Давление 3 атмосферы. Стандарты водонепроницаемости часов

Атмосферное давление. Единицы измерения

Основные физические свойства воздуха: плотность, давление и температура.

Плотность есть отношение массы вещества к его объему. Так, 1 м 3 воды при температуре 4 °С имеет массу 1 т, а 1 м 3 сухого воздуха при 0 °С и нормальном давлении (760 мм рт. ст.) имеет массу 1,293 кг. Следовательно, при указанных условиях плотность воды составляет 1000 кг/м 3 , а плотность воздуха 1,293 кг/м 3 . Таким образом, плотность воздуха при этих условиях примерно в 800 раз меньше плотности воды.

Плотность атмосферы быстро уменьшается с высотой. Половина всей массы атмосферы сосредоточена в слое до высоты 5,5 км. На высоте 300 км плотность её уже в 4-Ю 10 раз меньше, чем на уровне моря. С дальнейшим увеличением высоты разреженность газов продолжает увеличиваться и без четко выраженной верхней границы атмосфера постепенно переходит в межпланетное пространство.

Давление атмосферы - это сила, с которой давит на единицу земной поверхности столб воздуха, простирающийся от поверхности земли до верхней границы атмосферы. Атмосферное давление можно измерить по высоте ртутного столба в стеклянной трубке, у которой один конец запаян, а другой погружен в чашку со ртутью. Воздух из трубки удален. Давление атмосферы удерживает столб ртути в трубке на определенной высоте. На уровне моря высота ртутного столба в трубке в среднем составляет 760 мм. Если площадь поперечного сечения трубки равна 1 см 2 , то объем ртути в трубке соответственно равен 76 см 3 . Плотность ртути равна 13,6 г/см 3 . Поэтому масса ртутного столба составит примерно 76-13,6-1,0336 кг. Следовательно, атмосферное давление уравновешивает столб ртути сечением 1 см 2 и массой около 1,033 кг. Это означает, что атмосферное давление на уровне моря обычно составляет около 1,033 кг/см 2 .

Атмосферное давление долгое время выражали в миллиметрах (мм) ртутного столба, т.е. линейной мерой измеряли силу, что было неудобно при решении многих задач. Чтобы измерять давление в единицах силы, в 1930 г. была установлена новая международная единица давления - бар (от древнегреческого барос - тяжесть), равная давлению 1 млн. дин на площадь 1 см 2 , что соответствует 750,1 мм рт. ст. В практике до последнего времени в качестве единицы давления использовалась 1 /1000 доля бара - миллибар.

С 1980 г. в качестве международной единицы для измерения атмосферного давления принят паскаль (Па):

1 Па = 10 дин/см 2 = 10 -5 бар.

Для практических целей используют гектопаскаль (гПа):

1 гПа=100 Па.

Поскольку до сих пор шкала приборов для измерения давления, градуирована в миллиметрах или миллибарах, то надо знать их соотношение:

1 гПа=1 мбар=0,75

Методы измерения влажности воздуха

В настоящее время для измерения влажности воздуха применяются психрометрический и сорбционный методы.

Психрометрический метод

Название этого метода произошло от греческого слова психрос (охлаждение, холод) и говорит о том, что измерение влажности воздуха основано на охлаждении одного из термометров. По этому методу работают основные приборы для определения влажности воздуха - станционный и аспирационный психрометры.

Станционный психрометр состоит из двух одинаковых психрометрических термометров. Термометр, установленный в психрометрической будке слева, называется «сухим» и показывает температуру воздуха. Термометр, установленный справа, называется «смоченным», так как его резервуар непрерывно смачивается дистиллированной водой. Вода находится в специальном стаканчике и подается к резервуару при помощи полоски батиста, один конец которой оборачивает резервуар смоченного термометра, а другой опущен в стаканчик и тянет воду как фитиль.

Поверхность резервуара смоченного термометра является испаряющей. Чем суше воздух, тем быстрее испаряется вода с резервуара смоченного термометра и тем ниже его температура. Следовательно, чем меньше влажность воздуха, тем больше разность показаний сухого и смоченного термометров.

По температуре воздуха и показаниям смоченного термометра с помощью специальных «Психрометрических таблиц» определяют упругость пара е , относительную влажность f дефицит упругости d и точку росы t d .

Аспирационный психрометр (рис. 1) по принципу действия не отличается от станционного психрометра. Основными его частями также являются два одинаковых термометра (сухой и смоченный), отличающиеся от термометров станционного психрометра меньшими размерами я цилиндрической формой резервуаров. Главная особенность конструкции этого психрометра - наличие аспиратора, обеспечивающего обдувание резервуаров термометров потоком воздуха с постоянной скоростью 2 м/с.

У станционного же психрометра скорость обдувания термометров непостоянна, она зависит от; скорости ветра за пределами будки, что влияет на точность измерения влажности воздуха.

Аспирационный психрометр является одним из наиболее точных метеорологических приборов. Резервуары его термометров надежно защищены от лучей солнца, i испарение со смоченного термометра происходит при постоянной скорости ветра, результаты измерений легко определяются по «Психрометрическим таблицам». Он имеет небольшую массу (600 г.), удобен при переносе и широко применяется при полевых работах.

При измерении температуры и влажности воздуха в посеве аспирационный психрометр устанавливается в нем горизонтально на изучаемом уровне. Отверстия защитных трубок психрометра должны быть ориентированы в сторону от Солнца. Смачивание батиста смоченного термометра необходимо производить только при вертикальном положении психрометра, чтобы вода из пипетки не попала в защитные трубки.

Сорбционный метод

Этот метод основан на использовании свойства гигроскопических тел реагировать на изменение влажности воздуха. На упомянутом свойстве основано действие гигрометров.

Волосной гигрометр служит для измерения относительной влажности воздуха. Действие прибора основано на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять длину в зависимости от относительной влажности. Изменение длины волоса передается на стрелку, указывающую относительную влажность на шкале, градуированной от 0 до 100%.

Чувствительность гигрометра со временем изменяется, поэтому его показания необходимо сверять с относительной влажностью, найденной по психрометру. В зимнее время "наблюдения по психрометру при температуре ниже -10° С не производятся и для измерения влажности воздуха применяется только гигрометр. Поэтому до наступления морозов в течение одного месяца показания гигрометра сравниваются с показаниями психрометра и наносятся на график, который будет служить для перевода показаний гигрометра в показания психрометра. Для этого на специальном бланке ТМ-9 или на миллиметровой бумаге на вертикальной оси откладывают относительную влажность по психрометру, а на горизонтальной оси - показания гигрометра. Значения относительной влажности по психрометру и гигрометру, измеренные одновременно, отмечают на графике точкой, лежащей на пересечении линий, соответствующих этим значениям. Когда все точки нанесены, они образуют (если гигрометр исправлен) сравнительно узкую полосу, расположенную под утлом около 45° к осям координат. Посередине этой полосы проводят линию, по которой и переводят показания гигрометра в значения относительной влажности.

Гигрограф - прибор для непрерывной записи относительной влажности. Приемной частью прибора является пучок обезжиренных человеческих волос. В остальном устройство прибора почти аналогично термографу.

Определение

Атмосфера - это оболочка из воздуха, которая окружает Землю. Ее толщина несколько тысяч километров.

В результате действия силы тяжести верхние слои воздуха сжимают нижние. Слой воздуха, находящийся около Земли испытывает наибольшее сжатие. В соответствии с законом Паскаля, этот слой атмосферы передает давление, которое производится на него по всем направлениям. В результате чего поверхность Земли и все объекты, находящиеся на ней испытывают давление всей толщины воздуха. Давление, которое производит атмосфера на все тела, называется атмосферным давлением. Человек не замечает давления атмосферы, так как давление внутри равно давлению снаружи.

Паскали (Па) - единицы измерения атмосферного давления.

Как и для любого другого вида давления, паскали (Па) - единицы измерения атмосферного давления.

Вычислить величину атмосферного давления по формуле для нахождения давления столба жидкости не представляется возможным. Для подобного расчета следует знать высоту атмосферы и плотность воздуха. Но четко определённой границы у атмосферы нет, а плотность воздуха изменяется с высотой. Атмосферное давление находят экспериментально. Хорошо известен опыт Торричелли по измерению давления атмосферы. Ученый брал трубку из стекла длиной в 1 метр, запаянную с одного конца. Наполнял ее ртутью. Плотно закрывал открытый конец трубки, переворачивал ее опускал открытый конец в сосуд со ртутью, открывал его. Часть рту вылилась, но часть оставалась в трубке. Измерялась высота столба оставшейся ртути. Получалось, что она равна примерно 760 мм. Торричелли высказал предположение, что атмосфера оказывает давление на поверхность ртути в чашке. Ртуть в чашке и трубке находится в равновесии, значит давление столба ртути равно давлению атмосферы. При увеличении атмосферного давления увеличивалась высота вертикального столбика ртути. В рассматриваемом случае логично за единицу давления принять один миллиметр ртутного столба (1 мм рт. ст.).

И так, паскаль и миллиметр ртутного столба - единицы измерения атмосферного давления. Используя формулу для вычисления давления ($p$) столба жидкости:

где $\rho $ - плотность жидкости (у нас ртути $\rho =13600\ \frac{кг}{м^3}$), $g$ - ускорения свободного падения; $h$ - высота столбика жидкости (у нас ртути). Получаем, что давление, которое оказывает столб ртути в 1 мм равно:

Следовательно:

Нормальным считают давление атмосферы равным 760 мм рт. ст. или 1013 гПа (гПа - гектопаскаль).

Если трубку Торричелли снабдить вертикальной шкалой, то получится простейший ртутный барометр, который можно использовать для измерения атмосферного давления.

Существует внесистемная единица измерения давления, которая называется атмосферой, это давление на поверхности Земли на уровне Мирового океана. Различают техническую атмосферу ($p=98066,5\ Па$) и физическую атмосферу ($p=101325\ {\rm Па}.$).

Иногда используют внесистемную единицу измерения давления бар. Нормальное атмосферное давление равно:

Используют и метры водяного столба (м.вод.ст.) для измерения давления, в том числе атмосферного, при этом:

Мы получили: паскали, миллиметры ртутного столба, метры водяного столба, бары - единицы измерения атмосферного давления.

Примеры задач с решением

Пример 1

Задание. При температуре $t_1=$300С барометр показывал атмосферное давление $p_1=$730 мм рт.ст. При температуре $t_2=$-300С показания барометра были: $p_2=$780 мм рт. ст. Найдите отношение плотности воздуха при данных температурах ($\frac{{\rho }_2}{{\rho }_1}$). Считайте при заданных условиях воздух идеальным газом.

Решение. За основу решения задачи примем уравнение Менделеева - Клапейрона:

Выразим плотность воздуха из (1.1) для первого и второго состояний:

\[{\rho }_1=\frac{p_1\mu }{RT_1};;{\rho }_2=\frac{p_2\mu }{RT_2}\ \ \left(1.2\right).\]

Найдем отношение плотностей:

\[\frac{{\rho }_2}{{\rho }_1}=\frac{p_2\mu RT_1}{p_1\mu RT_2}=\frac{p_2T_1}{p_1T_2}.\]

Для вычисления отношения плотностей следует заданные температуры перевести, используя соотношение:

тогда $T_1=303\ К;;\ T_2=243\ К.$ Давление переводить в единицы системы СИ не обязательно, так как в числителе и знаменателе будет стоять один и тот же множитель. Проведем вычисления:

\[\frac{{\rho }_2}{{\rho }_1}=\frac{780\cdot 303}{730\cdot 243}\approx 1,33.\]

Ответ. $\frac{{\rho }_2}{{\rho }_1}\approx 1,33$

Пример 2

Задание. Барометр анероид показывает, что атмосферное давление равно 101300 Па. Какова высота столба ртути, установленной вертикально (рис.1)?

Решение. Барометр анероид показывает нормальное атмосферное давление $p=$101300 Па. Так как жидкость в трубке и чашке находится в состоянии равновесия, следовательно, давление столбика ртути в трубке равно давлению, которое атмосфера оказывает на поверхность ртути в чаше, это означает, что давление столбика ртути в трубке равно $p=$101300 Па, исходя из формулы:

Выразим высоту столика ртути в трубке:

Плотность ртути равна $\rho =13600\ \frac{кг}{м^3}$, $g=9,8\ \frac{м}{с^2}$, вычислим высоту столба ртути:

Ответ. $h=760$ мм

На поверхности Земли на уровне Мирового океана .

Существуют две примерно равные друг другу единицы с таким названием:

Ранее использовались также обозначения ата и ати для абсолютного и избыточного давления соответственно (выраженного в технических атмосферах).

Избыточное давление - это разница между абсолютным и атмосферным (барометрическим) давлением при условии, что абсолютное давление больше атмосферного: Р изб =Р абс -Р атм.

Разрежение (вакуум) - это разница между атмосферным (барометрическим) и абсолютным давлением при условии, что абсолютное давление меньше атмосферного: Р вак =Р атм -Р абс.

Единицы давления

	Паскаль (Pa, Па)	Бар (bar, бар)	Техническая атмосфера (at, ат)	Физическая атмосфера (atm, атм)	(мм рт. ст., mm Hg, Torr, торр)	Метр водяного столба (м вод. ст., m H 2 O)	Фунт-сила на кв. дюйм (psi)
1 Па	1 / 2	10 −5	10,197·10 −6	9,8692·10 −6	7,5006·10 −3	1,0197·10 −4	145,04·10 −6
1 бар	10 5	1·10 6 дин /см 2	1,0197	0,98692	750,06	10,197	14,504
1 ат	98066,5	0,980665	1 кгс /см 2	0,96784	735,56	10	14,223
1 атм	101325	1,01325	1,033	1 атм	760	10,33	14,696
1 мм рт. ст.	133,322	1,3332·10 −3	1,3595·10 −3	1,3158·10 −3	1	13,595·10 −3	19,337·10 −3
1 м вод. ст.	9806,65	9,80665·10 −2	0,1	0,096784	73,556	1 м вод. ст.	1,4223
1 psi	6894,76	68,948·10 −3	70,307·10 −3	68,046·10 −3	51,715	0,70307	1 lbf/in 2

Напишите отзыв о статье "Атмосфера (единица измерения)"

Примечания

Литература

Краткий словарь физических терминов / Сост. А. И. Болсун, рец. М. А. Ельяшевич. - Мн. : Высшая школа, 1979. - 416 с. - 30 000 экз.

Отрывок, характеризующий Атмосфера (единица измерения)

– Да ведь я сказал, что подличать не стану, – перебил Денисов и опять продолжал чтение своей бумаги.
Ростов не смел уговаривать Денисова, хотя он инстинктом чувствовал, что путь, предлагаемый Тушиным и другими офицерами, был самый верный, и хотя он считал бы себя счастливым, ежели бы мог оказать помощь Денисову: он знал непреклонность воли Денисова и его правдивую горячность.
Когда кончилось чтение ядовитых бумаг Денисова, продолжавшееся более часа, Ростов ничего не сказал, и в самом грустном расположении духа, в обществе опять собравшихся около него госпитальных товарищей Денисова, провел остальную часть дня, рассказывая про то, что он знал, и слушая рассказы других. Денисов мрачно молчал в продолжение всего вечера.
Поздно вечером Ростов собрался уезжать и спросил Денисова, не будет ли каких поручений?
– Да, постой, – сказал Денисов, оглянулся на офицеров и, достав из под подушки свои бумаги, пошел к окну, на котором у него стояла чернильница, и сел писать.
– Видно плетью обуха не пег"ешибешь, – сказал он, отходя от окна и подавая Ростову большой конверт. – Это была просьба на имя государя, составленная аудитором, в которой Денисов, ничего не упоминая о винах провиантского ведомства, просил только о помиловании.
– Передай, видно… – Он не договорил и улыбнулся болезненно фальшивой улыбкой.

Вернувшись в полк и передав командиру, в каком положении находилось дело Денисова, Ростов с письмом к государю поехал в Тильзит.
13 го июня, французский и русский императоры съехались в Тильзите. Борис Друбецкой просил важное лицо, при котором он состоял, о том, чтобы быть причислену к свите, назначенной состоять в Тильзите.
– Je voudrais voir le grand homme, [Я желал бы видеть великого человека,] – сказал он, говоря про Наполеона, которого он до сих пор всегда, как и все, называл Буонапарте.
– Vous parlez de Buonaparte? [Вы говорите про Буонапарта?] – сказал ему улыбаясь генерал.
Борис вопросительно посмотрел на своего генерала и тотчас же понял, что это было шуточное испытание.
– Mon prince, je parle de l"empereur Napoleon, [Князь, я говорю об императоре Наполеоне,] – отвечал он. Генерал с улыбкой потрепал его по плечу.
– Ты далеко пойдешь, – сказал он ему и взял с собою.
Борис в числе немногих был на Немане в день свидания императоров; он видел плоты с вензелями, проезд Наполеона по тому берегу мимо французской гвардии, видел задумчивое лицо императора Александра, в то время как он молча сидел в корчме на берегу Немана, ожидая прибытия Наполеона; видел, как оба императора сели в лодки и как Наполеон, приставши прежде к плоту, быстрыми шагами пошел вперед и, встречая Александра, подал ему руку, и как оба скрылись в павильоне. Со времени своего вступления в высшие миры, Борис сделал себе привычку внимательно наблюдать то, что происходило вокруг него и записывать. Во время свидания в Тильзите он расспрашивал об именах тех лиц, которые приехали с Наполеоном, о мундирах, которые были на них надеты, и внимательно прислушивался к словам, которые были сказаны важными лицами. В то самое время, как императоры вошли в павильон, он посмотрел на часы и не забыл посмотреть опять в то время, когда Александр вышел из павильона. Свидание продолжалось час и пятьдесят три минуты: он так и записал это в тот вечер в числе других фактов, которые, он полагал, имели историческое значение. Так как свита императора была очень небольшая, то для человека, дорожащего успехом по службе, находиться в Тильзите во время свидания императоров было делом очень важным, и Борис, попав в Тильзит, чувствовал, что с этого времени положение его совершенно утвердилось. Его не только знали, но к нему пригляделись и привыкли. Два раза он исполнял поручения к самому государю, так что государь знал его в лицо, и все приближенные не только не дичились его, как прежде, считая за новое лицо, но удивились бы, ежели бы его не было.

Таблица перевода единиц измерения давления. Па; МПа; бар; атм; мм рт.ст.; мм в.ст.; м в.ст., кг/см 2 ; psf; psi; дюймы рт.ст.; дюймы в.ст.

Обратите внимание, тут 2 таблицы и список . Вот еще полезная ссылка:

Таблица перевода единиц измерения давления. Па; МПа; бар; атм; мм рт.ст.; мм в.ст.; м в.ст., кг/см 2; psf; psi; дюймы рт.ст.; дюймы в.ст.

	В единицы:
	Па (Н/м 2)	МПа	bar	atmosphere	мм рт. ст.	мм в.ст.	м в.ст.	кгс/см 2
	Следует умножить на:
Па (Н/м 2)	1	1*10 -6	10 -5	9.87*10 -6	0.0075	0.1	10 -4	1.02*10 -5
МПа	1*10 6	1	10	9.87	7.5*10 3	10 5	10 2	10.2
бар	10 5	10 -1	1	0.987	750	1.0197*10 4	10.197	1.0197
атм	1.01*10 5	1.01* 10 -1	1.013	1	759.9	10332	10.332	1.03
мм рт. ст.	133.3	133.3*10 -6	1.33*10 -3	1.32*10 -3	1	13.3	0.013	1.36*10 -3
мм в.ст.	10	10 -5	0.000097	9.87*10 -5	0.075	1	0.001	1.02*10 -4
м в.ст.	10 4	10 -2	0.097	9.87*10 -2	75	1000	1	0.102
кгс/см 2	9.8*10 4	9.8*10 -2	0.98	0.97	735	10000	10	1
	47.8	4.78*10 -5	4.78*10 -4	4.72*10 -4	0.36	4.78	4.78 10 -3	4.88*10 -4
	6894.76	6.89476*10 -3	0.069	0.068	51.7	689.7	0.690	0.07
Дюймов рт.ст. / inches Hg	3377	3.377*10 -3	0.0338	0.033	25.33	337.7	0.337	0.034
Дюймов в.ст. / inches H 2 O	248.8	2.488*10 -2	2.49*10 -3	2.46*10 -3	1.87	24.88	0.0249	0.0025

Таблица перевода единиц измерения давления. Па; МПа; бар; атм; мм рт.ст.; мм в.ст.; м в.ст., кг/см 2; psf; psi; дюймы рт.ст.; дюймы в.ст .

Для того, чтобы перевести давление в единицах:	В единицы:
	фунтов на кв. фут / pound square feet (psf)	фунтов на кв. дюйм / pound square inches (psi)	Дюймов рт.ст. / inches Hg	Дюймов в.ст. / inches H 2 O
	Следует умножить на:
Па (Н/м 2)	0.021	1.450326*10 -4	2.96*10 -4	4.02*10 -3
МПа	2.1*10 4	1.450326*10 2	2.96*10 2	4.02*10 3
бар	2090	14.50	29.61	402
атм	2117.5	14.69	29.92	407
мм рт. ст.	2.79	0.019	0.039	0.54
мм в.ст.	0.209	1.45*10 -3	2.96*10 -3	0.04
м в.ст.	209	1.45	2.96	40.2
кгс/см 2	2049	14.21	29.03	394
фунтов на кв. фут / pound square feet (psf)	1	0.0069	0.014	0.19
фунтов на кв. дюйм / pound square inches (psi)	144	1	2.04	27.7
Дюймов рт.ст. / inches Hg	70.6	0.49	1	13.57
Дюймов в.ст. / inches H 2 O	5.2	0.036	0.074	1

Подробный список единиц давления:

1 Па (Н/м 2) = 0.0000102 Атмосфера "метрическая" / Atmosphere (metric)
1 Па (Н/м 2) = 0.0000099 Atmosphere (standard) = Standard atmosphere
1 Па (Н/м 2) = 0.00001 Бар / Bar
1 Па (Н/м 2) = 10 Барад / Barad
1 Па (Н/м 2) = 0.0007501 Сантиметров рт. ст. (0 °C)
1 Па (Н/м 2) = 0.0101974 Сантиметров во. ст. (4 °C)
1 Па (Н/м 2) = 10 Дин/квадратный сантиметр
1 Па (Н/м 2) = 0.0003346 Футов водяного столба / Foot of water (4 °C)
1 Па (Н/м 2) = 10 -9 Гигапаскалей
1 Па (Н/м 2) = 0.01
1 Па (Н/м 2) = 0.0002953 Дюмов рт.ст. / Inch of mercury (0 °C)
1 Па (Н/м 2) = 0.0002961 Дюймов рт. ст. / Inch of mercury (15.56 °C)
1 Па (Н/м 2) = 0.0040186 Дюмов в.ст. / Inch of water (15.56 °C)
1 Па (Н/м 2) = 0.0040147 Дюмов в.ст. / Inch of water (4 °C)
1 Па (Н/м 2) = 0.0000102 кгс/см 2 / Kilogram force/centimetre 2
1 Па (Н/м 2) = 0.0010197 кгс/дм 2 / Kilogram force/decimetre 2
1 Па (Н/м 2) = 0.101972 кгс/м 2 / Kilogram force/meter 2
1 Па (Н/м 2) = 10 -7 кгс/мм 2 / Kilogram force/millimeter 2
1 Па (Н/м 2) = 10 -3 кПа
1 Па (Н/м 2) = 10 -7 Килофунтов силы/ квадратный дюйм / Kilopound force/square inch
1 Па (Н/м 2) = 10 -6 МПа
1 Па (Н/м 2) = 0.000102 Метров в.ст. / Meter of water (4 °C)
1 Па (Н/м 2) = 10 Микробар / Microbar (barye, barrie)
1 Па (Н/м 2) = 7.50062 Микронов рт.ст. / Micron of mercury (millitorr)
1 Па (Н/м 2) = 0.01 Милибар / Millibar
1 Па (Н/м 2) = 0.0075006 Миллиметров рт.ст / Millimeter of mercury (0 °C)
1 Па (Н/м 2) = 0.10207 Миллиметров в.ст. / Millimeter of water (15.56 °C)
1 Па (Н/м 2) = 0.10197 Миллиметров в.ст. / Millimeter of water (4 °C)
1 Па (Н/м 2) =7.5006 Миллиторр / Millitorr
1 Па (Н/м 2) = 1Н/м 2 / Newton/square meter
1 Па (Н/м 2) = 32.1507 Повседневных унций / кв. дюйм / Ounce force (avdp)/square inch
1 Па (Н/м 2) = 0.0208854 Фунтов силы на кв. фут / Pound force/square foot
1 Па (Н/м 2) = 0.000145 Фунтов силы на кв. дюйм / Pound force/square inch
1 Па (Н/м 2) = 0.671969 Паундалов на кв. фут / Poundal/square foot
1 Па (Н/м 2) = 0.0046665 Паундалов на кв. дюйм / Poundal/square inch
1 Па (Н/м 2) = 0.0000093 Длинных тонн на кв. фут / Ton (long)/foot 2
1 Па (Н/м 2) = 10 -7 Длинных тонн на кв. дюйм / Ton (long)/inch 2
1 Па (Н/м 2) = 0.0000104 Коротких тонн на кв. фут / Ton (short)/foot 2
1 Па (Н/м 2) = 10 -7 Тонн на кв. дюйм / Ton/inch 2
1 Па (Н/м 2) = 0.0075006 Торр / Torr

Для обозначения водонепроницаемости часов разные производители используют различные обозначения и стандарты. Некоторые производители водонепроницаемых часов используют обозначения в барах (бар), другие в метрах, третьи в атмосферах. Также существует множество стандартов ISO определяющие водостойкость и водонепроницаемость не только часов, но и других приборов. Разобраться со всеми этими тонкостями поможет данная статья.

Для начала разберемся в единицах измерения водонепроницаемости

Бар

Бар - международное обозначение: bar. Термин происходит от греческого слова βάρος , что значит тяжесть. Бар - это внесистемная единица измерения давления, то есть она не входит ни в одну систему измерения. Величина бара примерно равна одной атмосфере. Тоесть, давление "один бар" - это тоже самое что и давление в одну атмосферу.

Атмосфера

Ну тут все понятно из названия, и, возможно, из школьного курса физики. Это давление равное силе с которой слой воздуха над землей давит на саму землю. В природе давление конечно постоянно меняется, но в физике принято считать что давление в одну атмосферу равно давлению в 760 миллиметров ртутного столба (мм рт. ст.). Сокращенно давление в атмосферах обозначается как "атм" или "atm".

М или метры

Чаще всего водонепроницаемость часов обозначается в метрах, но это не те метры на которые можно нырять под воду. Это эквивалент давления измеряемого водяным столбом. Так например на глубине в 10 метров вода будет давить с силой в одну атмосферу. То есть, значение давления в 10м равно давлению в одну атмосферу.

Итак, существуют различные системы обозначения водозащищенности часов - в метрах, барах и атмосферах. Но все они обозначают примерно одно и то же: 1 бар равен 1 атмосфере и примерно равняется погружению на 10 метров.

1 bar = 1 atm = 10 m

Стандарты водонепроницаемости часов

Существует множество различных стандартов по которым определяется водонепроницаемость часов и других электронных устройств (например телефонов). Водонепроницаемые часы очень популярны среди туристов, альпинистов и любителей экстремального отдыха.

Стандарт водонепроницаемости часов ISO 2281 (ГОСТ 29330)

Этот стандарт был принят в 1990 году для стандартизации водонепроницаемости часов. Он описывает процедуру проверки водонепроницаемости часов при тестовых испытаниях. В стандарте указаны требования к давлению воды, или воздуха, при которых часы должны сохранить свою герметичность и работоспособность. Однако в стандарте указано, что оно может проводится выборочно. Это значит, что не все часы производящиеся по данному стандарту, проходят обязательную проверку на водонепроницаемость - производитель может выборочно проверить отдельные экземпляры. Этот стандарт используется для часов, специально не предназначенных для ныряния или плавания, а только для часов для ежедневного использования с возможными кратковременными погружениями в воду.

Тестирование часов по этому стандарту водонепроницаемости состоит из следующих шагов:

Погружение часов в воду на глубину 10 см на один час.
Погружение часов в воду на глубину 10 см с давлением водяного потока силой 5 N (ньютонов) перпендикулярно к кнопкам или к заводной головке в течение 10 минут.
Погружение часов в воду на глубину 10 см с изменением температуры между 40°C, 20°C и снова 40°C. При каждой температуре часы находятся в течении пяти минут, переход между температурами не более пяти минут.
Погружение часов в воду в барокамере и воздействию на них их номинального давления на которое они рассчитаны в течении 1 часа. Не допускается появление конденсата внутри часов и проникновение воды внутрь корпуса.
Проверка часов с превышением номинального давления на 2 атм.

Ну и дополнительные проверки, напрямую не связанные с водонепроницаемостью часов:

Часы не должны показать обтекаемость превышающую 50 μg/мин
Тест ремешка не требуется
Тест на коррозию не требуется
Тест на отрицательное давление не требуется
Тест на сопротивляемость магнитным полям и ударам не требуется

Стандарт ISO 6425 - часы для дайвинга и погружений под воду

Этот стандарт был разработан и принят в 1996 году, и предназначен специально для часов, к которым предъявляются повышенные требования по водонепроницаемости, например часы для дайвинга, подводной охоты и других видов работ под водой.

Все часы произведенные по стандарту ISO 6425 в обязательном порядке проходят проверку на водонепроницаемость. То есть в отличии от стандарта ISO 2281, где только отдельные экземпляры часов проверяются на водонепроницаемость, в стандарте ISO 6425 - абсолютно все часы проверяются на заводе перед продажей.

Причем проверка также выполняется с превышением расчетных показателей на 25%. То есть часы, рассчитанные на погружения до 100 метров, будут проверять при давлении как на глубине 125 метров.

По стандарту ISO 6425 все часы должны пройти следующие тесты на водонепроницаемость:
Длительное нахождение под водой. Часы погружаются в воду на глубину 30 см, на 50 часов. Температура воды может меняться от 18°C до 25°C. Все механизмы должны продолжать функционировать, внутри часов не должен появляться конденсат.
Проверка на образование конденсата в часах. Часы нагреваются до температуры 40°C - 45°C. После этого на стекло часов льется холодная вода в течении 1 минуты. Часы, у которых на стекле образуется конденсат на внутренней поверхности стекла, должны быть уничтожены.
Сопротивление заводных головок и кнопок повышенному давлению воды. Часы помещаются воду и на них создается давление в воде на 25% выше номинальной водостойкости. В течении 10 минут в таких условиях, часы должны сохранить герметичность.
Длительное нахождение в воде под давлением превышающим расчетное на 25%, в течении двух часов. Часы должны продолжать работать, сохранить герметичность. на стекле не должен образовываться конденсат.

Погружение в воду на глубину 30 см с изменением температуры воды от 40°C до 5°C и снова 40°C. Время перехода от одного погружения до другого не должно превышать 1 мин.

Превышение расчетного давления на 25% обеспечивает запас прочности для предотвращения промокания при динамическом увеличение давления или изменении плотности воды, например морская вода на 2 - 5 % плотнее чем пресная.

Часы прошедшие тестирование ISO 6425 маркируются надписью DIVER"S WATCH L M. Буква L отображает глубину погружения в метрах, гарантированную производителем.

Таблица водонепроницаемости часов Water Resistant

Водонепроницаемость часов (Water Resistant)	Назначение	Ограничения
Water Resistant 3ATM или 30m	для повседневного использования. Выдержат небольшой дождь и попадание брызг	не подходят для принятия душа, купания, ныряния.
Water Resistant 5ATM или 50m	Выдержат кратковременное погружение в воду.	плавать не рекомендуется.
Water Resistant 10ATM или 100m	Водные виды спорта	не использовать для дайвинга и ныряния
Water Resistant 20ATM или 200m	Профессиональное занятие водным спортом. Ныряние с аквалангом.	продолжительность нахождения под водой не более 2 часов
Diver’s 100m	Минимальное требование ISO 6425 для ныряния с аквалангом	Такую маркировку носят устаревшие часы. Не подходят для длительного ныряния.
Diver’s 200m или 300m	Подходят для ныряния с аквалангом	Типичная маркировка для современных часов для ныряния.
Diver’s 300+m для ныряния с газовой смесью в акваланге.	Подходят для длительного ныряния с аквалангом с газовой смесью в акваланге.	Имеют дополнительную маркировку DIVER’S WATCH L M или DIVER’S L M

Стандарт водостойкости IP

Стандарт IP принятый для различных электронных устройств, в том числе и умных смарт часов регламентирует два показателя: защита от попадания пыли и защита от попадания жидкости. Маркировка по данному стандарту имеет вид IPXX, где вместо «X» находятся цифры, обозначающие степень защиты от попадания пыли и воды внутрь корпуса. За цифрами могут следовать один или два символа, несущие вспомогательную информацию. Например, спортивные часы со степенью защиты IP68 являются пыленепроницаемым устройством, выдерживающим длительное погружение в воду под давлением.

Первая цифра в коде IPXX обозначает уровень защиты от проникновения пыли. В спортивных GPS-трекерах и умных часах, как правило используются самые высокие уровни пылезащиты:

5 пылезащищенные, некоторое количество пыли может проникнуть внутрь корпуса, однако это не нарушает работу устройства.
6 пыленепроницаемые, пыль не попадает внутрь устройства.

Вторая цифра в коде IPXX обозначает уровень водозащиты. Изменяется от 0 до 9 - чем цифра больше, тем водонепроницаемость лучше:

0 Нет защиты
1 Вертикально капающая вода не должна нарушать работу устройства.
2 Вертикально капающая вода не должна нарушать работу устройства, если его отклонить от рабочего положения на угол до 15°.
3 Защита от дождя. Вода льётся вертикально или под углом до 60°.
4 Защита от брызг, падающих в любом направлении.
5 Защита от водяных струй с любого направления.
6 Защита от морских волн или сильного водяного течения. Попавшая внутрь корпуса вода не должна нарушать работу устройства.
7 Кратковременное погружение на глубину до 1 м При кратковременном погружении вода не попадает в количествах, нарушающих работу устройства. Постоянная работа в погружённом режиме не предполагается.
8 Длительное погружение на глубину более 1 м Полная водонепроницаемость. Устройство может работать в погруженном режиме.
9 Длительное погружение под давлением. Полная водонепроницаемость под давлением. Устройство может работать в погруженном режиме при высоком давлении воды.

Часто встречающиеся обозначения водонепроницаемости часов

Часы, не обеспечивающие водонепроницаемость

Это часы, которые не предназначены для использования в воде. Постарайтесь не держать их во влажных местах и беречь от случайного попадания воды или брызг, действия пара и т.п.

Обратите внимание, что часы, не обеспечивающие водонепроницаемость, обычно не имеют никаких специальных обозначений на циферблате или задней крышке.

Обычная водонепроницаемость - до 30 м - 3 АТМ - 3 bar - 3 бар

На таких часах имеется надпись "WATER RESISTANT" ("водонепроницаемые"). Это означает, что часы способны выдержать статическое давление 30-метрового водяного столба (3 атмосферы), но не означает, что в них можно нырять на глубину 30 м. Смысл этой надписи в том, что часы не испортятся от попадания капель при умывании, во время дождя и т.п. Конструкция этих часов позволяет использовать их в повседневной жизни - например, при умывании или под дождем, однако в таких часах не стоит купаться, принимать ванну или мыть машину.

Обычная водонепроницаемость - до 50 м - 5 АТМ - 5 bar - 5 бар

На таких часах есть надпись "WATER RESISTANT 50M" или "50M" (или "5 bar"). Это означает, что часы способны выдержать статическое давление 50-метрового водяного столба (5 атмосфер), но не означает, что в них можно нырять на глубину 50 м. Такая водонепроницаемость позволяет работать с водой в часах. Эти часы нельзя использовать для ныряния, прыжков в воду, виндсерфинга и т.п.

Водонепроницаемость до 100 м - 10 АТМ - 10 bar - 10 бар

Часы имеют надпись "WATER RESISTANT 100M" или "100M" (или 10 bar). Это также означает, что часы выдерживают статическое давление 100-метрового водяного столба, но обратите внимание, что нырять на глубину 100 м в них нельзя. На практике эта водонепроницаемость допускает попадание воды на часы или даже погружение часов в воду, но не позволяет часам выдерживать давление воды при купании в бассейне или в море, где на часы могут попасть волны.

Водонепроницаемость до 200 м - 20 АТМ - 20 bar - 20 бар

Часы с такой водонепроницаемостью называются "дайверскими" ("часами для ныряльщиков"). В этих часах можно безбоязненно купаться в море или в бассейне, однако необходимо с осторожностью принимать душ под давлением или заниматься прыжками в воду. Кроме того, лучше избегать купания в горячей воде, потому что под ее действием может испортиться смазочное масло внутри часов.