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Startseite > Druck (Physik)

{{Infobox Physikalische Größe
|Name=Druck
|Größenart=
|Formelzeichen=<math>p</math>
|AbgeleitetVon=
|SI= = /2
= ?2
|SI-Dimension=?2
|cgs= = /2
= ?2
|cgs-Dimension=

In der ist der '''Druck''' die Wirkung einer flächen­verteilten , die senkrecht auf einen Körper wirkt. Der Druck ist positiv, wenn er zum Körper hin gerichtet ist, ein negativer Druck entspricht einem Zug..
In der ''Abhandlung über das Gleichgewicht von Flüssigkeiten und vom Gewicht der Masse der Luft'' und

  • 1802 durch Entdeckung der von Gasen in Gasgemischen ()
  • Definition

    Druck ist eine flächenverteilte Kraft, wie sie in Abb. 5 dargestellt ist. Sie ergibt sich als des Verhältnisses, der auf ein Flächenstück <math>\mathrm dA</math> wirkenden flächenverteilten Kraft <math>\mathrm dF_n</math>:

    <math>p=\lim_{\mathrm{d}A\to 0}\frac{\mathrm d F_n}{\mathrm d A}</math>
    mit:
    {|

    |<math>p</math>||? Druck
    |-
    |<math>\mathrm{d}F_n</math>||? und
    |-
    |<math>\mathrm{d}A</math>||? Fläche, auf die die Kraft einwirkt.
    |}

    Im Inneren eines kann ein Flächenelement mit Hilfe des s hergestellt werden. Im betrachteten Punkt X wird der Körper gedanklich in zwei Teile geteilt und der Druck in X wirkt auf den Schnittflächen senkrecht. In einem isotropen, ruhenden oder ist der Druck in X immer derselbe, egal welche Orientierung die Schnittfläche hat: Im Punkt X im inneren des Fluids wirkt der Druck allseitig. siehe oben.

    Absoluter / Relativer Druck

    Der absolute Druck <math>p_\text{abs}</math> () bezieht sich auf das perfekte . Bei diesem absolut teilchenfreien Raum ist der Nullpunkt des absoluten Drucks definiert. Ein Beispiel für einen häufig ?absolut? angegebenen Wert ist der .

    Als relativen Druck bezeichnet man eine relative Druckbeziehung zwischen zwei Volumina. Häufig wird der Umgebungsdruck als Bezugsgröße verwendet, jedoch bieten sich je nach Zusammenhang auch andere Bezugsgrößen an. Beispiele für einen häufig ?relativ? angegebenen Druck sind der eines s und der .

    Zur Verdeutlichung: Füllt man bei einem Luftdruck von 1 bar einen Reifen mit einem relativen Druck von 2 bar, herrscht im Reifen ein absoluter Druck von 3 bar. Analog muss der Luftdruck zum Blutdruck addiert werden, um den absoluten Blutdruck zu erhalten.

    Einheiten

    Blaise Pascal zu Ehren wird die -Einheit des Drucks (mit dem Pa) genannt, die einer Kraft von einem (also der von etwa 100 ) senkrecht verteilt auf einer Fläche von einem entspricht:

    <math>

    \mathrm{1 \, Pa = 1 \, \frac{N}{m^2} = 1 \, \frac{kg}{m \cdot s^2}}
    </math>

    Im Ingenieurwesen wird für Druck (ebenso wie für die ) auch die Einheit N/ oder verwendet:

    <math>1 \, \frac{\mathrm{N}}{\mathrm{mm}^2} = 1 \, \mathrm{MPa}</math>

    Umrechnung zwischen den gebräuchlichsten Einheiten

    Weitere gebräuchliche Einheiten waren oder sind:

    • das , das 100.000 Pa = 1000 hPa = 100 kPa entspricht,
    • die at = /cm² = 98,0665 kPa, die auf der Erde dem Druck der eines s verteilt auf einem gleichkommt (entspricht dem Druck von 10 m Wassersäule),
    • die atm, die gleich dem auf der Erde (101,325 kPa) ist,
    • das , das dem Druck von einem Millimeter Quecksilbersäule (mmHg) entspricht und heute als  atm definiert ist,
    • das in den gebräuchliche psi = / ( pro ) aus dem .

    Die Umrechnung zwischen diesen Einheiten ist auf fünf genau in der Tabelle angeben.

    {| class="wikitable"
    |-
    ! colspan="2"|
    ! Pa
    ! bar
    ! at
    ! atm
    ! Torr
    ! psi
    |-
    ! style="border-right: 0pt; text-align:left;"| 1 Pa
    ! style="border-left: 0pt;" | =
    | style="text-align:center" | 1
    | 1 · 10?5
    | 1,0197 · 10?5
    | 9,8692 · 10?6
    | 7,5006 · 10?3
    | 1,4504 · 10?4
    |-
    ! style="border-right: 0pt; text-align:left;"| 1 bar
    ! style="border-left: 0pt;" | =
    | 1 · 105
    | style="text-align:center" | 1
    | 1,0197
    | 0,98692
    | 750,06
    | 14,504
    |-
    ! style="border-right: 0pt; text-align:left;"| 1 at
    ! style="border-left: 0pt;" | =
    | 9,8067 · 104
    | 0,98067
    | style="text-align:center" | 1
    | 0,96784
    | 735,56
    | 14,223
    |-
    ! style="border-right: 0pt; text-align:left;"| 1 atm
    ! style="border-left: 0pt;" | =
    | 1,0133 · 105
    | 1,0133
    | 1,0332
    | style="text-align:center" | 1
    | 760
    | 14,696
    |-
    ! style="border-right: 0pt; text-align:left;"| 1 Torr
    ! style="border-left: 0pt| =
    | 133,32
    | 1,3332 · 10?3
    | 1,3595 · 10?3
    | 1,3158 · 10?3
    | style="text-align:center" | 1
    | 1,9337 · 10?2
    |-
    ! style="border-right: 0pt; text-align:left;"| 1 psi
    ! style="border-left: 0pt| =
    | 6,8948 · 103
    | 6,8948 · 10?2
    | 7,0307 · 10?2
    | 6,8046 · 10?2
    | 51,715
    | style="text-align:center" | 1
    |}

    Weitere Einheiten

    Die folgenden nicht Druckeinheiten sind in Literatur zu finden:

    • 1 (mWS) = 0,1 at = 9,80665 kPa
    • 1  Quecksilber (, inHg) = 25,4 Torr = 3386,389 Pa bei 0 °C
    • 1 Micron (1 µm) Quecksilbersäule = 1 µm Hg = 1 mTorr = 0,13332 Pa (wird vereinzelt in der Vakuumtechnik verwendet)
    • 1 (pdl/ft²) = 1,4882 Pa
    • 1 (inH2O) = 249,089 Pa
    • 1 (ftH2O) = 2989,07 Pa

    Druckmessgeräte und -verfahren

    Ein ''Druckmessgerät'' wird auch ''Manometer'' genannt. In den meisten Anwendungen wird der Relativdruck ? also bezogen auf den atmosphärischen ? gemessen. Absolutdruckmessinstrumente verwenden ein Vakuum als Bezugsdruck (z. B. ). Differenzdruckmessgeräte messen, wie die anderen auch, einen Druckunterschied, jedoch zwischen zwei beliebigen Systemen. Druckmessgeräte beruhen auf verschiedenen ien:
    • Zum Messen des s am Auto oder des Hauswasser- und Hausgasdrucks werden einfache oder Bourdonfeder-Manometer verwendet. Diesen liegt das Prinzip eines eingerollten Schlauchs zu Grunde, der sich unter Druck abrollt.
    • Messgeräte für statische Drücke messen meist die Druckdifferenz anhand der Auslenkung einer mechanischen Trennung, indem der Druck mit einem Referenzdruck, etwa Vakuum verglichen wird. So messen etwa die und die , indem die Auslenkung direkt in eine Anzeige übersetzt wird, oder en, indem die Kraft der Auslenkung gemessen wird.
    • Indirekte Druckmessung beruht auf Effekten der
    • Messgeräte für Drücke in fließenden Medien (Fluiden) nutzen die Konsequenzen aus der , etwa das (Pitotrohr) oder die
    • e messen indirekt, indem akustische Ereignisse beim Entspannen der vorher komprimierten Adern aufgefangen werden
    • Druckmessumformer sind Druckmessgeräte, die in industriellen Umgebungen eingesetzt werden können. Dazu wird das gewonnene Druckmesssignal in ein definiertes Signal umgeformt.
    • n (englisch pressure sensitive paint, PSP) machen lokale Druckverteilungen an Grenzflächen sichtbar.
    • Eine misst sehr kleine Drücke über ein mechanisches Verfahren zwischen zwei beliebigen Systemen.

    Siehe auch

    Weblinks

    • ()

    Einzelnachweise