압력 변환기

면적에 분산된 힘

압력은 물리학의 조용한 일꾼입니다. 힘을 그 힘이 작용하는 면적으로 나눈 값입니다. SI 단위인 파스칼은 너무 작아서 책상 위에 놓인 A4 용지 한 장이 가하는 압력이 고작 몇 파스칼에 불과합니다. 현실 세계의 압력은 kPa, 바, atm, PSI, 그리고 끈질기게 살아남은 수은주 밀리미터로 표현되며, 각각은 서로 다른 산업에 적합합니다.

수은, 산, 그리고 단위의 탄생

이야기는 1643년 에반젤리스타 토리첼리에서 시작합니다. 그는 수은을 채운 유리관을 접시 위에 거꾸로 세웠고, 수은 기둥이 약 760mm에서 안정되는 것을 관찰하였습니다. 그가 만든 것은 최초의 기압계였으며, 수세기에 걸친 정설에 맞서 공기에 무게가 있다는 사실을 입증하였습니다. 단위 토르는 그의 이름을 따랐으며, 1토르는 정확히 표준 대기압의 1/760로 정의됩니다.

블레즈 파스칼은 1648년 퓌드돔 화산에 기압계를 들고 올라가며 이 아이디어를 한층 발전시켰고, 고도가 높아질수록 수은 기둥이 짧아짐을 보였습니다. 수세기 후 SI 단위는 그를 기리기 위해 명명되었습니다.

산업과 그들이 선호하는 척도

유럽의 기상학자들은 헥토파스칼이나 밀리바로 기압을 보고합니다(둘은 수치적으로 동일합니다). 미국의 일기예보관들은 수은주 인치를 사용합니다. 전 세계 병원에서는 미터법화 노력에도 불구하고 혈압을 mmHg로 측정합니다. 볼트를 조이고 타이어를 부풀리는 엔지니어들은 PSI로 작업하며, 구조 및 재료 전문가들은 MPa와 GPa로 올라갑니다. 진공 기술자들은 거의 유일하게 여전히 토르로 이야기합니다.

치명적인 실수들

실험실과 작업장에서 세 가지 오류가 반복됩니다.

1. 바와 대기압. 비슷하지만 같지 않습니다. 1바는 정확히 100,000 Pa, 1 atm은 정확히 101,325 Pa입니다. 1.3퍼센트의 격차는 타이어에서는 보이지 않지만 보정 작업에서는 치명적입니다.
2. 게이지압과 절대압. 32 PSI를 표시하는 타이어 게이지는 대기압 위로 32 PSI라는 뜻입니다. 절대압은 47 PSIA에 가깝습니다. 엔지니어들이 PSIG와 PSIA를 정확히 표기하는 것은 바로 이 혼동을 피하기 위해서입니다.
3. mmHg와 inHg. 둘 다 수은 기둥을 측정하지만 단위가 다릅니다. 760 mmHg는 약 29.92 inHg와 같습니다.