Weitere Einheiten des Drucks
Schlagwörter: Druck, Einheiten Torr, mmHg, psi, ältere Einheiten,
Die Bilder 01 bis 03 zeigen einen Reifendruckmesser, ein Wohnzimmerbarometer und ein Blutdruckgerät von 1960. Auf den Geräten werden verschiedene Einheiten des Drucks angegeben.
- Reifendruck – in 1 bar und 1 psi
- Luftdruck in 1 hPa und 1 mmHg
- Blutdruckgerät in 1 mmHg in 1 Torr
Wie sind diese Einheiten entstanden?
Die Einheit 1 bar entspricht ungefähr dem Luftdruck auf N.N. Sie normiert den Normaldruck quasi auf 1.
1 bar=100 kPa=1000 hPa=100.000 Pa
Einheit 1 mmH2O
Die Einheit 1 mmH2O geht auf die Versuche von Otto von Guericke zurück. Er stellte fest, dass das Wasser in einer vollständig evakuierten Röhre bei Normaldruck auf ca. 10 m Höhe steigt. 1000 mmH2O entsprechen also dem Normaldruck. Wenn wir etwas genauer hinschauen, dann sehen wir, dass es eine kleine Abweichung um ca. 1% (Faktor 1,0013) gibt.
1 mmH2O=98 Pa
Wie kommt es zu dem kleinen Unterschied zwischen den Einheiten 1 mmH2O und 1 Pa?
Heute geben wir Gewichtskräfte SI-konform in der Einheit 1 Newton an. Dabei berechnet sich die Gewichtskraft aus dem Produkt von Masse und Ortsfaktor.
FG = m·g
Häufig wir dabei sinnvoll gerundet. So kommen wir zu der Aussage, dass die Masse von 100 g auf der Erde die Gewichtskraft von 1 Newton erfährt. Dieser Wert ist aber gerundet. Der Ortsfaktor beträgt in unseren Breitengraden ca. 9,8 N/kg. Somit reduziert sich die Gewichtskraft der 100 g Masse, wenn wir sie berechnen, auf 0,98 N.
Bis vor einigen Jahren wurde die Gewichtskraft in der Einheit 1 Pond (1 p) angegeben. Dabei wurde auf den Ortsfaktor verzichtet. Die Definition besagte, dass eine Masse von 1 kg das Gewicht von 1 p habe.
Die Einheit 1psi
Die Einheit 1 psi schleicht sich gerade mit vielen Geräten aus Amerika ein. psi steht für pounds per square inch, also Pfund pro Quadratzoll. Ihr findet diese Einheit z.B. auf Reifendruckmessern oder den Pumpen für ein SUP.
- Pfund: 1lb ≈ 0,45 kg
- ince: 1 inch = 1 Zoll ≈ 2,54 cm
{\large \begin{array}{l}\left. \begin{array}{l}\left[ p\,=\,\frac{F}{A} \right]\,=1psi\,=\,\frac{1\,lb}{1\,inc{{h}^{2}}}\,=\,\frac{0,45\,kg\,\cdot 9,81\,N}{{{(2,54\,cm)}^{2}}\,\,kg}\,=\,\frac{0,45\,\cdot 9,81\,N}{6,45\,\cdot \,c{{m}^{2}}}=0,68\,\frac{N}{c{{m}^{2}}}\\\\1\,c{{m}^{2}}\,=\,\frac{1}{10.000}\,{{m}^{2}}\end{array} \right\}\,1\,psi\,\approx 6800\,\frac{N}{{{m}^{2}}}\\\\1\,psi\,=\,6800\,Pa\end{array} }
Beispiel: In der Gebrauchsanweisung eines SUPs steht, dass dieses mit einem Druck von 15 psi aufgepumpt werden muss. Bestimme den Druck in der Einheit 1 bar.
{\large \begin{array}{l}1\,psi\,=\,6800\,Pa\,=0,00001\,bar\,\cdot 6800\,=\,0,068\,bar\\15\,psi\,=\,0,068\,bar\,\cdot \,15\,=\,1,02\,bar\end{array} }
Der Druck im SUP von 15 psi ist ungefähr 1 bar.
Bei Reifendruckmessern werden i.d.R. nur die Überdrücke angegeben. Da im Schlauch eines Fahrrad oder Autoreifens keine Unterdrücke herrschen, werden hier ausschließlich die Überdrücke angegeben.
Blutdruckmessung
Bei der Messung des Blutdrucks begegnet uns eine weite Einheit, das Torr bzw. Millimeter Quecksilbersäule 1mmHg.
Dabei gilt: 1000 hPa=1 bar= 750 mmHg = 750 Torr
Wenn bei euch heute der Blutdruck gemessen wird, dann begegnet ihr häufig elektronischen Messgeräten. Denen ist die Herkunft der Einheit nicht mehr anzusehen ►04. Bild ►05 zeigt ein Blutdruckmessgerät von 1960. Du erkennst im Steigrohr eine silberne Flüssigkeit. Dabei handelt es sich um Quecksilber.
Bei der Blutdruckmessung wird eine Manschette um den Oberarm gelegt. Die Manschette wird aufgepumpt. In der Ellenbeuge wird mit einem Stethoskop der Pulsschlag abgehört. Dabei werden 2 Werte gemessen. (Erläuterungen physikalisch)
- oberer Wert – Systole – Blut kann die Manschette passieren, oberhalb dieses Drucks kann kein Blut die Manschette passieren. Wir können in der Armbeuge einen deutlichen Puls vernehmen.
- unterer Wert – Diastole – Das Blut kann die Manschette ungehindert passieren. Wir können in der Armbeuge kein Pulsieren mehr vernehmen.
- Das Pulsieren, das wir zwischen systolischem und diastolischem Druck wahrnehmen können, ist mit der Anspannungs- und Austreibungsphase des Herzens zu erklären.
Ein gesunder Blutdruck ist z.B. „120 zu 70“. Dabei lassen die Ärzte i.d.R die Einheiten weg. Die hier genutzte Einheit ist das Torr bzw. die Millimeter-Quecksilbersäule.
Medizinisches zum Blutdruck und die Normwerte findet ihr hier.
Die Einheit 1 Torr bzw. 1 mmHg
Die Einheit 1 Torr wurde zu Ehren des Physikers Torricelli benannt. Sie ist identisch zur Einheit 1 mmHg.
Der italienische Physiker Evangelista Torricelli (1608-1647)
versuchte die Fallgesetze des Galilei auf die Gesetzmäßigkeiten von ausströmenden Flüssigkeiten zu übertragen. Dabei füllte er u.a. Quecksilber in ein oben verschlossenes Rohr. Er füllte das Rohr ganz auf und tauchte dann das offene Ende in ein Quecksilberbad. Toricelli beobachtete, dass sich der Stand der Quecksilbersäule an verschiedenen Tagen unterschiedlich verhielt.
Es handelt sich hier um das gleiche Prinzip wie bei den Luftdruckmessungen von Otto von Guericke.
Da das Quecksilber eine deutlich größere Dichte als Wasser hat, ist auch die Flüssigkeitssäule des Quecksilbers deutlich kürzer.
1 bar=750 Torr=750 mmHg=1000 hPa=10197mm H2O
1 Torr=1 mmHg=0,0013 bar=133 Pa=1,33 hPa=13,6 mmH2O
760 Torr=760 mmHg=10332 mmH2O=1013 hPa (Normaldruck auf N.N)
mmH2O – Millimeter Wassersäule
mmHg – Millimeter Quecksilbersäule
Unter folgendem Link kannst du Druckeinheiten einfach, online umrechnen: https://www.rechner.club/masseinheit/druck-umrechnen