Тиск

Тиск — фізична величина, яка чисельно дорівнює силі, що діє на одиницю площі поверхні тіла та діє за напрямом зовнішньої нормалі до цієї поверхні.

У Вікіпедії є статті про інші значення цього терміна: Тиск (значення).

Фізична величина
Назва		Тиск
Вид величини		Похідна
Позначення величини		лат. p[1][2]
Позначення для розмірності		Н/м²
Похідна від		сили
Системи величин і одиниць	Одиниця		Розмірність
SI	Па, Pa (паскаль)1		L−1·M·T−2
СГС	дина/см²		L−1·M·T−2
Англоамериканські	Psi		L−1·M·T−2
Виноски
1) Поряд з паскалем (Па), використовується також позасистемна одиниця тиску бар (1 бар = 100 кПа). Застарілі варіації: атмосфера (атм), Торр, або міліметр ртутного стовпа (мм рт. ст.)
Див. також: Атмосферний тиск

У фонтані вода, що перебуває під тиском, може підніматися високо вгору

Тиск позначається малою латинською літерою p^[1][2]. За означенням

${\displaystyle p={\frac {F_{n}}{S}}}$,

де S — площа поверхні, на яку діє сила, а ${\displaystyle F_{n}}$ — складова цієї сили, нормальна (перпендикулярна) до поверхні.

Тиск — скалярна величина, отже не залежить від напрямку. Загальнішим поняттям, ніж поняття тиску є поняття напруження. У анізотропних середовищах деформація залежить від напрямку прикладеної сили, тому для опису дії сили в таких середовищах використовується інша величина: тензор механічних напружень. Тому поняття тиску найкраще характеризує пружні властивості газів і рідин.

У системі SI тиск вимірюється у паскалях. 1 Па = 1 Н/м². Іншими популярними одиницями вимірювання тиску є торр або міліметр ртутного стовпа й атмосфера або бар. Позасистемна одиниця тиску — п′єза.

Одиниці тиску

	Паскаль	Бар (bar, бар)	Н/мм²	кгс/м²	Технічна атмосфера (at, ат)	Фізична атмосфера (atm, атм)	Міліметр ртутного стовпа (mmHg, мм рт. ст., torr, торр)	Фунт на квадратний дюйм (psi)
1 Па (Н/м²) =	1	10−5	10−6	0,102	0,102·10−4	0,987·10−5	0,0075	145,038·10−6
1 бар =	100 000	1	0,1	10 197	1,02	0,987	750	14,5038
1 Н/мм² =	106	10	1	1,02·105	10,2	9,87	7500	145,038
1 кгс/м² =	9,81	9,81·10−5	9,81·10−6	1	10−4	0,968·10−4	0,0736	14,223·10−4
1 технічна атмосфера = 1 кгс/см² =	98 100	0,981	0,0981	10 000	1	0,968	736	14,223
1 фізична атмосфера = (760 торр) =	101 325	1,013	0,1013	10 330	1,033	1	760	14,696
1 торр = 1 мм рт. ст. =	133	0,00133	1,33·10−4	13,6	0,00132	0,00132	1	19,3367·10−3
1 psi	6894,76	68,9476·10−3	68,9476·10−4	702,99	70,307·10−3	68,046·10−3	51,7151	1

Тиск у термодинаміці

Тиск — одна з найважливіших термодинамічних величин. Це інтенсивна термодинамічна змінна, тобто значення тиску не залежить від розмірів термодинамічної системи. У стані термодинамічної рівноваги за законом Паскаля тиск однаковий у всіх точках системи. Рівняння стану пов'язує тиск з іншими термодинамічними змінними — об'ємом, температурою та масою речовини.

Робота dA, яку виконує термодинамічна система при зміні об'єму на величину dV дорівнює:

${\displaystyle dA=pdV\,}$.

Тиск може бути визначений, як перша похідна від термодинамічних потенціалів:

${\displaystyle p=-\left({\frac {\partial E}{\partial V}}\right)_{S}=-\left({\frac {\partial F}{\partial V}}\right)_{T}}$,

де E — внутрішня енергія, F — вільна енергія, S — ентропія, T — температура.

Гідростатичний тиск

Тиск в рідині в полі тяжіння залежить від глибини згідно із формулою

${\displaystyle p=\rho gh\,,}$

де ${\displaystyle \rho }$ — густина рідини, ${\displaystyle g}$ — прискорення вільного падіння, ${\displaystyle h}$ — глибина, на якій вимірюється тиск.

Докладніше: Закон гідростатичного розподілу тиску в рідині

Абсолютний та надлишковий (манометричний) тиск і розрідження (вакуумметричний тиск)

Абсолютний тиск, (p_абс)  — це тиск, для вимірювання якого за початок відліку беруть тиск, що дорівнює нулю (теоретично — від абсолютного вакууму). За початок відліку абсолютного тиску у земних умовах приймають тиск усередині посудини, з якої повністю видалене повітря. Тільки абсолютний тиск є параметром стану термодинамічної системи і тільки абсолютний тиск в Па використовують у всіх формулах в термодинаміці. Визначається абсолютний тиск як сума барометричного та манометричного тисків, або як різниця — барометричного та вакуумметричного тисків.

Надлишковий тиск (p) — різниця між абсолютним і тиском навколишнього середовища, найчастіше — барометричним (атмосферним) тиском. Вимірюють манометрами. Розрідження — тиск в системі, менший за атмосферний. Вимірюють вакуумметрами.

Атмосферний (барометричний) тиск (p_б) — тиск, створюваний масою повітряного стовпа земної атмосфери. Його значення залежить від висоти місцевості над рівнем моря, географічної широти та метеорологічних умов. Вимірюють барометрами.

Вимірювання

Вимірювання тиску газів і рідин виконується за допомогою манометрів, дифманометрів, вакуумметрів, атмосферного тиску — барометрами, артеріального тиску — тонометрами.

Докладніше: Вимірювання тиску

Перепад тиску

Перепад тиску (рос. перепад давления; англ. pressure drop; нім. Druckgefälle n, Druckabfall m) — різниця тисків у двох різних перерізах потоку.

Приклади:

• Перепад тиску між контуром живлення і зоною відбору (рос. перепад давления между контуром питания и зоной отбора; англ. pressure drop between the external boundary of a reservoir and the production zone, нім. Druckgefälle n (Druckabfall m) zwischen der Speicherkontur und der Entnahmezone) — різниця між пластовим тиском на контурі живлення нафтового покладу і тиском на вибої видобувних свердловин.

• Перепад тиску початковий (рос. перепад давления начальный; англ. initial pressure differential; нім. Anfangsdruckgefälle n) — апроксимаційна величина перепаду тиску, за якої дебіт свердловини при припливі в'язко-пластичної рідини або при фільтрації з початковим градієнтом тиску, дорівнює нулю. Початковий перепад тиску може сягати 1–2 МПа.

Див. також

• Тензор механічних напружень
• Динамічний тиск
• Манометр
• Геостатичний тиск

Примітки

1. ДСТУ ISO 80000-1:2016 Величини та одиниці. Частина 1. Загальні положення (ISO 80000-1:2009; ISO 80000-1:2009/Cor.1:2011, IDT)
2. http://media.iupac.org/publications/books/gbook/IUPAC-GB3-2ndPrinting-Online-22apr2011.pdf