ဖိအား

ဤဆောင်းပါးသည် pressure in the physical sciences အကြောင်း ဖြစ်သည်။ အခြား အသုံးအနှုန်းများ အတွက် ဖိအား (သံတူကြောင်းကွဲ) ကို ကြည့်ပါ။

ဖိအား
ယေဘုယျ သင်္ကေတ	p, P
SI ယူနစ်	ပါစကယ်(Pascal [Pa])
SI အခြေပြု ယူနစ်များ	N/m2, kg/m·s2</sup), or J/m3
SI ဒိုင်မင်းရှင်း	M L−1 T−2
Derivations from other quantities	p = F / A

အလုံပိတ် ထည့်စရာအရာဝတ္ထုတစ်ခု (container) အတွင်း အမှုန်များ၏ လွင့်စဉ်ရိုက်ခတ်မှုမှ သက်ရောက်သော ဖိအားတစ်ရပ်အား ပြသသည့်ပုံ။

ဖိအား (အင်္ဂလိပ်: Pressure) (သင်္ကေတ : p or P) ဆိုသည်မှာ အခြေခံသတ်မှတ်ထားသော အကျယ်အဝန်း (သို့) ယူနစ်ဧရိယာ တစ်ခု (unit area) ၏ မျက်နှာပြင်အပေါ်သို့ ထောင့်မှန်ကျ သက်ရောက်သည့် အား (Force)တစ်ရပ်ဖြစ်၍ ထိုအားသည် အဆိုပါမျက်နှာပြင်ပေါ်သို့ ညီညီမျှမျှလည်းသက်ရောက်သည်။ Gauge (gage) pressure ဆိုသည်မှာ ပတ်ဝန်းကျင်(လေထု)ဖိအားနှင့် နှိုင်းယှဉ်ရသည့် ဖိအားတစ်မျိုးဖြစ်သည်။

မန်နိုမီတာ၏ ပိုက်ပြွန်ထဲက ငွေ့ရည်(fluid)၏ အမြင့်ပမာဏခြားနားခြင်းသည် ဖိအားခြားနားခြင်းနှင့် အချိုးကျသည်။: $h={\frac {P_{a}-P_{o}}{g\rho }}$

မြောက်မြားစွာသော တိုင်းတာစနစ် (units) များအား ဖိအားကို ဖော်ပြရန်အတွက်အသုံးပြုကြသည်။ ဤတိုင်းတာစနစ်တချို့သည် အားတစ်ရပ်(a unit of force)ကို သတ်မှတ်အကျယ်အဝန်းတစ်ခု (a unit of area)ဖြင့် စားခြင်းမှ ရရှိသည်။ ၎င်းတို့မှာ နိုင်ငံတကာ ဖိအားတိုင်းတာစနစ် (International System of Units - သင်္ကေတ: SI )မှဆင်းသက်လာသော ပါစကယ်(pascal -သင်္ကေတ Pa)ဆိုသည်မှာ တစ်မီတာအကျယ်အဝန်း(square metre)တွင် တစ်နယူတန်(newton)အားရှိသည်ဟုဆိုလိုပေသည်။ သင်္ကေတအနေဖြင့် (N/m²) ဖြစ်သည်။ အလားတူစွာ တစ်လက်မအကျယ်အဝန်းတွင် အားတစ်ပေါင်ရှိသည်ဟု ဆိုသော တိုင်းတာမှုစနစ်မှာ ရှေးသုံးဗြိတိသျှတိုင်းတာမှုပုံစံ(imperial) နှင့် အမေရိက ထုံးတမ်းစဉ်လာတိုင်းတာမှုစနစ်(US customary) တို့ဖြစ်ကြသည်။ ဖိအားကို လေထုဖိအားစံ (standard atmospheric pressure)ဖြင့်လည်းဖော်ပြတတ်ကြရာ လေထုဖိအား(atmosphere - သင်္ကေတ: atm)သည် လေထုဖိအားစံနှင့်ညီပေသည်။ တော်(torr) သည် ¹⁄₇₆₀ ဟု အဓိပ္ပာယ်သတ်မှတ်နိုင်သည်။ မန်နိုမီတာ(Manometer) ဖိအားတိုင်းကိရိယာ၏ အခြေခံယူနစ် (တိုင်းတာစနစ်)ဖြစ်သော ရေ၏... စင်တီမီတာ၊ မာကျူရီ၏... မီလီမီတာ နှင့် မာကျူရီ၏... လက်မ ဆိုသည်ကား ဖိအားတိုင်းကိရိယာ မန်နိုမီတာ၏ ပိုက်ပြွန်ထဲက အရည် (သို့) အငွေ့တစ်ခု၏ အမြင့်ပမာဏကိုဆိုလိုသည်။ ထို့ကြောင့် စင်တီမီတာ၊ လက်မ စသည်ဖြင့် တိုင်းတာမှုကို ပြသသည်။

အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုချက်

ဖိအား ဆိုသည်မှာ အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ တစ်ယူနစ်ဧရိယာရှိ မျက်နှာပြင်ပေါ်သို့ ထောင့်မှန်ကျ သက်ရောက်သော အားပမာဏ ဖြစ်သည်။ ဖိအားအတွက် သင်္ကေတမှာ p or P ဖြစ်သည်။ အိုင်းယူးပတ်ခ် (IUPAC) ခေါ်တွင်သည် အသုံးချဓာတုဗေဒ နိုင်ငံတကာသမဂ္ဂအဖွဲ့က တရားဝင်လမ်းညွှန်ထားမှုတွင် p အက္ခရာ အသေးစကားလုံးဖြစ်သည်။ သို့သော် P အက္ခရာ အကြီးစကားလုံးဖြင့် ကျယ်ပြန့်စွာ အသုံးပြုကြသည်။ အက္ခရာ အကြီး၊ အသေး သည် အသုံးချသောနယ်ပယ်အပေါ်တွင်သော်လည်းကောင်း၊ တွက်ချက်လုပ်ကိုင်ရာတွင် ပုံစံတူနိုင်သည့် သင်္ကေတများဖြစ်သော စွမ်းအား(power) နှင့် အဟုန်(momentum) ပါရှိခြင်း၊ မရှိခြင်း အပေါ်တွင်လည်းကောင်း၊ အရေးအသားဟန်အပေါ်တွင်လည်းကောင်း မူတည်သည်။

ပုံသေနည်း

သင်္ချာပုံစံမှာ :

$p={\frac {F}{A}},$

where:

$p$ သည် ဖိအား ဖြစ်၍

$F$ သည် ထောင့်မှန်ကျသော အား၏ ပမာဏဖြစ်ကာ

$A$ သည် ထိတွေ့နေသော မျက်နှာပြင်၏ အကျယ်(ဧရိယာ) ဖြစ်သည်

ဖိအားသည် စကေလာတန်ဖိုး(scalar quantity) ဖြစ်သည်။ ဖိအားသည် မျက်နှာပြင်တစ်ခုအပေါ်သို့ ထောင့်မှန်ကျသက်ရောက်သောအား(normal force)နှင့် ဗက်တာဧရိယာအစိတ်အပိုင်း(vector area element) ကို ဆက်စပ်ပေးသည်။ ဖိအားသည် ပမာဏသာရှိသည့်(လားရာမရှိ) အချိုးကျကိန်းသေဖြစ်ပြီး ထောင့်မှန်ကျဗက်တာနှစ်ခု(normal vectors - ထောင့်မှန်ကျအား နှင့် ထောင့်မှန်ကျဧရိယာဗက်တာ) ကိုဆက်စပ်ပေးသည်။

သင်္ချာပုံစံအားဖြင့် :

$d\mathbf {F} _{n}=-p\,d\mathbf {A} =-p\,\mathbf {n} \,dA.$

အား သည် မျက်နှာပြင်သို့ သက်ရောက်၍ ထောင့်မှန်ကျဗက်တာသည် မျက်နှာပြင်မှ ဆန့်ကျင်ရာကို ပြသသည့်အချက်မှ အနှုတ်သင်္ကေတဖြစ်ပေါ်လာသည်။ အထက်ပါ ညီမျှခြင်းတွင် ငွေ့ရည်(fluid)နှင့်ထိတွေ့သော မျက်နှာပြင်S တိုင်းအတွက် ထိုမျက်နှာပြင်ပေါ်သို့ ငွေ့ရည်မှ သက်ရောက်သော စုစုပေါင်းအားသည် မျက်နှာပြင်S အပေါ်ရှိ အနုစိတ်မျက်နှာပြင်လေးများ ပေါင်းစည်းသွားခြင်းဖြစ်သည်။

ဖိအားတွင် ဤသို့၊ ထိုသို့ လားရာရှိသည်ဟု ဖော်ပြခြင်းသည် မမှန်ကန်။ ပမာဏသာရှိသည် ညွှန်ရာအရပ် လားရာ မရှိပေ။ အထက်၌ ဆက်စပ်ပြသော အားတစ်ရပ်၌ လားရာရှိသည်။ သို့သော် ဖိအား၌ကားမရှိပါ။ မျက်နှာပြင်၏ တည်နေရာအနေအထားကို ပြောင်းလဲလျှင် ထောင့်မှန်ကျသက်ရောက်သော အားသည်လည်း ထိုနည်းတူစွာပြောင်းလဲသွားမည်။ သို့ရာတွင်ဖိအားမှာ မပြောင်းလဲဘဲ အတူတူဖြစ်နေမည်ဖြစ်သည်။

(အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏) ဘေးမျက်နှာပြင်(solid boundaries) (သို့) အမှတ်နေရာတိုင်းရှိ ဖြတ်ပိုင်းများ(sections)အပေါ်တွင် ထောင့်မှန်ကျတည်ရှိသော ငွေ့ရည်တစ်ခု၏ မျက်နှာပြင် (သို့) ဖြတ်ပိုင်းများအပေါ်သို့ ဖိအားသည် မျှဝေသက်ရောက်သည်။ ဖိအားသည် သာမိုဒိုင်းနမစ်တွင် အခြေခံပမာဏတန်ဖိုး(parameter)တစ်ခုဖြစ်၍ သာမိုဒိုင်းနမစ်ရှိ ထုထည်နှင့် ပြောင်းပြန်အချိုးကျသည်။

တိုင်းတာမှုပုံစံ

Mercury column

ဖိအားအတွက် နိုင်ငံတကာ တိုင်းတာစနစ် (International System of Units - သင်္ကေတ: SI )သည် ပါစကယ်လ် (Pascal - သင်္ကေတ : Pa)သည် တစ်မီတာအကျယ်(square metre)၌ တစ်နယူတန်အား (newton)ဖြစ်သည်။ (N/m², or kg·m⁻¹·s⁻²). တိုင်းတာမှုအတွက် ဤအမည်ဝေါဟာရကို ၁၉၇၁တွင် ထည့်သွင်းခဲ့ကြသည်။ ယခင်က SI ယူနစ်အတွက် N/m² ဟူ၍ရိုးရှင်းစွာပြသခဲ့သည်။

အခြားတိုင်းတာမှုပုံစံများဖြစ်သော (တစ်လက်မစတုရန်းအကျယ်တွင် သက်ရောက်သော ပေါင် - Ibf/in²) နှင့် ဘား(bar) တို့ကိုလည်း အသုံးများကြသည်။ စင်တီမီတာ-ဂရန်-စက္ကန့် စနစ် (Centimetre–gram–second - CGS) ၌ ဖိအားတိုင်းတာမှုပုံစံသည် ဘားရီ (barye - သင်္ကေတ: Ba)ဖြစ်ကာ 1 dyn·cm⁻², (သို့) 0.1 Pa နှင့်ညီမျှသည်။ ဖိအားကို ရံဖန်ရံခါ၌ တစ်စတုရန်းစင်တီမီတာတွင်ရှိသော ဂရမ်အား (သို့) ကီလိုဂရမ်အား ဖြင့်လည်းဖော်ပြတတ်ကြသည်။ (g/cm² or kg/cm²) ပေါင် lb တွင် တွဲစပ်ရေးသော 'f' သင်္ကေတမပါဘဲ 'g'၊ 'kg' ဖြင့်သာဖော်ပြသည်။ အား၏ သင်္ကေတများဖြစ်ကြသော ကီလိုဂရမ်၊ ဂရမ်၊ ကီလိုဂရမ်-အား၊ ဂရမ်-အား များကို SI စနစ်တွင် မသုံးရန် ရှင်းလင်းစွာတားမြစ်ထားသည်။ technical atmosphere စနစ် (သင်္ကေတ : at)သည် 1 kgf/cm² (98.0665 kPa, (သို့) 14.223 psi) ဖြစ်သည်။

ဖိအားသက်ရောက်နေသည့် (ဖွဲ့စည်း)စနစ်(system) တစ်ခုတွင် ၎င်း၏ပတ်ဝန်းကျင်များ၌ အလုပ်ဆောင်ရွက်နိုင်သည့် စွမ်းရည်အလားအလာ(potential)ရှိနေသည်။ ထို့ကြောင့် ဖိအားသည် ယူနစ်ထုထည်တစ်ခုတွင် သိုလှောင်ထားသော အတည်စွမ်းအင်(potential energy) ၏ အတိုင်းအတာပုံစံလည်းဖြစ်သည်။ စွမ်းအင်သိပ်သည်းမှုနှင့် သက်ဆိုင်ပြီး ဤသို့ဖော်ပြနိုင်သည်။ တစ်မီတာထုထည်၌ရှိသော ဂျူးလ် (joule) (J/m³၊ Pa နှင့် ညီမျှသည်။)

သင်္ချာပုံစံမှာ : $p={\frac {F\times {\text{distance}}}{A\times {\text{distance}}}}={\frac {\text{work}}{\text{volume}}}={\frac {\text{energy (J)}}{{\text{volume }}({\text{m}}^{3})}}.$

မိုးလေဝသပညာရှင် အချို့က လေထုဖိအားကို (hectopascal - hPa)ဖြင့်ပြရန်နှစ်သက်ကြ၍ ရှေးယခင် ယူနစ်ဟောင်း (millibar - mbar)နှင့် တူညီသည်။ တခြားနယ်ပယ်များ၌ (kilopascals - kPa) ဖြင့်လည်းပြတတ်ကြသည်။ ရှေ့ဆက် hectoကို သိပ်မသုံးကြချေ။ မာကျူရီ လက်မ ကို အမေရိကန်ပြည်ထောင်စု၌ ယခုထိတိုင်သုံးစွဲလျက် ရှိသည်။ အဏ္ဏဝါဗေဒပညာရှင်များက (decibar - dbar)ဖြင့် ရေအောက်ဖိအားကိုတိုင်းတာကြသည်။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ဖိအားသည် သမုဒ္ဒရာရေအောက်၌ တစ်မီတာအနက်ရောက်တိုင်း တစ် decibarဘား (အနီးစပ်ဆုံး)တက်လာသောကြောင့်ဖြစ်သည်။

လေထုဖိအားစံ - atm မှာ အတည်ပြုကိန်းသေတစ်ခုဖြစ်၏။ ကမ္ဘာ့ပျမ်းမျှပင်လယ်ရေမျက်နှာပြင်ရှိ စံလေထုဖိအားနှင့်ညီမျှသည်။ တန်ဖိုးမှာ 7005101325000000000♠101325 Paဖြစ်၏။ 

ဖိအားတိုင်းကိရိယာ မန်နိုမီတာတစ်ခုတွင် ပြွန်အတွင်းရှိ အရည်ထုကို ရွေ့ရှားစေသော စွမ်းရည်တစ်ခုအဖြစ် ပုံမှန်အားဖြင့် တိုင်းတာကြသောကြောင့် ဖိအားများကို ထိုပြွန်အတွင်းရှိ အရည်တစ်မျိုး၏ အနိမ့်အမြင့် အနေအထားဖြင့်ဖော်ပြကြသည်။ ဥပမာ ။ ။ ရေ၏... စင်တီမီတာ၊ မာကျူရီ၏... မီလီမီတာ၊ မာကျူရီ၏... လက်မ စသဖြင့်ဤသို့ဖော်ပြကြသည်။ ရွေးချယ်သော အရည်မှာ များသောအားဖြင့် ရေ နှင့် မာကျူရီတို့ဖြစ်ကြ၍ ရေသည် အဆိပ်အတောက်ကင်းစင်ကာ အလွယ်တကူရရှိပြီး မာကျူရီမှာ သိပ်သည်းဆမြင့်မားသဖြင့် ပြွန်ချောင်းအတိုဖြင့် လုံလောက်သည်။ (မန်နိုမီတာ အသေးပုံစံဖြင့်လုံလောက်သည်) ပြွန်အတွင်း အရည်၏အမြင့် h နှင့် သိပ်သည်းဆ ρ (ရို) က သက်ရောက်သော ဖိအားကို အရည်တွင်သုံးသော ဖိအားညီမျှခြင်းဖြင့် ဖော်ပြသည်။ p = ρgh, ဤ၌ g သည် 'ကမ္ဘာမြေဆွဲအား အရှိန်'ဖြစ်၏။ ငွေ့ရည်တစ်ခု၏ သိပ်သည်းဆနှင့် ထိုနေရာ၌ရှိသော ကမ္ဘာမြေဆွဲအား တို့သည် နေရာကွာခြားမှုတွင်မူတည်ပြီး ဖတ်ရှုရာ၌ ကွဲပြားနိုင်သည်။ ထို့ကြောင့် ငွေ့ရည်တစ်ခု၏... အမြင့်သည် ဖိအားကို တိတိကျကျ ပေးနိုင်ခြင်းမရှိပါ။ ယနေ့ခေတ်တွင် မာကျူရီ စင်တီမီတာ၊ လက်မဆိုရာ၌ ထိုယူနစ်များသည် တည်ဆောက်ထားသော လက်တွေ့ မာကျူရီပြွန်အပေါ်အခြေခံသည်မဟုတ်ဘဲ SIယူနစ်မှ လာသော တိကျသည့် ဖော်ပြချက်များသာဖြစ်သည်။ မာကျူရီ တစ်မီလီမီတာသည် အနီးစပ်ဆုံး ယူနစ် တော်(torr)တစ်ခုနှင့် ညီသည်။ ရေအခြေခံယူနစ်များသည် ရေ၏ သိပ်သည်းဆတွင်မူတည်၍ တိတိကျကျဖော်ပြချက်ထက်စာလျှင် တိုင်းတာရရှိသော တန်ဖိုူတစ်ရပ်ဖြစ်သည်။ ယခုဖော်ပြသော မန်နိုမီတာလာ ယူနစ်များကို နယ်ပယ်မြောက်မြားစွာ၌ ကြုံတွေ့နိုင်သည်။ သွေးဖိအားကို ကမ္ဘာအနှံ့အပြား၌ မာကျူရီ မီလီမီတာဖြင့်တိုင်းတာကြ၏။ အဆုတ်ဖိအားကို ယခုထိတိုင် ရေစင်တီမီတာဖြင့်တိုင်းတာမှု များကြသည်။

ရေငုတ်သမားများသည် ပင်လယ်ရေဖိအားတိုင်းတာကိရိယာကိုသုံးရာ၌ နှစ်မျိုးရှိသည်။ တစ်ခုမှာ ပင်လယ်ရေမီတာ ယူနစ်(metre sea water - msw or MSW) ဖြင့်ပြ၍ နောက်တစ်ခုမှာ ပင်လယ်ရေပေ ယူနစ်(foot sea water - fsw or FSW)ဖြင့်ပြသည်။ နှစ်ခုစလုံးသည် diving chamber နှင့် personal decompression computers၌ ဖိအားထိတွေ့မှုအတွက် စံအဖြစ်သုံးသော ဖိအားတိုင်းကိရိယာများလည်းဖြစ်ကြသည်။ ပင်လယ်ရေတစ်မီတာ(msw)ကို 0.1 bar (= 100000 Pa = 10000 Pa) ဟုအဓိပ္ပာယ်သတ်မှတ်ဖော်ပြနိုင်၍ မျဉ်းဖြောင့်တစ်မီတာ အနက်နှင့် မတူညီပါ။ 33.066 fsw = 1 atm (1 atm = 101325 Pa / 33.066 = 3064.326 Pa).

မီတာ(msw)မှ ပေ(fsw)သို့ တန်ဖိုးပြောင်းလဲရာတွင် အလျှားတန်ဖိုးပြောင်လဲခြင်း တန်ဖိုးနှစ်ခုမတူညီသည်ကို သတိပြုပါ။ 10 msw = 32.6336 fsw, while 10 m = 32.8083 ft.

Gauge(gage) pressureကို များသောအားဖြင့် နောက်ဆက်အက္ခရာ 'g' တပ်၍ ဖော်ပြကြသည်။ ဥပမာ "kPag", "barg" or "psig"။ ပကတိဖိအား(absolute pressure) ကိုဖော်ပြရာ၌ အက္ခရာ 'a'နောက်တွင်ထား၍ ဖော်ပြသည်။ ဥပမာ "kPaa", "psia"။ သို့သော်လည်း စံစနစ်နှင့် နည်းပညာ အမေရိကန်အမျိုးသားအဖွဲ့အစည်းက အတိုင်းအတာဂဏန်းယူနစ်တွင်ရေးမည့်အစား တိုင်းတာမှုကို ဖော်ညွှန်းသော တန်ဖိုးတွင်ရေးရန်အကြံပြသည်။ ဥပမာ "p = 100 psig"ဟု ရေးမည့်အစား "p_g = 100 psi"ဟုရေးရန်ဖြစ်သည်။

ဖိအားအခြေနေလိုက်ပြောင်းလဲမှု (Differential pressure) ကို "d" တွဲဆက်၍ ဖော်ပြနိုင်သည်။ ဤတိုင်းတာမှုပုံစံမှာ အဆို့ရှင်(valve)တစ်ခု အဖွင့်သလား ပိတ်သလား (သို့) sealing performanceကို စဉ်းစားရာတွင် အသုံးဝင်သည်။

ယခုနှင့် ယခင်၌ အသုံးတွင်ကျယ်သော ဖိအားတိုင်းတာမှုပုံစံများမှာ :

• လေထုဖိအား (atm)
• မန်နိုမီတာ ယူနစ်များ :
  • မာကျူရီ၏...မီလီမီတာ(torr)/စင်တီမီတာ/လက်မ/မိုက်ခရိုမီတာ(mTorr, micron)

centimetre, inch, millimetre (torr) and micrometre (mTorr, micron) of mercury,

• • ပြွန်အတွင်း ရေ၏အနိမ့်အမြင့်ကို မီလီမီတာ (mm H
    2O), စင်တီမီတာ (cm H
    2O), မီတာ, လက်မ, နှင့် ပေ;
• ရှေးသုံးဗြိတိသျှတိုင်းတာမှုပုံစံ(imperial) နှင့် အမေရိက ထုံးတမ်းစဉ်လာတိုင်းတာမှုစနစ်များ :
  • kip, short ton-force, long ton-force, pound-force, ounce-force, နှင့် poundal per square inch,
  • short ton-force နှင့် long ton-force per square inch,
  • ရေအောက်ငုတ်ရာတွင်သုံးသော fsw (ပင်လယ်ရေအနက်ပေ) , (decompressionနှင့် ရေငုတ် ဖိအားထိတွေ့မှုနှင့် အထူးသဖြင့် ဆက်စပ်သည်။)
• SI မဟုတ်သော တိုင်းတာမှုပုံစံများ :
  • bar, decibar, millibar,
    • ရေအောက်ငုတ်ရာတွင်သုံးသော msw (ပင်လယ်ရေအနက်မီတာ), (decompressionနှင့် ရေငုတ် ဖိအားထိတွေ့မှုနှင့် အထူးသဖြင့် ဆက်စပ်သည်။)
  • kilogram-force, or kilopond, per square centimetre (echnical atmosphere),
  • gram-force and tonne-force (metric ton-force) per square centimetre,
  • barye (dyne per square centimetre),
  • kilogram-force and tonne-force per square metre,
  • sthene per square metre (pieze).