ゲージ圧力と絶対圧力の違いは?変換(換算)の計算問題を解いてみよう【正圧と負圧の違いは?】


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ゲージ圧力と絶対圧力の違いは?変換(換算)の計算問題を解いてみよう【正圧と負圧の違いは?】

 

ここでは化学工学(流体工学)の中でも、流体に関する基礎的な考え方である「ゲージ圧力(ゲージ圧)と絶対圧力(絶対圧)」や「正圧・負圧の」について解説していきます。

 

・ゲージ圧力(ゲージ圧)と絶対圧力(絶対圧)とは?違いは?

 

・ゲージ圧力(ゲージ圧)と絶対圧力(絶対圧)の変換(換算)の計算問題を解いてみよう

 

・正圧・負圧とは?

 

というテーマで解説していきます。

 

 

ゲージ圧力(ゲージ圧)と絶対圧力(絶対圧)とは?違いは?

 

圧力と一言でいっても、厳密にはゲージ圧と絶対圧に分類することができます。

 

 

まずは、ゲージ圧力について考えていきます。私たちが良く目にする圧力といえばこのゲージ圧力のことを指しています。別名、ゲージ圧とも呼びます。

 

そして、ゲージ圧とは大気圧(1atm)を基準、つまり0として考えているのです。そのため、大気圧1013325Paが圧力0となるわけです。

 

一方で絶対圧力とは、大気圧ではなく絶対真空状態と基準として考えます。別名絶対圧とも呼びます。

 

つまり大気圧の状態では、絶対圧でみると1013125Paと絶対圧があることになります。

 

このように、ゲージ圧と絶対圧には違いがあるのです。

 

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ゲージ圧力(ゲージ圧)と絶対圧力(絶対圧)の変換(換算)の計算問題を解いてみよう

 

それでは、具体的にゲージ圧と絶対圧の変換(換算)の計算を行っていきましょう。

 

まずは、ゲージ圧と絶対圧の換算の計算式を以下に記載します。

 


上では、わかりやすいようにPaの後に下付きでゲージ圧、絶対圧と記載していますが、普通は表記しないので、注意しましょう。普通はゲージ圧で表し、Paとのみ記載します。

 

このゲージ圧と絶対圧の変換(換算)式をもとに、計算問題にチャレンジしてみましょう。

 

例題1

 

絶対圧における150000Paはゲージ圧ではいくらに相当するでしょうか。

 

解答1

 

上の定義式に従います。

 

150000 - 101325 = ゲージ圧48675 Paとなるのです。

 

次は、ゲージ圧から絶対圧に換算してみましょう。

 

例題2

 

ゲージ圧で30000Paを表示しているとき、絶対圧ではいくつに相当するのでしょうか。

 

解答2

 

ゲージ圧に大気圧分を加えればいいので、

 

30000 + 101325 = 絶対圧131325 Pa となります。

 

ゲージ圧と絶対圧の違いは大気圧基準か、絶対真空基準かのみの違いですので、きちんと理解しておきましょう。

 

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正圧・負圧とは?

 

ゲージ圧では大気圧を基準としているために、開発現場などで真空状態にしようと圧力を大気圧以下に下げるとすると、-の値となることがあります。この大気圧を下回ったゲージ圧のことを、負圧と呼びます。

 

一方で、大気圧よりも大きいときは、ゲージ圧が正圧であるといいます。

 

また、絶対圧力では絶対真空以下になることはないため、値としては正の値となります。ただ、正圧・負圧という表現を適用するのは基本的にはゲージ圧のみです。

 

なお、負圧になるときにその圧力を測定したい場合は測定器である、圧力計・連成計・真空計の選定をきちんと行わないと破損することがあるので、気を付けましょう。
(※圧力計・連成計・真空計の違いはこちらに記載しています)。

 

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