압력 단위는 간단하지만, 기준점은 그렇지 않습니다
대부분의 압력 변환은 일반적인 곱셈입니다. psi에서 kPa로, bar에서 atm으로 변환하는 것은 다른 단위 쌍과 마찬가지로 어렵지 않습니다. 압력 측정에서 실제로 안전과 관련된 실수는 변환 계수가 잘못된 것이 아닙니다. 다른 기준에 상대적으로 압력을 측정하는 두 개의 숫자를 사용하고 이들을 비교 가능한 것처럼 취급하는 것입니다.
게이지 압력과 절대 압력은 같은 량이 아닙니다
게이지 압력은 주변 대기압에 상대적으로 측정됩니다. 게이지 판독값이 0이라는 것은 "주변 공기와 동일"을 의미하지, "압력이 없음"을 의미하지 않습니다. 절대 압력은 완벽한 진공에 상대적으로 측정됩니다. 이 둘은 현지 대기압의 차이만큼 다르며, 해수면에서 대략 101.3 kPa(14.7 psi)이고, 이 오프셋은 잘못된 것을 사용할 경우 실수의 정확한 크기입니다.
작동 예제: 타이어
타이어 게이지에서 "32 psi"로 읽히는 것은 게이지 압력을 보고하는 것입니다. 즉, 타이어 외부의 대기압보다 32 psi 위입니다. 따라서 타이어의 절대 내부 압력은 약 32 + 14.7 ≈ 46.7 psi입니다. 타이어 제조업체, 타이어 게이지, 그리고 차 문 내부의 압력 스티커는 모두 관례상 게이지 압력을 나타내므로, 이것이 자체적으로 실제 오류를 야기하는 경우는 드뭅니다. 실수는 누군가가 게이지 수치를 물리학이나 공학 계산, 예를 들어 절대 압력이 필요한 이상 기체 법칙에 대입하고 14.7 psi를 다시 더하는 것을 잊을 때 나타납니다.
작동 예제: 기압계
날씨 보도는 반대 관례를 따릅니다. 예보에 나타난 "1013 hPa"는 절대 압력 수치입니다. 더 정확히는 해수면으로 보정된 절대 압력(아래 참조)이며, 어떤 기준에 상대적인 압력이 아닙니다. 표준 대기압인 정확히 101,325 Pa는 1954년 도량형에 관한 제10차 국제 회의에서 "1 기압"으로 고정되었으며, 게이지 판독값에 다시 더하여 절대 압력을 얻기 위해 필요한 것이 바로 동일한 101.325 kPa입니다.
단위 환경
| 단위 | 정확한 관계 | 일반적인 용도 |
|---|---|---|
| 파스칼 (Pa) | SI 기본: 1 N/m² | 과학/공학 기본 단위; 매우 작아서 거의 단독으로 인용되지 않음 |
| Bar | 100,000 Pa 정확히 | 유럽 타이어 압력, 기상 지도, 다이빙 |
| 기압 (atm) | 101,325 Pa 정확히 | 화학, 다이빙, "표준 조건" 정의 |
| PSI | ≈6,894.757 Pa (lbf/in²에서) | US/UK 타이어 압력, 유압, 압축 가스 |
| mmHg (종래) | 133.322387415 Pa | 혈압, 이전 기압계 판독값 |
| Torr | 101,325/760 = 133.3223684… Pa | 진공 시스템, 물리학 |
mmHg와 Torr는 충분히 유사하며, 약 0.14 ppm 정도 차이가 납니다(mmHg = 133.322387415 Pa 대 Torr = 101,325/760 = 133.322368421… Pa, 약 133.3 Pa의 기준에서 1.899×10⁻⁵ Pa의 차이). 대부분의 참고자료는 이들을 같은 것으로 취급하지만, 정의가 동일하지는 않습니다. mmHg는 특정 종래 수은 밀도와 표준 중력의 조합에서 유도되지만, Torr는 표준 기압의 정확한 1/760 분수로 정의됩니다. 이 구분이 가끔 중요한 진공 물리학에서는 정의가 수은의 물리적 성질에 의존하지 않기 때문에 특히 Torr를 사용하는 경향이 있습니다.
고도계 설정 문제
항공은 고도를 위해 절대 압력에 의존하며, 그 기준이 최신 상태여야 합니다. 항공기 고도계는 기계적으로 압력이 아닌 고도를 읽도록 보정된 기압계입니다. 원시 압력 판독값을 평균 해수면 위의 올바른 고도로 변환하기 위해 현재 현지 해수면 상당 압력인 고도계 설정 또는 QNH를 알아야 합니다. 그 설정을 업데이트하지 않고 고기압 지역에서 저기압 지역으로 비행하면, 고도계는 이전의 더 높은 기준에 대해 계속 읽혀서 항공기의 실제 고도보다 높은 고도를 표시합니다. 표준 조종사 기억법은 "높은 곳에서 낮은 곳으로, 아래를 조심하십시오"입니다. 실수는 위험한 방향으로 작용하여 실제보다 더 많은 지형 간격을 나타냅니다. 대략적인 작동 수치로, 고도계 설정의 1 hPa 오류는 해수면 근처에서 약 30 피트(9 m)의 고도 오류에 해당합니다. 정확한 수치는 고도와 온도에 따라 다르지만, 대기압이 높이에 따라 선형적이 아닌 로그 방식으로 감소하기 때문입니다. 그러나 조종사가 빠른 정신 검사를 위해 사용하도록 훈련받는 표준 경험 법칙은 hPa당 30피트입니다.
날씨 압력이 해수면으로 보정되는 이유
원시 또는 "관측소" 대기압은 고도와 함께 감소합니다. 미국 표준 대기에서는 해수면의 101,325 Pa에 비해 1마일(1,609 m) 고도에서 약 83,430 Pa이며, 날씨 변화가 없어도 대략 18% 낮습니다. (덴버의 실제 관측소 압력, 약 835–843 hPa는 이 수치와 일치합니다.) 원시 관측소 압력을 보고하면 모든 고지대 도시가 심한 저기압 시스템에 항구적으로 앉아있는 것처럼 보일 것이므로, 기상 보도는 관측소의 알려진 고도를 사용하여 관측소의 압력을 해수면에 있을 때 읽히는 것으로 보정합니다. 원시 센서 판독값이 아닌 이 해수면으로 보정된 수치가 예보에서 "1013 hPa"가 실제로 나타내는 것입니다. 이는 위의 게이지/절대 구분과 별도의 두 번째 보정이며, 주어진 위치의 원시 압력 센서와 동일한 위치의 게시된 날씨 수치가 정확히 일치하지 않는 이유입니다.
음수 게이지 압력은 고유한 용어를 가지고 있습니다
게이지 압력은 측정된 압력이 주변 대기보다 낮을 때 음수가 될 수 있으며, 이를 일상적으로 다루는 산업은 음수 기호를 쓰지 않고 대신 별도의 이름인 "진공"을 사용합니다. 냉매 기술자는 재충전 전에 에어컨 라인을 배출할 때 인치 수은 진공의 게이지 판독값을 관찰하며, 라인이 충전하기에 충분히 건조한 것으로 간주되기 전에 대략 28-30 inHg 진공(완벽한 진공에 가깝지만 못 미치는)을 향해 작업합니다. 이 수치는 여전히 게이지 측정이며, 단지 대기에서 위로 올라가는 대신 아래로 내려가는 것일 뿐입니다. 절대 압력으로 변환하는 방법은 양수인 경우와 동일합니다. 더하지 않고 현지 대기압에서 빼면 됩니다.
대부분의 일상적인 혼동을 해결하는 규칙
압력 판독값이 더 큰 주변 압력 내에 앉도록 설계된 것에서 나온 경우, 즉 타이어, 스쿠버 탱크, 유압 라인에서 나온 경우 게이지라고 가정합니다. 대기 자체를 설명하는 것에서 나온 경우, 즉 날씨 보도, 다이빙 깊이 표, 항공기 고도계에서 나온 경우 절대, 또는 최소한 해수면으로 보정된 절대라고 가정합니다. 두 관례 모두 자신의 영역 내에서 확고하고 합리적입니다. 오류는 한 영역의 수치가 다른 것을 위해 만들어진 계산으로 넘어갈 때만 발생합니다.