Basınç Nedir, Örnekleri Nelerdir?

Basınç, birim alan üzerine uygulanan kuvvetin ölçüsü olarak tanımlanır. Basınç birimleri; (Pa), (N/m²), (kg/m*s²) ya da Ibf/ in² ‘dur. Diğer birimleri; atm, torr, bar ve metre deniz suyudur (msw). Denklemlerde basınç büyük P harfi veya küçük p harfi ile gösterilir.

Basınç, türetilmiş bir birimdir ve genellikle şu şekilde ifade edilir;

P = F / A

P: Basınç

F: Kuvvet

 A: Alan

Basınç skaler bir niceliktir yani büyüklüğü vardır ancak yönü yoktur. Balonun içindeki gazın basıncı düşünülürse basıncın yönü olmaması anlaşılabilir. Balonun içindeki gaz parçacıkların hareketinin belirgin bir yönü yoktur. Aslında rastgele görünecek şekilde her yöne hareket ederler. Bir balonun içine bir gaz konulursa moleküllerin bir kısmı balon yüzeyi ile çarpıştığında basınç oluşur. Basınç balon yüzeyinin neresinde ölçülürse ölçülsün aynıdır. Basınç genellikle pozitif değerdedir ancak negatif basınç değeri de mümkündür.

Basınç altındaki bir sistem çevresi üzerinde çalışma potansiyeline sahip olduğun için basınç, birim hacim başına depolanan potansiyel enerjinin bir ölçüsüdür. Bu nedenle enerji yoğunluğu ile ilişkilidir ve metreküp başına J/m ³ gibi birimlerle ifade edilebilir.

P = F*UzaklıkA*Uzaklık=İşHacim=Enerji(J)Hacim(m3)

Bazı meteorologlar atmosferik hava basıncı için hektopaskal’ı (hPa) tercih ederler. Bu birim  eski milibar (mbar) birimine eşdeğerdir. Hekto ön eki nadiren kullanıldığı diğer alanlarda da benzer basınçlar kilopaskal (kPa) cinsinden kullanılmaktadır. İnç cıva, Amerika Birleşik Devletleri’nde halen kullanılmaktadır. Oşinograflar genellikle sualtı basıncını desibel (dbar) cinsinden ölçerler çünkü okyanustaki basınç metre derinlik başına yaklaşık bir desibar artış gösterir.

Standart atmosfer (atm) dünyanın ortalama deniz seviyesindeki hava basıncına yaklaşık olarak eşittir ve 101325 Pa olarak da ifade edilebilir.

Basınç genellikle bir manometredeki bir sıvı kolonunun yerini değiştirme ölçüsü olarak ifade edildiği için belirli bir sıvının derinliği olarak da ifade edilir. Manometrelerde en yaygın kullanılan sıvılar; cıva (Hg) ve sudur. Su toksik değildir ve kolay erişilebilir. Cıvanın yüksek yoğunluğu nedeni ile belirli bir basıncı ölçmek için daha kısa bir kolon (ve dolayısıyla daha küçük bir manometre) kullanılabilir. 

Hidrostatik Basınç Denklemi;

 p = ρ*g*h 

h: Yükseklik 

ρ: Yoğunluk uyguladığı basınç ,

g: Yerçekimi ivmesi 

p: Basınç 

Akışkan yoğunluğu ve yerçekimi ivmesi çeşitli faktörlere bağlı olarak değişebilir bu nedenle bir akışkan sütununun yüksekliği basıncı tam olarak ifade etmez.

Bir milimetre cıva yaklaşık olarak bir torr’a eşittir. Su bazlı birimler ölçülen suyun yoğunluğuna bağlıdır. Bu manometrik birimlere birçok alanda kullanılmaktadır. Örnek olarak tansiyon dünyanın pek çok yerinde mmHg cinsinden ölçülür ve santimetre su cinsinden akciğer basınçları hala yaygın olarak kullanılmaktadır.

Sualtı dalgıçları metre deniz suyu (msw veya MSW) ve ayak deniz suyu (fsw veya FSW) basınç birimlerini kullanırlar. Bunlar dalış odalarında ve kişisel dekompresyon bilgisayarlarında maruziyeti ölçmek için kullanılan basınç göstergeleri için standart birimlerdir.

• 1 msw = 0,1 bar  (1 bar=100000 Pa, 0.1 bar = 10000 Pa) olarak tanımlanır ve doğrusal bir derinlik ölçer ile aynı değildir. 
• 33.066 fsw = 1 atm (1 atm = 101325 Pa / 33.066 = 3064.326 Pa). 
• Msw’den fsw’ye basınç dönüşümü uzunluk dönüşümünden farklıdır.

10 msw = 32.6336 fsw, 10 m = 32.8083 ft.

Gösterge basıncı genellikle kPag, barg veya psig gibi “g” ekli birimler halinde ifade edilir ve mutlak basınç ölçümlerine yönelik birimlere karışıklığı önlemek için bazen  “a” son eki getirilir. Örnek olarak kPaa, psia’dır. ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü karışıklığı önlemek için herhangi bir değiştiricinin ölçü birimi yerine ölçülen miktara uygulanmasını önermektedir.  Örnek olarak,  p = 100 psig yerine  p_g = 100 psi. Diferansiyel basınç eklenen “d” ile ifade edilir; bu tür ölçümler sızdırmazlık performansı veya bir vananın açılıp kapanmayacağı varsayıldığında kullanılır.

Geçmişte ve Günümüzde Kullanılan Basınç Birimleri;

• Atmosfer (atm)
• Manometrik Birimler:

• Santimetre, inç, milimetre (torr) ve mikrometre (mTorr, mikron) civa,
• Eşdeğer su sütununun yüksekliği, milimetre dahil (mm H₂O ), santimetre (cm H₂O ), metre, inç ve ayak deniz suyu.
• Emperyal ve Geleneksel Birimler:

• Kip , kısa ton-kuvvet , uzun ton-kuvvet , pound-kuvvet , ons-kuvvet ve inç kare başına poundal,
• İnç kare başına kısa ton-kuvvet ve uzun ton-kuvvet,
• Su altı dalışında özellikle dalış basıncına maruz kalma ve dekompresyon ile bağlantılı olarak kullanılan fsw (ayak deniz suyu).
• SI olmayan metrik birimler:
  • Bar, desibar, milibar,
  • Özellikle dalış basıncına maruz kalma ve dekompresyon ile bağlantılı olarak su altı dalışında kullanılan msw (metre deniz suyu),
  • Santimetre kare başına kilogram-kuvvet veya kilopond ( teknik atmosfer ),
  • Santimetre kare başına gram-kuvvet ve ton-kuvvet (metrik ton-kuvvet),
  • Barye ( santimetre kare başına dyne ),
  • Metrekare başına kilogram-kuvvet ve ton-kuvvet,
  • Metrekare başına sten ( piezo ).

Basınç Örnekleri

• Değişen basınca örnek olması açısından kalıcı bir iz bırakmadan bir parmak duvara bastırılabilir ancak aynı parmağın raptiye itmesi duvara daha kolay zarar verebilir. Yüzeye uygulanan kuvvet aynı olsa da raptiye daha fazla basınç uygular çünkü nokta bu kuvveti daha küçük bir alanda yoğunlaştırır. Kuvvetin aksine basınç skaler bir nicelik olarak tanımlanır. Negatif basınç gradyanına, kuvvet yoğunluğu denir.
• Bir başka örnek ise bıçaktır. Düz kenar ile kesmeye çalışılırsa kuvvet daha geniş bir yüzey alanına dağılır ve kesilmez. Oysa daha az yüzey alanına sahip olan keskin kenar kullanılırsa daha fazla basınç olur ve böylece bıçak düzgün bir şekilde keser.

Negatif Basınç Örnekleri

• Bağıl (gösterge) basınçlarla çalışırken, 80 kPa’lık mutlak basınç -21 kPa’lık bir gösterge basıncı olarak tanımlanabilir (101 kPa’lık bir atmosfer basıncının altında 21 kPa).

Hazırlayan: Rabiye Baştürk

Kaynak: 1 (Erişim: ) 2 (Erişim: )