Áp Suất Là Gì? Định Nghĩa, Công Thức và Ứng Dụng Thực Tế

Áp suất là một đại lượng quan trọng trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp, xây dựng, y tế và khoa học môi trường. Vậy áp suất là gì? Công thức tính ra sao và bao gồm những loại nào? Nếu bạn đang tìm kiếm một lời giải thích rõ ràng và dễ hiểu, hãy cùng TestoStore khám phá ngay sau đây!

Định nghĩa “áp suất là gì”?

Áp suất là một đại lượng vật lý, được định nghĩa là lực tác dụng vuông góc trên một đơn vị diện tích. Nói một cách đơn giản, áp suất là lượng lực nén tác động lên một bề mặt. 

Công thức tính áp suất là gì?

p = F/A

Trong đó:

• p: áp suất
• F: lực tác dụng
• A: diện tích bề mặt chịu lực

Đơn vị đo áp suất là gì?

Áp suất có rất nhiều đơn vị đo khác nhau, bao gồm: 

• Pascal (Pa): đơn vị đo áp suất trong hệ SI (1 Pa = 1 N/m²).
• Bar: 1 bar = 100.000 Pa.
• Psi (pound per square inch): đơn vị đo áp suất phổ biến ở Hoa Kỳ.
• mmHg (milimet thủy ngân): đơn vị đo áp suất thường dùng trong y tế.
• atm (atmosphere) : đơn vị đo áp suất khí quyển.

Phân biệt áp lực và áp suất là gì? 

Áp lực là lực tác động lên một bề mặt. Áp suất là lực tác động trên một đơn vị diện tích. Áp lực là một đại lượng vectơ, còn áp suất là một đại lượng vô hướng.

Áp suất đã được nghiên cứu từ rất sớm, với những đóng góp quan trọng của các nhà khoa học như Blaise Pascal, Evangelista Torricelli. Sự phát triển của các thiết bị đo áp suất đã góp phần quan trọng vào sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật. Ngoài ra, áp suất có vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ.

Các loại áp suất phổ biến

Áp suất là đại lượng vật lý quan trọng trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp, khoa học, và đời sống. Dưới đây là các loại áp suất phổ biến và công thức tính của chúng:

Áp suất chất lỏng và áp suất chất khí

Áp suất của chất lỏng và chất khí có tính chất tương tự nhau, được xác định bởi lực đẩy của chất lỏng hoặc dòng khí di chuyển trong không gian kín (như đường ống). Khi lực đẩy càng mạnh, áp suất càng lớn và ngược lại.

Công thức tính:

P = d × h

Trong đó:

P: Áp suất tại điểm cần tính (Pa)

d: Trọng lượng riêng của chất lỏng hoặc chất khí (N/m²)

h: Chiều cao của cột chất lỏng hoặc chất khí (m)

Áp suất chất rắn

Áp suất chất rắn xuất hiện khi một vật rắn tác động lực lên một bề mặt diện tích nhất định. Khác với chất lỏng và chất khí, áp suất của chất rắn chỉ tác động tại bề mặt tiếp xúc.

Công thức tính:

Trong đó:

• P: Áp suất của chất rắn (Pa, Bar, mmHg, Psi)
• F: Lực tác động vuông góc lên bề mặt (N)
• S: Diện tích bề mặt tiếp xúc (m²)

Áp suất từng phần 

Áp suất từng phần là áp suất của một chất khí trong hỗn hợp khí không phản ứng với nhau. Nó được xác định theo định luật Dalton: “Tổng áp suất của hỗn hợp khí bằng tổng áp suất riêng phần của từng khí thành phần”. 

Công thức tính:

Trong đó:

• pi​: Áp suất riêng phần của chất khí ii (Pa)
• xi​: Phần mol của chất khí ii trong hỗn hợp
• p: Áp suất toàn phần của hỗn hợp khí

Áp suất tuyệt đối

Áp suất tuyệt đối là tổng áp suất do khí quyển và cột chất lỏng tác động lên một điểm. Đây là áp suất thực tế tính từ môi trường chân không (0 Pa).

Công thức tính:

Trong đó:

• P: Áp suất tuyệt đối (Pa)
• Pa​: Áp suất khí quyển (Pa)
• Pd​: Áp suất dư (Pa)

Áp suất dư 

Áp suất dư (áp suất tương đối) là áp suất tại một điểm trong chất lỏng hoặc khí so với áp suất khí quyển xung quanh. Nếu áp suất đo được lớn hơn áp suất khí quyển, nó là áp suất dương; nếu nhỏ hơn, nó là áp suất âm. 

Công thức tính:

Trong đó:

• Pd​: Áp suất dư (Pa)
• P: Áp suất tuyệt đối (Pa)
• Pa​: Áp suất khí quyển (Pa)

Bảng so sánh các loại áp suất là gì?

Ứng dụng của áp suất trong các ngành công nghiệp

Áp suất đóng vai trò then chốt trong nhiều quy trình công nghiệp, đảm bảo hiệu quả, an toàn và chất lượng sản phẩm với các ứng dụng tiêu biểu:

Công nghiệp sản xuất

– Kiểm soát áp suất trong các quy trình sản xuất: Nhựa, cao su (đảm bảo độ dày, hình dạng và chất lượng sản phẩm), giấy (ép và sấy giấy), thép (lò nung và quá trình cán thép).

– Sử dụng trong máy nén khí: Cung cấp khí nén cho các thiết bị và công cụ trong nhà máy. Hoặc sử dụng trong hệ thống phun sơn, phun cát…

Công nghiệp dầu khí

– Khai thác và vận chuyển dầu khí: Đo áp suất trong giếng khoan, đường ống dẫn dầu và khí đốt. Kiểm soát áp suất để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận chuyển.

– Lọc hoá dầu: Kiểm soát áp suất trong các quá trình chưng cất, cracking và các quá trình hóa học khác. Đảm bảo an toàn trong các nhà máy lọc dầu và hóa chất.

Công nghiệp thực phẩm và dược phẩm

– Sản xuất và đóng gói: Kiểm soát áp suất trong quá trình sản xuất đồ uống, thực phẩm đóng hộp… Sử dụng trong đóng gói chân không để bảo quản thực phẩm.

– Sản xuất dược phẩm: Kiểm soát áp suất trong các quy trình sản xuất thuốc và các sản phẩm y tế, đảm bảo độ tinh khiết và an toàn của sản phẩm.

– Y tế: Sử dụng huyết áp kế để đo áp suất máu. Kiểm soát áp suất trong các thiết bị thở, máy trợ tim…

Hệ thống HVAC

– Kiểm soát hiệu suất hệ thống: Đo áp suất trong các đường ống dẫn khí và chất lỏng, đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống và tiết kiệm năng lượng.

Dụng cụ đo áp suất là gì?

Dụng cụ đo áp suất là thiết bị được sử dụng để xác định giá trị áp suất của chất lỏng, khí hoặc hơi trong một hệ thống. Các thiết bị này giúp kiểm soát, giám sát và đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, an toàn.

Đồng hồ đo áp suất là gì?

Đồng hồ đo áp suất cơ học hoạt động dựa trên cơ chế lò xo hoặc ống Bourdon để đo áp suất. Chúng thường được lắp trực tiếp vào hệ thống để theo dõi áp suất của chất lỏng, khí hoặc hơi.

Các loại đồng hồ đo áp suất phổ biến:

• Đồng hồ đo áp suất tiêu chuẩn: Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, dân dụng.
• Đồng hồ áp suất mặt bích: Dùng trong hệ thống có áp suất cao, lắp đặt bằng mặt bích.
• Đồng hồ đo chênh áp: Được sử dụng để đo chênh lệch áp suất giữa hai điểm trong hệ thống.
• Đồng hồ đo chênh áp có dầu: Chống rung, chống sốc, dùng trong môi trường khắc nghiệt.

Cảm biến đo áp suất

Cảm biến đo áp suất là thiết bị điện tử có chức năng chuyển đổi tín hiệu áp suất thành tín hiệu điện để truyền đến bộ điều khiển. Đây là thiết bị quan trọng trong các hệ thống tự động hóa.

Đặc điểm của cảm biến đo áp suất là gì?

• Đo áp suất trong môi trường khó tiếp cận hoặc không thể quan sát bằng mắt thường.
• Được sử dụng trong các hệ thống điều khiển tự động, giúp giám sát áp suất theo thời gian thực.
• Có thể kết nối với PLC, bộ hiển thị hoặc hệ thống điều khiển trung tâm.

Cảm biến áp suất kết hợp đồng hồ điện tử

Loại cảm biến này kết hợp với đồng hồ điện tử để hiển thị kết quả đo áp suất dưới dạng số. Giúp người sử dụng dễ dàng quan sát và ghi chép số liệu một cách chính xác.

Ưu điểm:

• Hiển thị kết quả nhanh chóng, chính xác.
• Dễ dàng ghi chép dữ liệu và phân tích số liệu.
• Có thể cài đặt cảnh báo khi áp suất vượt quá ngưỡng cho phép.

Máy đo áp suất

Máy đo áp suất là thiết bị cầm tay sử dụng cảm biến áp suất để đo áp suất của khí hoặc chất lỏng. Kết quả được hiển thị trên màn hình kỹ thuật số, giúp người dùng đọc nhanh chóng và chính xác.

Đặc điểm máy đo áp suất là gì?

• Thiết kế nhỏ gọn, dễ mang theo.
• Có thể đo nhiều đơn vị áp suất như Pa, Kpa, Psi, Bar, mmHg…
• Một số dòng máy có thể kết nối với máy tính hoặc máy in để xuất dữ liệu.
• Có khả năng lưu trữ kết quả đo để theo dõi và phân tích sau này.

Một trong những thương hiệu chuyên sản xuất máy đo áp suất hiện nay chính là Testo (Đức) – Nổi tiếng với độ chính xác cao, độ bền tốt. Với các sản phẩm chất lượng được ưa chuộng hàng đầu như:

Máy đo áp suất Testo 511: Đo áp suất tuyệt đối, lý tưởng cho nghiên cứu khí động học.

Máy đo áp suất vi sai Testo 521: Chuyên dụng cho đo chênh áp, kiểm tra hệ thống HVAC.

Máy đo áp suất Testo 526: Máy đo áp suất chính xác cao cho phòng thí nghiệm.

Hy vọng qua bài viết này, bạn đã hiểu rõ áp suất là gì, từ khái niệm, công thức tính, phân loại đến các dụng cụ đo lường phổ biến. Hãy truy cập ngay website TestoStore để khám phá các sản phẩm máy đo áp suất chính hãng của Testo. Chúng tôi cung cấp đa dạng các loại máy đo áp suất với độ chính xác cao, bền bỉ và dễ sử dụng, phù hợp với mọi nhu cầu của bạn.