Áp lực là gì? Áp suất là gì? Sự khác nhau giữa áp lực và áp suất

Trong các hệ thống xử lý nước, chúng ta thường xuyên phải làm quen với một số các thông số như áp suất làm việc (working pressure), áp suất tối đa (maximum pressure)… Vậy áp suất là gì? nó có liên quan gì với áp lực và phân biệt thế nào giữa áp lực và áp suất? Trong bài viết này, Famy sẽ cung cấp cho bạn những kiến thức cần thiết về các khái niệm trong vật lý này.

1. Áp lực là gì? Áp suất là gì?

Trong chương trình vật lý phổ thông cơ sở chúng ta đã được học về lực. Lực (force) là bất kỳ ảnh hưởng nào làm một vật thể chịu sự thay đổi, hoặc là ảnh hưởng đến chuyển động, hướng của nó hay cấu trúc hình học của nó. Nói cách khác, lực là nguyên nhân làm cho một vật có khối lượng thay đổi vận tốc của nó (bao gồm chuyển động từ trạng thái nghỉ), tới chuyển động có gia tốc, hay làm biến dạng vật thể, hoặc cả hai. Lực cũng có thể được miêu tả bằng những khái niệm trực giác như sự đẩy hoặc kéo. Lực là đại lượng vectơ có độ lớn và hướng. Trong hệ đo lường SI nó có đơn vị là N (Newton) và ký hiệu là F.

Hình 1: Mô tả về lực

Áp lực là lực tác động trên diện tích bề mặt của một vật. Lực ép vuông góc với diện tích bề mặt chịu lực. Theo nghĩa chung, cũng như khái niệm lực tổng quát, áp lực là đại lượng véc-tơ. Tuy nhiên vì đã xác định được phương (vuông góc với bề mặt chịu lực) và chiều (hướng vào mặt chịu lực) nên khi nói về áp lực, người ta có thể chỉ nói về độ lớn (cường độ).
Đơn vị đo lường của áp lực là: Newton(N).

Để tính toán được áp lực tác dụng lên một bề mặt lớn, người ta phải chia nhỏ phần diện tích chịu lực và tính lực tác động lên đơn vị diện tích đó. Khái niệm áp suất ra đời, áp suất (pressure) lực trên một đơn vị diện tích tác dụng theo chiều vuông góc với bề mặt của vật thể. Trong hệ SI, đơn vị của áp suất bằng Newton trên mét vuông (N/m2) được gọi là Pascal (Pa).

2. Sự khác nhau giữa áp lực và áp suất

Áp lực và áp suất đều cùng là lực tác động lên một diện tích nhưng áp lực là lực tác dụng lên một diện tích còn áp suất là lực tác dụng lên một đơn vị diện tích. Ví dụ: Chúng ta có một viên gạch xây tường có trọng lượng khoảng 2.1 kg với kích thước 205 x 95 x 55mm.

Hình 2 – Gạch đỏ xây tường 2 lỗ

Như vậy khi viên gạch đứng, áp lực của viên gạch là 2.1 x 9.807 = 20.6 N lên một diện tích là 0.095 x 0.055 = 0.005 m2. Áp suất của viên gạch lên mặt phẳng là 20.6 / 0.005 = 4120 N/m2.

Qua ví dụ này chúng ta đã hiểu được sự khác nhau giữa áp lực và áp suất.

3. Tính áp suất chất lỏng

Với chất rắn, không tồn tại khái niệm áp suất tại một điểm trong vật thể nhưng với chất lỏng hoặc chất khí áp suất tại mỗi điểm trong khối chất lỏng hoặc khí có thể khác nhau. Công thức tính áp suất tại một điểm trong khối chất lỏng như sau:

P = D * H

Trong đó:

• P: Là áp suất chất lỏng khí cần tính (Đơn vị Pa hoặc bar)
• D: Trọng lượng riêng của chất lỏng (đơn vị N/m2)
• H: Chiều cao của chất lỏng chất khí (mét)

Hình 3 – Ví dụ mô phỏng áp suất chất lỏng trong bồn chứa nước

4. Bảng quy đổi đơn vị đo áp suất thường dùng

Áp suất có định nghĩa chung nhưng do chúng ta có các hệ thống đơn vị đo lường khác nhau trên toàn cầu dẫn đến áp suất có nhiều đơn vị đo khác nhau, một số đơn vị đo thông dụng là psi, Pa, kg/cm2… Bạn có thể quy đổi các đơn vị với nhau thông qua bảng quy đổi đơn vị đo áp suất dưới đây:

Hình 4 – Bảng quy đổi đơn vị đo áp suất

Ví dụ, với đồng hồ đo áp thường sử dụng trong các hệ thống máy lọc nước công nghiệp Famy sử dụng đơn vị đo psi, với áp lực làm việc là 100psi chúng ta có thể tính ra kg/cm2 như sau:

1 psi = 0.0704 kg/cm2 do vậy 100psi = 100 x 0.0704 = 7.04 kg/cm2.

Qua bài viết, bạn đã phần nào hiểu được các khái niệm, đại lượng vật lý thường sử dụng trong chuyên ngành xử lý nước cũng như dễ dàng chuyển đổi giữa các đơn vị đo lường cho phù hợp.

Tác giả

FamyCare

Chuyên gia trong lĩnh vực xử lý nước, lọc nước, có 15 năm kinh nghiệm.