одна сторона машины находится в тени, а вторая на солнце, то происходит неравномерный нагрев. Определить верные коррективы не так просто, поэтому в таком случае от проверки лучше воздержаться.

Важна и температура на улице. Накачанные в летнюю жару колеса осенью продемонстрируют недостаточное давление. Зимой разница давления в колесах машины, стоящей в отапливаемом гараже и на улице достигает 0.1- 0.2 бар. Понятно, что проверку проводят там, где машина ездит – непосредственно на улице.

Единицы измерений

Мы по привычке измеряем давление в атмосферах, хотя на большинстве манометров, выпущенных за рубежом, фигурируют бары. И бары, и атмосферы имеют двойное значение: физическое и метеорологическое. Сегодня нас интересует физическое.

1 бар = 1 дин/см

2. Дин – единица измерения силы

В системе единиц МКГСС фигурирует техническая или как ее еще называют метрическая атмосфера. Она определяется как давление, производимое силой 1 кгс на один квадратный сантиметр. 1 Атм = 1 кгс/см².

Разница между бар и технической атмосферой невелико: 1 бар = 1,0197 кгс/см². Такие отличия не выходят за рамки погрешности бытового манометра, так что можно не ломать себе голову, в чем измерять давление – в атмосферах или в барах.

В инструкциях некоторых машин могут фигурировать psi – фунт на квадратный дюйм. 1 Атм = 14,2 psi. Переводить цифры хлопотно, поэтому проще приобрести манометр с нужной шкалой измерений.

Как проверить давление в шинах автомобиля

Невозможно на глаз определить давление во всех колесах автомобиля. Незначительное отличие от положенного практически не видно, современные шины держат давление, даже поймав гвоздь. Понятно, что это давление не соответствует норме. Например, в колесе с несколькими гвоздями сохраняется 1 Атм, что почувствует только опытный водитель. Так что без манометра не обойтись.

Недорогие компрессоры оборудованы примитивными манометрами, на шкале которых сложно видеть десятые доли. Поэтому в хозяйстве пригодится ручной манометр: он точнее показывает данные и проверять давление им проще.

Существуют механические и электронные манометры

Механические (стрелочные) манометры недороги и функциональны. Есть дополнительные кнопки для сброса показателей и стравливания воздуха.

Обычно таким оборудованием делают 2-3 замера, поскольку сразу же точно прижать манометр к соску шины не удается. Механическое оборудование начинает показывать неверные данные при попадании влаги. Механика менее точна, чем электроника. Существует подвид механических манометров – реечные. Они похожи на шариковую ручку, показания меняет пружина цилиндрической формы. Штука хрупкая, особым спросом не пользуется, а потому мало представленная в магазинах.

Правят бал электронные манометры. Они удобны, есть подсветка, для переключения шкалы измерений достаточно нажать на кнопку. Казалось бы – живи да радуйся. Но и у таких манометров есть минусы: они дороже механических, при низкой температуре дают сбой или вообще отказываются работать, неожиданно разряжаются, при низком заряде батарейки демонстрируют значительную погрешность.

Приобретенный манометр стоит проверить и сравнить его показания с качественным оборудованием. Для этого достаточно заехать на хороший сервис. Мастера дилерских центров ГК FAVORIT MOTORS при плановом обслуживании автомобиля в обязательном порядке проверяют давление шин, исследуют износ резины.

При выявлении недостатков устраняют их в короткие сроки.

Какое давление должно быть в шинах?. Car tyres TD KAMA of Russia

1. Рекомендации производителей авто и шин по давлению в шинах

2. Таблица соответствия единиц измерения давления

3. Чем опасны отклонения в давлении в шинах?

— Риски недостаточного давления в шинах

— Риски повышенного давления в шинах

4. Как давление в шинах влияет на комфорт и безопасность вождения?

— Увеличение прочности за счёт давления

— Давление в шинах для движения по трассе

— Давление для езды по бездорожью

— Давление и экономия топлива

5. Как зависит давление в шинах от времени года?

— Давление в шинах зимой

— Давление в шинах летом

6. Как проверить давление в шинах?

7. Как часто нужно измерять давление?

Собрался в дорогу? Проверь уровень давления в шинах. Бессменный совет, о котором, увы, нередко забывают. А тем временем правильно накаченные шины делают поездку на автомобиле комфортной, управление машиной безопасным, а жизнь шин — дольше. Каким должно быть давление? Чем грозят перекаченные или недокаченные шины? Ответы на все вопросы, как и полезные советы, мы собрали в одной статье. Всё написанное ниже поможет вам не только сделать поездку безопасной, но ещё и сэкономить бюджет. Как? Читайте и прокачивайте свой уровень.

Каким должно быть давление?

Рекомендации производителей автомобилей и шин

Итак, начнем с банального. У каждого производителя автомобиля есть нормы и рекомендации по уровню внутреннего давления в шинах. Всегда лучше придерживаться их. Найти нужные цифры можно:

* В инструкции по эксплуатации автомобиля

* На специальном стикере внутри автомобиля (обычно на дверце авто, средней стойке кузова или крышке люка бензобака)

* В виде QR-кода (актуально для самых «свежих» моделей, особенно премиум-класса; стикер с кодом располагается в тех же местах)

В этих шпаргалках – вся нужная информация. Производитель оговаривает не только оптимальный уровень внутреннего давления в шинах, но и пределы, до которых его можно повышать или понижать относительно нормы. Величина давления зависит от типоразмера шин, на некоторых авто различается рекомендованное давление для задних и передних колёс. Если обобщить, то для большинства легковых авто рекомендованное постоянное давление в шинах колеблется в диапазоне 2-2,5 атмосфер. Это норма не только для комфортной и безопасной езды, но и для экономии топлива.

Производители шин на маркировке также указывают показатель давления. Но здесь есть важный момент! Цифра на боковине шины – не та норма, к которой нужно стремиться, а показатель максимального давления, которое шина способна вынести и не лопнуть.

Таблица соответствия величин измерения давления

Уровень давления в шинах измеряется в двух единицах: атмосферах (или барах) и psi. Бары наиболее распространены, именно в них измеряется давление в манометрах в шиномонтажах и на автозаправках. Однако в отдельных странах используют именно psi — фунты на квадратный дюйм. Чтобы не возникло путаницы, стоит помнить, что один psi соответствует 0,068 барам.

Чем опасны отклонения в давлении шин?

Давление в шинах влияет на то, как долго шины служат и как быстро изнашиваются. И не только. Если покрышки перекачать или, наоборот, недокачать, то изменятся такие критически важные их свойства, как сцепление с дорогой, курсовая устойчивость автомобиля при движении, управляемость (особенно на поворотах и на неровном покрытии), тормозной путь и противостояние аквапланированию.

Почему это происходит? Чтобы ответить на этот вопрос, достаточно элементарных знаний физики. При правильном давлении газа изнутри на покрышку шина сохраняет именно ту форму, которая была задумана производителем. Оптимальным является и пятно контакта шины с дорогой, ведь протектор при оптимальном давлении также сохраняет свою форму и необходимую степень плоскости, чтобы его рисунок двигался по поверхности как нужно (см. рисунок).

Самая опасная ситуация – когда в разных колёсах автомобиля разное давление. Да, некоторые производители допускают разное давление в передних и задних колёсах, но попарно между собой шины на колёсах одной автомобильной оси всё же должны совпадать. Если же давление везде неодинаковое, то авто при езде будет крениться в сторону «проседающего» колеса – то есть того, где показатель давления самый низкий. Такая ситуация – повод для техосмотра. Если в одной из шин падает давление, то она может быть повреждена. Изменение давления также может быть следствием неправильного положения обода колеса или неисправного золотника, из-за чего происходит утечка воздуха.

— Риски недостаточного давления в шинах

Шины с пониженным внутренним давлением или, говоря простым языком, недокаченные шины теряют свою форму при движении. Они становятся мягче, податливей, и вес автомобиля, особенно на скорости и при поворотах, заставляет их буквально проседать и проминаться. Чем это грозит?

Неравномерный износ. Боковые дорожки протектора стираются быстрее средней части, потому что из-за деформации шины именно они больше соприкасаются с дорогой.
Повышается сопротивление качению, что заставляет покрышку сильнее нагреваться.
Увеличивается время разгона.
Повышенный расход топлива.
Угроза целостности каркаса шины и её резины, особенно в боковых частях, что может привести к разрыву боковины. Об этом может предупредить истёртая полоса, появившаяся по всей окружности шины – это свидетельство перетирания нитей корда.
Риск демонтажа шины. Шина с недостаточным давлением может соскочить с посадочной полки диска.

Шины, деформированные долгой эксплуатацией при низком внутреннем давлении, становятся непригодны для дальнейшего использования. Даже если давление в них довести до нормы, риск разрыва в ослабленных частях остаётся. Хотите избежать лишних расходов – не напрягайте покрышки.

— Риски повышенного давления в шинах

При повышенном давлении в шинах часть протектора, которая должна быть плоской и обеспечивать надёжное сцепление с дорогой, становится выпуклой, буквально вздувается, как шарик. В результате пятно контакта шины с дорогой гораздо меньше, чем запланировано производителем. Чем это опасно?

Протектор изнашивается неравномерно, в средней части быстрее, чем по бокам.
Ухудшается сцепление и управляемость.
Из-за уменьшения площади контакта шины с дорогой увеличивается тормозной путь.
При слишком высоком давлении в шинах покрышка рискует взорваться.
Долгая езда на шинах с повышенным давлением перенапрягает нити корда, такая шина прослужит гораздо меньше.
Деформированное пятно контакта шины с дорогой мешает эффективно отводить воду, в результате на мокром покрытии может возникнуть аквапланирование.

Как давление в шинах влияет на безопасность и комфорт вождения?

Иногда давление в шинах всё же стоит понизить или повысить. Это зависит от определённых условий езды или качества покрытия. На короткий промежуток времени это позволит улучшить ходовые характеристики автомобиля и безопасность езды. Разумеется, всё в рамках рекомендаций производителя, однако и небольшие изменения способны сильно повлиять на комфорт движения.

— Увеличение прочности шин за счет давления

Незначительное повышение давления может немного поднять «предел прочности» шин при чрезмерных нагрузках. Да, перегружать автомобиль плохо, но иногда приходится, особенно когда дачный сезон на носу. Особенно актуально это для авто с присоединённым прицепом, который повышает нагрузку на задние колёса. Шины хотя бы на задней оси в этом случае лучше дополнительно накачать на 0,2-0,3 бар. От дополнительной нагрузки они всё равно немного «просядут».

— Давление в шинах для движения по трассе

Длительные и скоростные заезды по магистралям для шин – сильное испытание. Поэтому даже производители многих авто в инструкции по эксплуатации советуют: перед долгой поездкой по ровной дороге (более часа движения на скорости от 115 км/ч) лучше немного повысить давление в шинах. Повышение должно быть небольшим – 0,2 атмосфер (бар). Эта рекомендация учитывает и то, что давление в шине и само повысится от нагрева покрышки.

— Давление для езды по бездорожью

Регулировка давления в шинах может помочь преодолеть труднопроходимые участки. Езда по песку, снегу, грязи и мокрой траве станет легче, если немного снизить давление в шинах. Такой манёвр увеличит пятно контакта шины с поверхностью, повысится сцепление, и у машины будет меньше шансов увязнуть и забуксовать. Главное, сохранять невысокую скорость, а когда сложный участок останется позади – вновь восстановить правильное давление в шинах.

— Давление и экономия топлива

Существует миф, что при давлении в шинах выше нормы снижается расход топлива. Действительно снижается, но оно того не стоит. Экономия составит всего-то менее 5%, а вот комфорт вождения сильно упадёт. Дело в том, что шина под излишним давлением становится жёстче, так что вы и ваши пассажиры почувствуете все ухабы и неровности дороги. Смысл в экономии на топливе пропадает и оттого, что при постоянной езде на перекаченных шинах сами шины быстрее истираются и скорее потребуют расходов на замену.

Как зависит давление в шинах от температуры?

Зимой и летом давление в автомобильных шинах может отличаться. Это напрямую зависит от физических свойств газа, которым накачаны шины. Ещё со школы мы все помним, что при высоких температурах газ имеет свойство расширяться, а при низких – наоборот, сжиматься. Поэтому даже если накачка шин производилась недавно, при перепадах температур это самое давление изменится, причём ощутимо. В среднем на каждые 10ºС давление воздуха в шинах меняется на 0,1 бар.

— Давление в шинах зимой

Особенно тяжело поддерживать постоянное давление в шинах при похолоданиях. Поэтому осенью, сменив летнюю резину на зимнюю, к проверкам нужно подходить тщательно. Проверить его следует в период первых заморозков и после того, как температура упадёт сильно ниже нуля. Скорее всего, шины будут нуждаться в дополнительной подкачке. Имейте в виду: в тёплом гараже или на закрытой стоянке перепад давления в шинах поймать сложно. Он произойдёт, когда вы выедете на мороз. Поэтому проверку и докачку шин лучше проводить после стоянки на открытом воздухе.

— Давление в шинах летом

Летнюю подкачку шин рекомендуется проводить тёплой весной с запасом на лето и в конце лета до смены сезонной резины. Однако от проверок это не освобождает. Дело в том, что чем теплее, тем сильнее расширяется воздух в шинах – и тем скорее он «выходит» через камеры. Кроме того, давление может падать при даже микроскопических повреждениях шин, а летом это происходит даже быстрее.

Как проверить давление в шинах?

1. Манометр – ваш лучший и незаменимый друг в этом вопросе. Он может быть как портативным, вплоть до размера брелока, так и стационарным, установленным на автозаправке, в помещении шиномонтажа или других специализированных учреждениях по обслуживанию авто.

Собственный автомобильный манометр можно купить в любом магазине автозапчастей и аксессуаров. Они бывают стрелочными, механическими или электронными. От класса манометра зависит его не только его цена, но и точность. Манометр в обязательном порядке устанавливается на компрессор для подкачки колёс – именно он позволяет регулировать процесс подкачки и необходимое количество воздуха, поданного в шину. Но его можно использовать и отдельно для определения существующего давления.

Проверить точность манометра легко. Используйте его сразу после шиномонтажа, где вам отрегулируют внутреннее давление в шине до нужного показателя, и просто сверьте показания.

2. Автоматические системы контроля давления в шинах. Например, авто премиум-сегмента оснащаются датчиками прямого контроля давления, которые устанавливаются прямо в обод колеса. Датчики замеряют давление в шинах и их температуру, а информацию отправляют в бортовой компьютер. При изменении показателей давления поступает предупреждающий сигнал, либо же на панели компьютера отражается информация в цифровом и буквенном виде. Подобные устройства прямого контроля можно приобрести и установить отдельно: датчики контроля давления устанавливаются в колёса, а приёмное устройство – в салон.

Похожая система входит в состав антиблокировочной системы (ABS), но действует иначе. Система ABS измеряет не давление в шинах, а скорость вращения колёс, и делает выводы. Дело в том, что при снижении давления изменяется диаметр шины, и колесо начинает крутиться быстрее, чтобы «нагнать» остальные. Система фиксирует эти изменения, сверяет их с допустимыми значениями, хранящимися в памяти, и информирует о несовпадении.

3. Колпачки-индикаторы накручиваются на вентили шин. Такие датчики контроля давления сверху прозрачны, и эта часть служит как индикатор: изменение цвета говорит о текущем состоянии колёс. Очевидные недостатки подобной системы контроля в том, что с её помощью невозможно оценить изменение давления в шинах во время движения, необходима остановка и визуальный осмотр.

Как часто нужно проверять давление в шинах?

Проверку давления в шинах производители рекомендуют проводить раз в месяц. Но это минимум. Разумеется, при экстремальных условиях эксплуатации и резких переменах температуры рисковать не стоит и проверять нужно чаще. А перед длительным переездом или запланированными нагрузками проверка внутреннего давления в шине и вовсе обязательна, даже если она будет внеочередной.

Важно: измерение давления проводится только на холодных шинах – то есть таких, которые оставались без движения не менее 5 часов.

5 самых важных выводов

1. От давления в шинах зависит комфортность поездки, управляемость автомобиля и ваша собственная безопасность.

2. Недокаченные шины изнашиваются быстрее, могут лопнуть в боковой части и гораздо быстрее нагреваются при движении. При длительной эксплуатации шин со сниженным давлением покрышки и вовсе деформируются так, что уже не подлежат восстановлению.

3. Перекаченные шины теряют надёжное сцепление с дорогой, а автомобиль – управляемость. Кроме того, при езде на перекаченных покрышках сильно увеличивается тормозной путь, а каждая кочка становится ощутимее.

4. Проверять давление в шинах нужно как минимум раз в месяц, и точно – перед каждой длительной поездкой. В этом поможет манометр или автоматические системы контроля давления в шинах. Проверка давления проводится на «холодных» шинах, не бывших на ходу хотя бы 5 часов. Перепады температуры, заморозки, долгие поездки летом и перегрев шин – лишний и важный повод перепроверить давление в шинах.

5. Небольшие изменения давления в шинах могут помочь вам при излишних нагрузках или чтобы выехать с бездорожья. Но такие изменения должны быть краткосрочными, после давление обязательно нужно восстанавливать до нормы, рекомендованной производителем.

Манометрическое давление, абсолютное давление и измерение давления

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Давать определение манометрическому и абсолютному давлению.
Понимание работы барометров-анероидов и барометров с открытой трубкой.

Если вы прихрамываете на заправочную станцию с почти спущенной шиной, вы заметите, что манометр на авиалинии показывает почти ноль, когда вы начинаете заправлять ее. На самом деле, если бы в вашей шине была зияющая дыра, датчик показал бы ноль, даже если в шине существует атмосферное давление. Почему манометр показывает ноль? Здесь нет никакой тайны. Шинные манометры просто предназначены для чтения нуля при атмосферном давлении и положительного значения, когда давление выше атмосферного.

Точно так же атмосферное давление добавляется к кровяному давлению в каждой части системы кровообращения. (Как отмечено в принципе Паскаля, общее давление в жидкости представляет собой сумму давлений из разных источников — здесь сердца и атмосферы.) Но атмосферное давление не оказывает чистого влияния на кровоток, поскольку оно увеличивает давление на выходе. сердца и обратно в него тоже. Важно то, насколько больше кровяное давление, чем атмосферное давление. Таким образом, измерения артериального давления, как и давления в шинах, производятся относительно атмосферного давления.

Короче говоря, манометры очень часто игнорируют атмосферное давление, то есть показывают ноль при атмосферном давлении. Поэтому мы определяем манометрическое давление как давление относительно атмосферного давления. Манометрическое давление является положительным для давлений выше атмосферного давления и отрицательным для давлений ниже его.

Манометрическое давление

Манометрическое давление – это давление относительно атмосферного давления. Манометрическое давление является положительным для давлений выше атмосферного давления и отрицательным для давлений ниже его.

На самом деле атмосферное давление добавляется к давлению в любой жидкости, не заключенной в жесткий контейнер. Это происходит из-за принципа Паскаля. Таким образом, полное давление или абсолютное давление представляет собой сумму манометрического давления и атмосферного давления: P _{абс. давление, P _g манометрическое давление, P _атм — атмосферное давление. Например, если ваш манометр показывает 34 фунта на квадратный дюйм (фунт на квадратный дюйм), то абсолютное давление равно 34 фунта на квадратный дюйм плюс 14,7 фунта на квадратный дюйм ( P _атм в фунтах на квадратный дюйм) или 48,7 фунтов на квадратный дюйм (эквивалентно 336 кПа).}

Абсолютное давление

Абсолютное давление представляет собой сумму манометрического и атмосферного давления.

По причинам, которые мы рассмотрим позже, в большинстве случаев абсолютное давление в жидкостях не может быть отрицательным. Жидкости толкают, а не тянут, поэтому наименьшее абсолютное давление равно нулю. (Отрицательное абсолютное давление — это притяжение.) Таким образом, наименьшее возможное манометрическое давление равно P _г = − P _атм (это дает P _абс ноль). Нет теоретического предела тому, насколько большим может быть манометрическое давление.

Существует множество устройств для измерения давления, от шинных манометров до манжет для измерения артериального давления. Принцип Паскаля имеет большое значение в этих устройствах. Неизменная передача давления через жидкость позволяет точно измерять давление на расстоянии. Дистанционное зондирование часто более удобно, чем помещение измерительного прибора в систему, например в артерию человека. На рис. 1 показан один из многих типов механических манометров, используемых сегодня. Во всех механических манометрах давление приводит к силе, которая преобразуется (или преобразуется) в некоторый тип показаний.

Рис. 1. Этот манометр-анероид использует гибкий сильфон, соединенный с механическим индикатором для измерения давления.

Целый класс манометров использует свойство, согласно которому давление, обусловленное весом жидкости, определяется как P = hρg . Рассмотрим, например, U-образную трубку, показанную на рис. 2. Эта простая трубка называется манометр . На рисунке 2(а) обе стороны трубы открыты для атмосферы. Таким образом, атмосферное давление давит на каждую сторону одинаково, поэтому его эффект нейтрализуется. Если жидкость глубже с одной стороны, давление на более глубокой стороне больше, и жидкость течет с этой стороны до тех пор, пока глубины не сравняются.

Давайте рассмотрим, как манометр используется для измерения давления. Предположим, что одна сторона U-образной трубки соединена с каким-либо источником давления P _abs, таким как игрушечный воздушный шар на рис. 2(b) или упакованная под вакуумом банка из-под арахиса, показанная на рис. 2(c). Давление передается на манометр в неизменном виде, и уровни жидкости уже не равны. На рис. 2(b) P _абс. больше атмосферного давления, тогда как на рис. 2(c) P _абс. меньше атмосферного давления. В обоих случаях P _абс отличается от атмосферного давления на величину hρg , где ρ — плотность жидкости в манометре. На рисунке 2(b) P _абс может поддерживать столб жидкости высотой h , поэтому он должен оказывать давление на hρg больше, чем атмосферное давление (манометрическое давление P _g равно положительный). На рисунке 2(c) атмосферное давление может поддерживать столб жидкости высотой h , и поэтому P _абс меньше атмосферного давления на величину hρg (манометрическое давление P _g отрицательно). Манометр с одной стороной, открытой в атмосферу, является идеальным устройством для измерения манометрического давления. Манометрическое давление равно P _g = hρg и определяется путем измерения h .

Рис. 2. Манометр с открытой трубкой имеет одну сторону, открытую в атмосферу. (a) Глубина жидкости должна быть одинаковой с обеих сторон, иначе давление, оказываемое каждой стороной на дно, будет неодинаковым, и будет течь с более глубокой стороны. (b) Положительное манометрическое давление P _g = hρg, передаваемое на одну сторону манометра, может поддерживать столб жидкости высотой h. (c) Аналогично, атмосферное давление больше отрицательного манометрического давления P _g на величину hρg. Жесткость банки предотвращает передачу атмосферного давления на арахис.

Ртутные манометры часто используются для измерения артериального давления. На плечо надевается надувная манжета, как показано на рис. 3. Сжимая грушу, человек, производящий измерение, оказывает давление, которое без уменьшения передается как на основную артерию руки, так и на манометр. Когда это приложенное давление превышает кровяное давление, кровоток ниже манжеты прекращается. Затем человек, выполняющий измерение, медленно снижает приложенное давление и прислушивается к возобновлению кровотока. Артериальное давление пульсирует из-за насосной деятельности сердца, достигая максимума, называемого систолическое давление , и минимум, называемый диастолическим давлением , при каждом сердечном сокращении. Систолическое давление измеряют, отмечая значение ч , когда кровоток впервые начинается при снижении давления в манжете. Диастолическое давление измеряют, отмечая ч , когда кровь течет без перерыва. Типичное кровяное давление молодого человека поднимает ртутный столбик на высоту 120 мм при систолическом и 80 мм при диастолическом. Это обычно указывается как 120 на 80 или 120/80. Первое давление соответствует максимальному выбросу сердца; второй обусловлен эластичностью артерий при поддержании давления между ударами. Плотность ртутной жидкости в манометре в 13,6 раза больше, чем воды, поэтому высота жидкости будет в 1/13,6 меньше, чем в водяном манометре. Эта уменьшенная высота может затруднить измерения, поэтому ртутные манометры используются для измерения более высоких давлений, таких как кровяное давление. Плотность ртути такова, что 1,0 мм рт. ст. = 133 Па.

Систолическое давление

Систолическое давление — это максимальное кровяное давление.

Диастолическое давление

Диастолическое давление – это минимальное кровяное давление.

Рис. 3. При рутинном измерении артериального давления на плечо на уровне сердца накладывается надувная манжета. Кровоток определяется непосредственно под манжетой, и соответствующие значения давления передаются на ртутный манометр. (кредит: фото армии США, сделанное специалистом Micah E. Clare4TH BCT)

Пример 1. Расчет высоты мешка для внутривенных вливаний: артериальное давление и внутривенные вливания

Внутривенные вливания обычно осуществляются с помощью силы гравитации. Предполагая, что плотность вводимой жидкости составляет 1,00 г/мл, на какой высоте следует разместить мешок для внутривенных вливаний над точкой входа, чтобы жидкость только попала в вену, если артериальное давление в вене на 18 мм рт. ст. выше атмосферного давления ? Предположим, что мешок для внутривенных вливаний является складным.

Стратегия для (а)

Чтобы жидкость просто попала в вену, ее давление на входе должно превышать кровяное давление в вене (на 18 мм рт. ст. выше атмосферного давления). Поэтому нам нужно найти высоту жидкости, которая соответствует этому манометрическому давлению.

Решение

Сначала нам нужно преобразовать давление в единицы СИ. Поскольку 1,0 мм рт.ст. = 133 Па,

[латекс]P=\text{18 мм рт.ст.}\times \frac{\text{133 Па}}{1,0 \text{мм рт.ст.}}=\text{2400 Па} \\[/latex]

Перестановка 9{2}\right)}\\ & =& \text{0,24 м.}\end{array}\\[/latex]

Обсуждение

Мешок для внутривенных вливаний должен располагаться на высоте 0,24 м над точкой входа в руку, чтобы жидкость просто попала в руку. Как правило, мешки для внутривенных вливаний размещают выше этого. Вы, возможно, заметили, что пакеты, используемые для сбора крови, располагаются ниже донора, чтобы кровь могла легко течь из руки в мешок, что является противоположным направлением потока, чем требуется в представленном здесь примере.

Барометр — это прибор для измерения атмосферного давления. Ртутный барометр показан на рис. 4. Этот прибор измеряет атмосферное давление, а не манометрическое, потому что над ртутью в трубке почти чистый вакуум. Высота ртутного столба такова, что hρg = P _атм . Когда атмосферное давление меняется, столбик ртути поднимается или опускается, что дает синоптикам важные подсказки. Барометр также можно использовать как высотомер, поскольку среднее атмосферное давление меняется с высотой. Ртутные барометры и манометры настолько распространены, что для измерения атмосферного давления и кровяного давления часто используются единицы мм рт. В таблице 1 приведены коэффициенты пересчета для некоторых наиболее часто используемых единиц измерения давления.

Рисунок 4. Ртутный барометр измеряет атмосферное давление. Давление из-за веса ртути, hρg , равно атмосферному давлению. Атмосфера способна поднять ртуть в трубке на высоту х , потому что давление над ртутью равно нулю.

Таблица 1. Коэффициенты пересчета для различных единиц измерения давления
Преобразование в Н/м ² (Па)	Преобразование из атм
1,0 атм = 1,013 × 10 ⁵ Н/м ²	1,0 атм = 1,013 × 10 ⁵ Н/м ²
1,0 дин/см ² = 0,10 Н/м ²	1,0 атм = 1,013 × 10 ⁶ дин/см ²
1,0 кг/см ² = 9,8 × 10 ⁴ Н/м ²	1,0 атм = 1,013 кг/см ²
1,0 фунт/дюйм. ² = 6,90 × 10 ³ Н/м ²	1,0 атм = 14,7 фунта/дюйм. ²
1,0 мм рт.ст. = 133 Н/м ²	1,0 атм = 760 мм рт.ст.
1,0 см рт.ст. = 1,33 × 10 ³ Н/м ²	1,0 атм = 76,0 см рт. ст.
1,0 см воды = 98,1 Н/м ²	1,0 атм = 1,03 × 10 ³ см воды
1,0 бар = 1,000 × 10 ⁵ Н/м ²	1,0 атм = 1,013 бар
1,0 мбар = 1,000 × 10 ² Н/м ²	1,0 атм = 1013 миллибар

Резюме раздела

Манометрическое давление — это давление относительно атмосферного давления.
Абсолютное давление представляет собой сумму манометрического и атмосферного давления.
Манометр-анероид измеряет давление с помощью сильфонно-пружинного устройства, соединенного со стрелкой калиброванной шкалы.
Манометры с открытой трубкой имеют U-образные трубки, один конец которых всегда открыт. Используется для измерения давления.
Ртутный барометр — прибор для измерения атмосферного давления.

Концептуальные вопросы

1. Объясните, почему жидкость достигает одинакового уровня по обе стороны манометра, если обе стороны открыты для атмосферы, даже если трубки имеют разный диаметр.

2. На рис. 3 показано, как выполняется обычное измерение артериального давления. Влияет ли на измеряемое давление понижение манометра? Каков эффект поднятия руки выше плеча? Каков эффект наложения манжеты на бедро, когда человек стоит? Объясните свои ответы с точки зрения давления, создаваемого весом жидкости.

3. Учитывая величину типичного артериального давления, почему для этих измерений используются ртутные, а не водяные манометры?

Задачи и упражнения

1. Найдите манометрическое и абсолютное давление в баллоне и банке с арахисом, показанные на рисунке 2, предполагая, что манометр, подключенный к баллону, использует воду, а манометр, подключенный к банке, содержит ртуть. Выразите в единицах измерения сантиметры воды для воздушного шара и миллиметры ртутного столба для банки, взяв 9.0015 ч = 0,0500 м для каждого.

Рис. 2. Манометр с открытой трубкой имеет одну сторону, открытую в атмосферу. (a) Глубина жидкости должна быть одинаковой с обеих сторон, иначе давление, оказываемое каждой стороной на дно, будет неодинаковым, и будет течь с более глубокой стороны. (b) Положительное манометрическое давление P _g = hρg , передаваемое на одну сторону манометра, может поддерживать столб жидкости высотой h. (c) Точно так же атмосферное давление больше, чем отрицательное манометрическое давление P _г на количество л.с.г . Жесткость банки предотвращает передачу атмосферного давления на арахис.

2. (a) Преобразуйте нормальные показания артериального давления 120 на 80 мм рт.ст. в ньютоны на квадратный метр, используя соотношение для давления из-за веса жидкости [латекс]\left(P={h\rho g}\ справа)\\[/latex], а не коэффициент преобразования. б) Обсудите, почему артериальное давление у младенца может быть ниже, чем у взрослого. В частности, рассмотрите меньшую высоту, на которую необходимо перекачивать кровь.

3. Какой высоты должен быть наполненный водой манометр для измерения артериального давления до 300 мм рт.ст.?

4. Скороварки существуют уже более 300 лет, хотя в последние годы их использование сильно сократилось (ранние модели имели неприятную привычку взрываться). Какое усилие должны выдерживать защелки, удерживающие крышку на скороварке, если круглая крышка имеет диаметр 25,0 см и манометрическое давление внутри составляет 300 атм? Весом крышки пренебречь.

5. Предположим, вы измеряете артериальное давление у стоящего человека, надев манжету на его ногу на 0,500 м ниже сердца. Вычислите давление, которое вы бы наблюдали (в единицах мм рт.ст.), если бы давление в сердце было 120 на 80 мм рт.ст. Предположим, что нет потери давления из-за сопротивления в системе кровообращения (разумное предположение, поскольку крупные артерии большие).

6. Подводная лодка села на мель на дне океана с люком на глубине 25,0 м от поверхности. Рассчитайте усилие, необходимое для открытия люка изнутри, если он круглый и имеет диаметр 0,450 м. Давление воздуха внутри подводной лодки 1,00 атм.

7. Предполагая, что шины велосипеда абсолютно гибкие и выдерживают вес велосипеда и велосипедиста только за счет давления, рассчитайте общую площадь шин, соприкасающихся с землей. Велосипед плюс водитель имеет массу 80,0 кг, а манометрическое давление в шинах 3,50 × 10 ⁵ Па

Глоссарий

абсолютное давление:: сумма манометрического и атмосферного давления

диастолическое давление:: минимальное артериальное давление в артерии

манометрическое давление:: давление относительно атмосферного давления

систолическое давление:: максимальное артериальное давление в артерии

Выбранные решения для проблем и упражнений

1. Баллон:

P _G = 5,00 см h ₂ O,

P _ABS = 1.035 ×

9 3 _. O

Банка:

P _г = -50,0 мм рт.ст.,

P _абс = 710 мм рт.ст.

3. 4,08 м

5. [латекс]\begin{array}{}\Delta P=\text{38,7 мм рт.ст.,}\\ \text{артериальное давление в ногах}=\frac{\text{159} }{\text{119}}\end{array}\\[/latex]

7. 22,4 см ²

13.4: Единицы давления и преобразования

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 53802

Рисунок \(\PageIndex{1}\) (Источник: Пользователь: IFCAR/Wikimedia Commons; Источник: http://commons.

wikimedia.org/wiki/File:Mercury-Grand-Marquis.jpg(открывается в новом окне); Лицензия: Public Domain)

Угадайте, сколько лет этой машине?

Поддержание надлежащего давления воздуха в автомобильной шине имеет ряд преимуществ. Поездка более плавная и безопасная, чем при слишком низком давлении. У автомобиля увеличивается расход топлива, а шины изнашиваются не так быстро. Рекомендуемое давление для этой модели автомобиля (обычно где-то между \(32\)-\(35 \: \text{psi}\)) обычно указано в руководстве по эксплуатации или выбито где-то внутри двери. Давление в шине — это максимальное давление для этой шины, а не рекомендуемое. Давление в шинах лучше всего измерять, когда шина холодная, так как при вождении автомобиля воздух в шине нагревается и давление увеличивается.

Единицы измерения давления и их преобразование

Барометр измеряет давление газа по высоте ртутного столба. Одна единица давления газа — это миллиметр ртутного столба \(\left( \text{мм} \: \ce{Hg} \right)\). Единица, эквивалентная \(\text{мм} \: \ce{Hg}\), называется \(\text{торр}\) в честь изобретателя барометра Эванджелисты Торричелли. паскаля \(\left( \text{Pa} \right)\) является стандартной единицей давления. Паскаль — это очень маленькое давление, поэтому наиболее удобной единицей измерения повседневного давления газа является килопаскаль \(\left( \text{кПа} \right)\). Килопаскаль равен 1000 паскалей. Другой часто используемой единицей давления является 9.0023 атмосфера \(\left( \text{atm} \right)\). Стандартное атмосферное давление определяется как \(1 \: \text{атм}\) давления и равно \(760 \: \text{мм} \: \ce{Hg}\) и \(101,3 \:\ текст{кПа}\). Атмосферное давление также часто указывается в фунтах на квадратный дюйм \(\left( \text{psi} \right)\). Атмосферное давление на уровне моря равно \(14,7 \: \text{psi}\).

\[1 \: \text{атм} = 760 \: \text{мм} \: \ce{Hg} = 760 \: \text{торр} = 101,3 \: \text{кПа} = 14,7 \: \text{psi}\номер \]

Важно уметь конвертировать разные единицы давления. Для этого мы будем использовать эквивалентные стандартные давления, показанные выше.

Пример \(\PageIndex{1}\): преобразование единиц измерения давления

Атмосферное давление в гористой местности измеряется как \(613 \: \text{мм} \: \ce{Hg}\). Каково это давление в \(\text{атм}\) и в \(\text{кПа}\)?

Решение

Шаг 1: Перечислите известные количества и спланируйте задачу.

Известно

Дано: \(613 \: \text{мм} \: \ce{Hg}\)
\(1 \: \text{атм} = 760 \: \text{мм} \: \ce{Hg}\)
\(101,3 \: \text{кПа} = 760 \: \text{мм} \: \ce{Hg}\)

Неизвестно

Давление \(= ? \: \text{атм}\)
Давление \(= ? \: \text{кПа}\)

Используйте коэффициенты пересчета из эквивалентных единиц давления для преобразования из \(\text{мм} \: \ce{Hg}\) в \(\text{атм}\) и из \(\text{мм} \: \ce{Hg}\) в \(\text{кПа}\).

Шаг 2: Решить.

\[613 \: \text{мм} \: \ce{Hg} \times \frac{1 \: \text{атм}}{760 \: \text{мм} \: \ce{Hg} } = 0,807 \: \text{атм}\номер \]

\[613 \: \text{мм} \: \ce{Hg} \times \frac{101,3 \: \text{кПа}}{760 \ : \text{мм} \: \ce{Hg}} = 81,7 \: \text{кПа}\номер \]

Шаг 3: Подумайте о своем результате.

Давление воздуха составляет около \(80\%\) стандартного атмосферного давления на уровне моря. Для значащих цифр стандартное давление \(760 \: \text{мм} \: \ce{Hg}\) имеет три значащие цифры.

Резюме

Описаны расчеты для преобразования различных единиц давления.

Обзор

Какой прибор измеряет давление газа по высоте ртутного столба?
1 атм = ___ торр
32,02 атм = ___ кПа
542 мм рт. ст. = ___ фунтов на кв. дюйм
Давление в автомобильной шине составляет 35 фунтов на квадратный дюйм.