關於壓力單位並且練習自行換算 About pressure unit and practice converting on our own

在台灣，我們國中時，大概就是背 “1個大氣壓約等於76公分水銀柱高”

但壓力單位其實有很多種。

這裡備忘一下幾個常用的壓力單位。

也不用列太多，會記不住，而且有可能會亂掉。

bar

Unit system: Metric system
Symbol: bar

1 bar =
100 kPa (SI unit)
100,000 Pa = 10⁵ Pa (SI unit)

1 bar ≈
0.98692327 atm
14.503774 psi
29.529983 inHg
750.06158 mmHg
750.06168 Torr

Wikipedia: Bar (unit)
https://en.wikipedia.org/wiki/Bar_(unit)

psi, pound per square inch

Unit system: Imperial units, US customary units
Symbol: psi, lbf/in²

1 psi ≈ 6.89 kPa

1 psi ≈
6.894757 kPa ≈ 6.89 kPa (SI unit)
0.006894757 Pa ≈ 6.89 × 10^-3 Pa (SI unit)
0.06894757 bar ≈ 6.89 × 10^-2 bar

Wikipedia: Pound per square inch
https://en.wikipedia.org/wiki/Pound_per_square_inch

Pa, pascal

Unit system: SI
Symbol: Pa

定義

1 Pa = 1 N/m² = 1 (kg⋅m/s²)/m² = 1 kg/(m⋅s²) = 1 J/m³

Wikipedia: Pascal (unit)
https://en.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unit)

線上壓力單位換算機

網路上也有很多壓力單位計算機，隨便Google一下就有。

下面列出幾個當參考

unitconverters.net - Pressure Converter https://www.unitconverters.net/pressure-converter.html

Panasonic - Conversion of pressure unit https://industrial.panasonic.com/ww/presureunit

自行練習壓力單位換算

獻慶在看某工程文件時，看到

9.8 kPa = 1 metre of head
43 psi = 100 feet of head

如果硬要翻譯成中文，那就會變成這樣
9.8 kPa 等於 1公尺高的水壓
43 psi 等於 100英尺高的水壓

要背下來也行啦! 只是我的記憶力，那就是一整個爛。

那麼該如何去感受這件事情?

就來做個基本換算，增加單位的實用感。

關於 “9.8 kPa = 1 metre of head”

公制單位，比較好換算

1公尺高的水，水壓有多大?

回答這個問題，那就建立一個簡單模型，把面積也設定下去。問題變成，在1m²面積下，1公尺高的水，水壓多大?

1立方公尺的水，體積為 1 m³

設定水的密度為 1 kg/l = 1000 kg/m³ (這裡說 “設定” 是因為，你去查一下就知道不是1，而是很接近1的數字，設定1會比較好計算)

1立方公尺的水，重量為 1000 kg
( 1 m³ × 1000 kg/m³ = 1000 kg )

接下來要把 kg 換成 N

在地球表面時， 1 kg 約等於 g₀ N，其中 g₀ 為標準重力加速度 (standard acceleration of gravity)，數值為 g₀ = 9.80665 m/s²。

1立方公尺的水，在地球表面時，為 9806.65 N
( 1000 kg × 9.80665 N/kg = 9806.65 N )

9806.5 N 在 1 m² 面積上產生的壓力為 9806.65 N/m²
( 9806.5 N / 1 m² = 9806.65 N/m² )

而之前有講到 1 Pa = 1 N/m²

9806.65 N/m² = 9806.65 Pa = 9.80665 kPa ≈ 9.8 kPa

這樣就換算到 “9.8 kPa 等於 1公尺高的水壓”

Wikipedia: Standard gravity
https://en.wikipedia.org/wiki/Standard_gravity

關於 “43 psi = 100 feet of head”

這個還是偷懶一下，直接用查表對照來進行換算。

查表得到 1 psi = 703.704 mmH₂O
查表得到 1 ft = 30.48 cm = 304.8 mm

接下來，簡單換算一下
43 psi
= 703.704 mmH₂O × 43
= 30259.272 mmH₂O
= (30259.272/304.8) ftH₂O
= 99.276 ftH₂O

確實 “43 psi 將近 100英尺高的水壓”