ความดัน

ความดัน (; สัญลักษณ์ p หรือ P) เป็นปริมาณชนิดหนึ่งในทางฟิสิกส์ หมายถึง อัตราส่วนระหว่างแรงที่กระทำตั้งฉากซึ่งทำโดยของแข็ง ของเหลว หรือแก๊ส ต่อพื้นที่ของสารใด ๆ (ของแข็ง ของเหลว หรือแก๊ส) ความดันเป็นปริมาณสเกลาร์ ซึ่งเป็นปริมาณที่มีแต่ขนาดไม่มีทิศทาง จากความหมายของความดันข้างต้นสามารถเขียนเป็นสูตรคณิตศาสตร์ (โดยทั่วไป) ได้ดังนี้

  หรือ 

กำหนดให้
 P คือ ความดัน (Pressure)
 F คือ แรงที่กระทำตั้งฉากกับพื้นผิวนั้น ๆ (Normal Force)
 A คือ พื้นที่ (Area) — หรืออาจใช้ S (Surface; พื้นผิว)

เนื่องจาก F มีหน่วยเป็น "นิวตัน" (N) และ A มีหน่วยเป็น "ตารางเมตร" (m2) ความดันจึงมีหน่วยเป็น "นิวตันต่อตารางเมตร" (N/m2; เขียนในรูปหน่วยฐานว่า kg·m−1·s−2) ใน ค.ศ. 1971 (พ.ศ. 2514) มีการคิดค้นหน่วยของความดันขึ้นใหม่14th Conference of the International Bureau of Weights and Measures โดย สำนักงานชั่งตวงวัดระหว่างประเทศ (BIPM), สืบค้นเมื่อ 11 สิงหาคม 2555 เรียกว่า ปาสกาล (pascal, Pa) และกำหนดให้หน่วยชนิดนี้เป็นหน่วยเอสไอสำหรับความดัน โดยให้ 1 ปาสกาลมีค่าเท่ากับ 1 นิวตันต่อตารางเมตร (หรือ แรง 1 นิวตัน กระทำตั้งฉากกับพื้นที่ขนาด 1 ตารางเมตร) เพื่อให้เห็นภาพ ความดัน 1 ปาสกาลจะมีค่าประมาณ แรงกดของธนบัตรหนึ่งดอลลาร์ที่วางอยู่เฉย ๆ บนโต๊ะราบ ซึ่งนับว่าเป็นขนาดที่เล็กมาก ดังนั้นในชีวิตประจำวัน ความดันทั้งหลายมักมีค่าตั้งแต่ "กิโลปาสกาล" (kPa) ขึ้นไป โดยที่ 1 kPa = 1000 Pa

หน่วยของความดันนอกจากปาสคาลแล้ว ยังมีหน่วยชนิดอื่น ๆ เช่น บาร์, บรรยากาศ (atm), เอที, ทอร์, ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (psi) เป็นต้น ขึ้นอยู่กับการใช้ในแต่ละสถานการณ์ ค่าเปรียบเทียบของหน่วยแต่ละชนิดแสดงไว้ในตาราง

+ หน่วยที่ใช้วัดความดัน  ปาสกาล (Pa) บาร์ (bar) บรรยากาศเทคนิค (at) บรรยากาศมาตรฐาน (atm) ทอร์ (Torr) ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (psi) ≡ 1 N/m2 ≡ 106 dyn/cm2 ≡ 1 kp/cm2 ≡ p0 ≡ 1 mmHg ≡ 1 lbF/in2 1 Pa = 1 = 10−5 ≈ 1.0197×10−5 ≈ 9.8692×10−6 ≈ 7.5006×10−3 ≈ 1.450377×10−4  1 bar = 105 = 1 ≈ 1.0197 ≈ 0.98692 ≈ 750.06 ≈ 14.50377  1 at = 0.980665 ×105 = 0.980665 = 1 ≈ 0.9678411  ≈ 735.5592  ≈ 14.22334  1 atm = 1.01325 ×105 = 1.01325 ≈ 1.0332 = 1 ≡ 760 ≈ 14.69595  1 Torr ≈ 133.3224  ≈ 1.333224×10−3  ≈ 1.359551×10−3  ≈ 1.315789×10−3  = 1 ≈ 1.933678×10−2  1 psi ≈ 6.8948×103  ≈ 6.8948×10−2  ≈ 7.03069×10−2  ≈ 6.8046×10−2  ≈ 51.71493  = 1

 ชนิดของความดัน 
ความดันมีหลายชนิด ตัวอย่างเช่น
 ความดันอากาศ หรือความกดอากาศ
 ความดันไอ
 ความดันของไหล
 ความดันของเหลว

 คุณสมบัติของความดันในของเหลว 
 ของเหลวที่บรรจุอยู่ในภาชนะ  จะออกแรงดันต่อผนังภาชนะที่สัมผัสกับของเหลวในทุกทิศทาง  โดยจะตั้งฉากกับผนังภาชนะเสมอ
 ทุก ๆ จุดในของเหลว  จะมีแรงดันกระทำต่อจุดนั้นทุกทิศทุกทาง
 สำหรับของเหลวชนิดเดียวกันความดันของของเหลวจะเพิ่มขึ้นตามความลึก  และที่ระดับความลึกเท่ากันความดันของเหลวจะเท่ากัน
 ในของเหลวต่างชนิดกัน  ณ  ความลึกเท่ากัน  ความดันของของเหลวจะขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของของเหลวนั้น

 ประโยชน์ของความดัน 
 การดูดน้ำออกจากขวดโดยใช้หลอดดูด
 การดูดของเหลวเข้าหลอดหยดหรือเข็มฉีดยา
 การเจาะกระป๋องนมต้องเจาะ 2 รู เพื่อให้อากาศในกระป๋องนมมีความดันอากาศเท่ากับความดัน ภายนอกกระป๋องนมทำให้สามารถเทนมออกจากกระป๋องนมได้
 การถ่ายของเหลวโดยสายยางจากภาชนะหนึ่งไปยังอีกภาชนะหนึ่งที่อยู่ต่างระดับกัน เรียกว่า กาลักน้ำ
 การใช้แป้นยางดูดติดกับกระจกเพื่อยึดสิ่งของให้ติดกับกระจก เนื่องจากความดันอากาศภายนอก ความดันอากาศภายในแป้นยางจึงกดหัวแป้นยางให้ดูดติดกับกระจก

 ปัจจัยที่มีผลต่อความดันของของเหลว 
 ความลึกของของเหลว
ของเหลวไม่ว่าจะอยู่ในภาชนะรูปร่างใดก็ตาม ถ้าที่ระดับความลึกเดียวกัน ความดันของของเหลวจะเท่ากัน
แต่ถ้าระดับความลึกต่างกัน ของเหลวที่อยู่ระดับลึกกว่า จะมีความดันมากกว่า
 ความหนาแน่นของของเหลว ของเหลวต่างชนิดกันจะมีความดันต่างกัน โดยของเหลวที่มีความหนาแน่นมาก จะมีความดันสูงกว่าของเหลวที่มีความหนาแน่นน้อย

 แรงที่ของเหลวกระทำต่อผนังภาชนะ 
ในภาชนะที่บรรจุของเหลวจะมีแรงจากของเหลว มากระทำให้ทิศตั้งฉากกับพื้นที่ผิวภาชนะที่ของเหลวสัมผัส ขนาดของแรงที่ของเหลวกระทำ หาได้จาก ผลคูณระหว่างความดันในของเหลวกับพื้นที่ที่ของเหลวสัมผัส แต่เนื่องจากบางกรณีความดันไม่คงที่ อาจเนื่องมาจากความลึกไม่สม่ำเสมอ 

 อ้างอิง 

 บรรณานุกรม 
 ประมวล ศิริผันแก้ว, และคณะ (2541). พจนานุกรมวิทยาศาสตร์ ฉบับภาพประกอบ. สำนักพิมพ์ บริษัทโปรดัคทีฟ บุ๊ค จำกัด, หน้า 24. ISBN 974-8461-35-1

หมวดหมู่:พลศาสตร์ของไหล
หมวดหมู่:หลักการสำคัญของฟิสิกส์
หมวดหมู่:ความดัน
หมวดหมู่:กลศาสตร์ของไหล
หมวดหมู่:ชลศาสตร์
หมวดหมู่:ฟังก์ชันสภาวะ
หมวดหมู่:สมบัติทางอุณหพลศาสตร์