帕斯卡(Pascal)是国际单位制中表示压强的基本单位,简称帕,符号Pa。在国际单位制中,力的单位符号是N,面积的单位符号是m²,压强的单位符号是N/㎡,读作“牛每平方米”,换算关系是1Pa=1N/㎡。帕斯卡是为纪念法国科学家帕斯卡而命名的单位。[1]
简介
帕斯卡简称帕,符号P。为纪念法国物理学家帕斯卡而命名。
1帕斯卡=1牛顿/平方米(1N/㎡),字母表示:P=F/S(F为压力,s为受力面积)。P=ρgh(ρ为液体或气体密度,g为重力常数,约合9.8N/kg,h为深度)。
单位进率:1MPa(兆帕)=1000KPa(千帕)=1000000Pa(帕)。
帕斯卡与其他压力单位的换算:
1 Pa= 1 N/m² = 1(kg·m/s²)/m² =1 kg/(m·s²)= 0.01毫巴(mbar)= 0.00001巴(bar)= 十万分之一(公斤力/平方厘米)。
实验
帕斯卡实验
帕斯卡在1648年表演了一个著名的实验:他用一个密闭的装满水的桶,在桶盖上插入一根细长的管子,从楼房的阳台上向细管子里灌水。结果只用了几杯水,就把桶压裂了,桶里的水就从裂缝中流了出来。原来由于细管子的底面积较小,几杯水灌进去,其深度h很大,造成压强也很大。
这就是历史上有名的帕斯卡桶裂实验。一个容器里的液体,对容器底部产生的压力仅为液体自身的重量,但是却能使桶裂开,这对许多人来说是不可思议的。
改进
该实验装置高度太高不便在教室里演示,可启发学生思考:能否把所有的装置都相应地缩小呢?答案是否定的。接着再问:管长减小了,液体压强减小了,液体对木桶的压力必定减小;而桶尽管缩小了,但其耐压性几乎不变,桶就不可能裂开,能否用其它物体来模拟“裂桶”呢?学生自然会想到用耐压性较低的物体来代替(如薄塑料袋)。比较装满水的塑料袋在同质量的一杯水与一管水作用下不同情形,液体压强的实质就非常容易理解了。
取一个演示液体测压强用的大广口瓶(直径约30厘米,高约40厘米),在瓶下部的侧壁管口用橡皮薄膜扎紧密封,将红色的水从瓶口倒入,随着瓶中水位的升高,侧管的橡皮薄膜渐渐鼓出,可以看到,即使灌满水后,薄膜鼓出的程度也并不十分明显(图1)。这说明虽然瓶中装了很多很重的水,但对侧壁的压强并不很大。再取一根1米长的托里拆利玻璃管,通过打有小孔的瓶塞插入大瓶中,并把塞塞紧密封。让一个学生站到凳子上将烧杯中的水用漏斗渐渐灌入管中(图2),当玻璃管中红色水升高50厘米以上时,只见大瓶侧管的橡皮薄膜大幅度鼓出,现象生动明显。
因为液体的压强等于密度、深度和重力加速度常数之积。在这个实验中,水的密度不变,但深度一再增加,则下部的压强越来越大,其液压终于超过木桶能够承受的上限,木桶随之裂开。
帕斯卡“桶裂”实验可以很好地证明液体压强与液体的深度有关。
托里拆利实验
托里拆利实验测出了大气压强的具体数值。在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开堵管口的手指时,管内水银面下降一些就不再下降,这时管内外水银面的高度差为760mm。
管内留有760mm高水银柱的原因正是因为有大气压的存在。由液体压强的特点可知,水银槽内液体表面的压强与玻璃管内760毫米水银柱下等高处的压强应是相等的。水银槽液体表面的压强为大气压强,由于玻璃管内水银柱上方是真空的,受不到大气压力的作用,管内的压强只能由760mm高的水银柱产生。因此,大气压强与760毫米高的水银柱产生的压强相等,而水银柱的压强=ρgh约为100000Pa。
通常情况下,表示气体压强的常用单位有帕斯卡、毫米水银柱(毫米汞柱)、厘米水银柱(厘米汞柱)、标准大气压,它们的符号分别是Pa、mmHg、cmHg、atm.
国际单位制导出单位
具有专门名称▪ 赫兹 ( 频率)▪ 牛顿 ( 力/重力)▪ 帕斯卡 ( 压强/应力)▪ 焦耳 ( 能量/功/热量)▪ 瓦特 ( 功率/辐射通量)▪ 库仑 ( 电荷量)▪ 伏特 ( 电势/电压/电动势)▪ 欧姆 ( 电阻)▪ 西门子 ( 电导)▪ 法拉 ( 电容量)▪ 特斯拉 ( 磁通量密度/磁感应强度)▪ 韦伯 ( 磁通量)▪ 亨利 ( 电感)▪ 摄氏度 ( 摄氏温度)▪ 弧度 ( 平面角)▪ 球面度 ( 立体角)▪ 流明 ( 光通量)▪ 勒克斯 ( 光照度)▪ 贝克勒 ( 放射性活度)▪ 戈瑞 ( 吸收剂量)▪ 希沃特 ( 剂量当量)▪ 卡塔尔 ( 催化活性)
其他▪ 平方米 ( 面积)▪ 立方米 ( 体积)▪ 米每秒 ( 速率/速度)▪ 弧度每秒 ( 角速度)▪ 米每平方秒 ( 加速度)▪ 牛米 ( 力矩)▪ 每米 ( 波数)▪ 千克每立方米 ( 密度)▪ 立方米每千克 ( 比体积)▪ 摩每立方米 ( 物质浓度)▪ 立方米每摩 ( 摩尔体积)▪ 焦每开 ( 熵)▪ 焦每摩开 ( 摩尔热容量/摩尔熵)▪ 焦每千克开 ( 比热容量/比熵)▪ 焦每摩 ( 摩尔能)▪ 焦每千克 ( 比能)▪ 焦每立方米 ( 能量密度)▪ 牛每米 ( 表面张力)▪ 瓦每平方米 ( 热通量密度/辐射照度/功率密度)▪ 瓦每开米 ( 导热系数)▪ 平方米每秒 ( 动黏度)▪ 帕秒 ( 黏度)▪ 库每立方米 ( 电荷密度)▪ 安每平方米 ( 电流密度)▪ 西每米 ( 电导率)▪ 西平方米每摩 ( 摩尔电导)▪ 法每米 ( 介电常数)▪ 亨每米 ( 磁导率)▪ 伏每米 ( 电场强度)▪ 安每米 ( 磁场强度)▪ 坎每平方米 ( 亮度)▪ 库每千克 ( 照射)▪ 戈每秒 ( 吸收剂量率)
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物理单位
▪ 米▪ 千克▪ 秒▪ 安培▪ 开尔文▪ 摩尔▪ 坎德拉▪ 平方米▪ 立方米▪ 立方米每千克▪ 赫兹▪ 千克每立方米▪ 米每秒▪ 弧度每秒▪ 牛顿▪ 帕斯卡▪ 焦耳▪ 瓦特▪ 平方米每秒▪ 伏特▪ 库仑▪ 欧姆▪ 牛顿秒▪ 克每摩尔▪ 牛顿每米▪ 立方米每摩尔▪ 焦耳每摩尔▪ 焦耳每开尔文▪ 焦耳每摩尔开尔文▪ 焦耳每千克开尔文▪ 牛顿秒每平方米▪ 瓦特每米开尔文---
物理名词
测量▪ 物理学▪ 误差▪ 游码▪ 测量▪ 实验▪ 温度计▪ 长度▪ 实验室▪ 摄氏度▪ 单位▪ 面积▪ 千米▪ 平方米▪ 体温计▪ 米▪ 体积▪ 时间▪ 分米▪ 立方米▪ 小时▪ 厘米▪ 升▪ 分钟▪ 毫米▪ 毫升▪ 秒▪ 微米▪ 质量▪ 毫秒▪ 纳米▪ 吨▪ 停表▪ 测量工具▪ 千克▪ 力▪ 刻度尺▪ 克▪ 牛顿▪ 最小刻度▪ 毫克▪ 测力计▪ 零刻度线▪ 天平▪ 弹簧秤▪ 测量范围▪ 砝码
运动▪ 相对运动▪ 方向▪ 路程▪ 静止▪ 直线运动▪ 速度▪ 参照物▪ 曲线运动▪ 变速直线运动▪ 位置▪ 匀速直线运动▪ 平均速度
热▪ 分子▪ 熔化▪ 液化▪ 分子运动▪ 熔点▪ 升华▪ 扩散▪ 凝固▪ 凝华▪ 排斥力▪ 凝固点▪ 冰箱▪ 吸引力▪ 晶体▪ 热传递▪ 物质▪ 非晶体▪ 热传导▪ 物体▪ 吸收▪ 热对流▪ 状态▪ 放出▪ 热辐射▪ 固体▪ 汽化▪ 热量▪ 液体▪ 蒸发▪ 比热容▪ 气体▪ 沸腾▪ 物态变化▪ 沸点
光▪ 光源▪ 入射角▪ 焦距▪ 光的直线传播▪ 反射角▪ 会聚▪ 小孔成像▪ 镜面反射▪ 发散▪ 日食▪ 漫反射▪ 光屏屏幕▪ 月食▪ 平面镜▪ 照相机▪ 光速▪ 潜望镜▪ 幻灯机▪ 真空▪ 蜡烛▪ 电影放映机▪ 空气▪ 光的折射▪ 放大镜▪ 玻璃▪ 折射光线▪ 倒立的▪ 水▪ 折射角▪ 正立的▪ 均匀介质▪ 透镜▪ 缩小的▪ 光的反射▪ 凸透镜▪ 放大的▪ 反射定律▪ 凹透镜▪ 实像▪ 入射光线▪ 主光轴▪ 虚像▪ 反射光线▪ 光心▪ 海市蜃楼▪ 法线▪ 焦点▪ 光的色散
磁▪ 磁体▪ 小磁针▪ 磁场▪ 天然磁体▪ 磁极▪ 地磁场▪ 人造磁体▪ 电流的磁场▪ 南极▪ 条形磁铁▪ 北极▪ 磁感线▪ 蹄形磁铁▪ 磁化▪ 电磁铁
声音▪ 振动▪ 声波▪ 振幅▪ 介质▪ 音调▪ 噪音▪ 传播▪ 响度▪ 乐音▪ 声速▪ 音色▪ 分贝▪ 回声▪ 频率
力▪ 重力▪ 惯性▪ 动力▪ 重心▪ 平衡▪ 阻力▪ 摩擦力▪ 压强▪ 动力臂▪ 滑动摩擦▪ 帕斯卡▪ 阻力臂▪ 滚动摩擦▪ 液体压强▪ 作用线▪ 静摩擦▪ 大气压强▪ 滑轮▪ 压力▪ 标准大气压▪ 定滑轮▪ 浮力▪ 气压计▪ 动滑轮▪ 力的图示▪ 托里拆利▪ 滑轮组▪ 力的大小▪ 阿基米德原理▪ 功▪ 力的方向▪ 密度▪ 功率▪ 力的作用点▪ 潜水艇▪ 机械效率▪ 合力▪ 热气球▪ 有用功▪ 分力▪ 飞艇▪ 额外功▪ 力的合成▪ 简单机械▪ 总功▪ 形变▪ 杠杆▪ 斜面▪ 牛顿第一定律▪ 支点
电▪ 电荷▪ 正极▪ 电压▪ 带电体▪ 负极▪ 伏特▪ 摩擦起电▪ 电路▪ 伏特计▪ 正电荷▪ 通路▪ 电阻▪ 负电荷▪ 开路▪ 欧姆▪ 导体▪ 短路▪ 变阻器▪ 绝缘体▪ 电路图▪ 滑动变阻器▪ 半导体▪ 串联▪ 欧姆定律▪ 电源▪ 并联▪ 电功▪ 导线▪ 电量▪ 电功率▪ 电键▪ 电流▪ 额定电压▪ 干电池▪ 安培▪ 额定电功率▪ 蓄电池▪ 安培计
参考资料 1
- 参考 1