Pressione

Un esempio dell'uso della pressione idrostatica - il Captain Cook Memorial Jet in Lake Burley Griffin, Canberra, Australia.

La pressione è una grandezza fisica definita come il rapporto tra il modulo della forza agente ortogonalmente su una superficie e la sua area. Il suo opposto (una pressione con verso opposto) è la tensione meccanica.

$p = \frac {F_{\perp}}{S}$

La pressione è una grandezza intensiva e quindi si intende sempre riferita all'unità di superficie.

I fluidi risentono della pressione, mentre i solidi risentono della tensione. Pressione e tensione, nel caso in cui siano interne ad un corpo, possono essere generalizzate nel concetto di sforzo meccanico.

Pressione assoluta e pressione relativa

La pressione può essere classificata in due modi:

• pressione assoluta o reale (ata, atm assoluta): è la pressione misurata assumendo come riferimento il vuoto;
• pressione relativa (ate, atm relativa): è la pressione misurata assumendo come riferimento un'altra pressione (tipicamente quella atmosferica).

Se ad esempio all'interno di un recipiente in pressione insiste una pressione (assoluta) di 10 atmosfere e all'esterno di esso è presente la pressione (assoluta) atmosferica, vuol dire che la pressione relativa all'interno del recipiente (ovvero la differenza di pressione tra l'interno e l'esterno del recipiente) è di 9 atmosfere. Si noti che una pressione relativa può assumere valori inferiori a zero (si parla in questo caso di "depressione" o "sottovuoto").

Unità di misura

Le unità di misura della pressione sono:

• pascal (Pa), nel Sistema internazionale, 1 newton su metro quadrato (1 N/m²) o kg·m⁻¹·s⁻².
• baria, nel Sistema CGS (dina/cm²)
• bar (10⁵ Pa = 1 daN/cm²) (sono di larga diffusione anche alcuni dei sottomultipli del bar, in particolare il millibar è molto usato in meteorologia ed il microbar in acustica).
• torr, pressione esercitata da una colonna di mercurio alta 1 mm (133,3 Pa)
• mm di colonna d'acqua, pressione esercitata da una colonna di acqua alta 1 mm (9,81 Pa)
• atmosfera (atm), approssimativamente pari alla pressione esercitata dall'atmosfera terrestre al livello del mare (101325 Pa = 760mmHg = 760 torr)
• chilogrammo forza (kg_f), al cm² o al m²
• atmosfera tecnica (simbolo: at oppure ata), pari a 1 kg_f/cm² (10.000mmH₂O), di poco inferiore all'atmosfera (0,96784 atm). Spesso distinta in ata, intesa come pressione assoluta, e ate, come pressione relativa.

Pascal (Pa)

L'unità di misura SI della pressione è il pascal (Pa), che equivale a 1 newton su metro quadrato o kg·m⁻¹·s⁻²·.

Atmosfera standard

L'atmosfera standard o atmosfera (abbreviata in atm) è un'unità di misura, definita con precisione a sei cifre nel Sistema Internazionale, per approssimare una quantità che varia costantemente a seconda del luogo e del momento. È all'incirca uguale alla pressione tipica dell'aria a livello del mare ed è definita come: 1 atm = 101 325 pascal.

La pressione viene a volte misurata, non come assoluta, ma relativamente alla pressione atmosferica.

Un esempio è la pressione dell'aria all'interno di uno pneumatico d'automobile, ad esempio una pressione di "2,2 atmosfere" (pressione relativa), in realtà significa 2,2 atmosfere oltre la pressione atmosferica, ovvero 3,2 atmosfere (pressione assoluta).

La pressione relativa inoltre non può scendere al di sotto di un valore negativo, fissato pari a −101 325 Pa. Ciò è giustificato dal fatto che sommando la pressione atmosferica (101 325 Pa) si ottiene una pressione assoluta uguale a zero, il cosiddetto "vuoto assoluto", al di sotto del quale non si può andare per motivi fisici.

Con la diffusione dell'uso del Sistema Internazionale anche in ambito meteorologico, la pressione atmosferica si misura in centinaia di Pascal (o ettopascal, abbreviato con hPa). Si ha: 1 013,25 millibar = 101 325 Pa = 1 013,25 hPa

Unità di misura anglosassoni

Ulteriori unità di misura (ancora in uso in alcune parti del mondo) comprendono il psi (Pounds per Square Inch) o libbra forza per pollice quadro e il bar. È molto usata la sigla psig (Pound-force per Square Inch Gauge) per indicare la pressione relativa e la sigla psia (absolute) per indicare la pressione assoluta. La corrispondenza è 1 psi = 0,069 bar. Negli Stati Uniti la pressione dell'aria è spesso misurata in pollici di mercurio.

Unità manometriche

Obsolete unità manometriche di pressione, come i pollici d'acqua o i millimetri di mercurio, si basano sulla pressione esercitata dal peso di qualche fluido tipo, sotto una gravità tipo.

Esse sono effettivamente tentativi di definire un'unità che esprima la lettura di un manometro.

Le unità manometriche di pressione non devono essere usate per scopi scientifici o ingegneristici, a causa della mancanza di ripetibilità inerente alla loro definizione.

Restano però di utilizzo comune il mmHg utilizzato in medicina per misurare la pressione del sangue, e il mmH₂O per misurare la pressione generata da piccoli ventilatori d'aria.

Densità di forza

La densità di forza è uguale al gradiente della pressione: $\mathbf{f} = \nabla \mathbf{P}$; se riguarda la forza gravitazionale, la densità di forza è il peso specifico.

Unità di pressione e fattori di conversione

Unità di pressione e fattori di conversione

	Pascal	bar	N/mm2	kgf/m2	kgf/cm2 (=1 at)	atm	torr
1 Pa (N/m2)	1	10−5	10−6	0,102	0,102 × 10−4	9,87 × 10−6	0,0075
1 bar (daN/cm2)	105	1	0,1	10 200	1,02	0,987	750
1 N/mm2	106	10	1	1,02 × 105	10,2	9,87	7 501
1 kgf/m2	9,81	9,81 × 10−5	9,81 × 10−6	1	10−4	0,968 × 10−4	0,0736
1 kgf/cm2 (1 ata)	98 100	0,981	0,0981	10 000	1	0,968	736
1 atm (760 torr)	101 325	1,013	0,1013	10 330	1,033	1	760
1 torr	133	0,00133	1,33 × 10−4	13,6	0,00132	0,00132	1

Bibliografia

• Enrico Turchetti; Romana Fasi, Elementi di Fisica, 1^a ed., Zanichelli, 1998. ISBN 8808097552

Voci correlate

• Pressione acustica o sonora
• Pressione arteriosa
• Pressione atmosferica
• Pressione critica
• Pressione del sangue o pressione sanguigna
• Pressione di vapore
• Pressione di vapore saturo
• Pressione dinamica
• Pressione idrostatica
• Pressione litostatica
• Pressione media effettiva
• Pressione osmotica
• Pressione totale e parziale in un miscuglio di gas
• Pressione venosa
• Acustica non lineare

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