Pressione

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

La pressione è una grandezza fisica intensiva definita nel modo più semplice come il rapporto tra il modulo della forza agente ortogonalmente su una superficie e la sua area.[1]

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

I fluidi subiscono soltanto l'effetto della pressione (legge di Pascal), mentre i solidi risentono più in generale della tensione. La pressione come la tensione rientrano nel concetto di sollecitazione.

La pressione può anche essere definita come il potenziale meccanico in un punto di un sistema fluido.[senza fonte]

Pressione assoluta e pressione relativa[modifica | modifica sorgente]

La pressione può essere classificata in due modi:

  • pressione assoluta o reale (misurata nel sistema tecnico in ata, atmosfera tecnica assoluta): è la pressione misurata assumendo come riferimento il vuoto;
  • pressione relativa (misurata nel sistema tecnico in ate, atmosfera tecnica 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 al disotto della pressione atmosferica (si parla in questo caso di "depressione" o "sottovuoto"[2]).

Unità di misura[modifica | modifica sorgente]

Le unità di misura della pressione sono:

  • pascal (Pa), nel Sistema internazionale,[1] 1 newton su metro quadrato (1 N/m²) o kg·m−1·s−2.
  • baria, nel Sistema CGS (dina/cm²)
  • bar (105 Pa = 10 N/cm²) (sono di larga diffusione anche alcuni dei sottomultipli del bar, in particolare il millibar è molto usato in meteorologia e 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)[3]
  • atmosfera (atm), approssimativamente pari alla pressione esercitata dall'atmosfera terrestre al livello del mare (101325 Pa = 760mmHg = 760 torr)
  • chilogrammo forza (kgf), al cm² o al m²
  • atmosfera tecnica (simbolo: at oppure ata), pari a 1 kgf/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)[modifica | modifica sorgente]

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

Atmosfera standard[modifica | modifica sorgente]

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[modifica | modifica sorgente]

Un'ulteriore unità di misura (ancora in uso in alcune parti del mondo) è il psi (Pounds per Square Inch), o libbra forza per pollice quadro.

Unità manometriche[modifica | modifica sorgente]

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[modifica | modifica sorgente]

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[senza fonte].

Unità di pressione e fattori di conversione[modifica | modifica sorgente]

Unità di pressione e fattori di conversione
  Pa bar (daN/cm2) MPa (N/mm2) kgf/m2 at (kgf/cm2) atm torr (mmHg)
Pa 1 10−5 10−6 0,102 0,102 × 10−4 9,87 × 10−6 0,0075
bar 105 1 0,1 10 200 1,02 0,987 750
MPa 106 10 1 1,02 × 105 10,2 9,87 7 501
kgf/m2 9,81 9,81 × 10−5 9,81 × 10−6 1 10−4 0,968 × 10−4 0,0736
at 98 100 0,981 0,0981 10 000 1 0,968 736
atm 101 325 1,013 0,1013 10 330 1,033 1 760
torr (mmHg) 133 0,00133 1,33 × 10−4 13,6 0,00136 0,00132 1

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ a b Turchetti, op. cit., p. 72
  2. ^ Si preferisce il termine "depressione" o il termine "sottovuoto" a seconda dei contesti. Ad esempio in ambito meteorologico si preferisce parlare di "zone di depressione" per indicare aree geografiche con pressione relativa inferiore alla pressione atmosferica, mentre si parla di "recipienti sottovuoto" nell'ambito degli impianti chimici e nell'ambito della conservazione degli alimenti.
  3. ^ Si veda il paragrafo sulle "Unità manometriche".

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

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