Миллиметр ртутного столба — манометрическая единица давления , ранее определяемая как дополнительное давление , создаваемое столбом ртути высотой в один миллиметр , а в настоящее время определяемая как133,322 387 415 паскалей [1] или приблизительно133,322 паскаля. [2] Обозначается мм рт. ст. [3] или мм рт. ст . [4] [2]
Хотя миллиметр ртутного столба не является единицей СИ , он по-прежнему часто встречается в некоторых областях; например, он по-прежнему широко используется в медицине , как показано, например, в медицинской литературе, индексируемой в PubMed . [5] Например, американские и европейские рекомендации по гипертонии , в которых миллиметры ртутного столба используются для измерения артериального давления , [6] отражают тот факт (общеизвестный базовый факт среди медицинских работников), что это обычная единица измерения артериального давления в клинической медицине.
Один миллиметр ртутного столба равен примерно 1 торру , что составляет 1/760 стандартного атмосферного давления ( 101 325/760 ≈ 133,322 368 421 паскалей ). Хотя эти две единицы не равны, относительная разница (менее 0,000 015% ) незначительна для большинства практических применений.
На протяжении большей части человеческой истории давление газов, таких как воздух, игнорировалось, отрицалось или принималось как должное, но еще в VI веке до нашей эры греческий философ Анаксимен из Милета утверждал, что все вещи состоят из воздуха, который просто изменяется под действием различных уровней давления. Он мог наблюдать, как вода испаряется, превращаясь в газ, и чувствовал, что это применимо даже к твердому веществу. Более сжатый воздух делал более холодные, более тяжелые объекты, а расширенный воздух делал более легкие, более горячие объекты. Это было похоже на то, как газы становятся менее плотными, когда теплее, и более плотными, когда холоднее.
В XVII веке Эванджелиста Торричелли проводил эксперименты с ртутью, которые позволили ему измерить наличие воздуха. Он опускал стеклянную трубку, закрытую с одного конца, в чашу с ртутью и поднимал закрытый конец вверх, оставляя открытый конец погруженным. Вес ртути тянул ее вниз, оставляя частичный вакуум на дальнем конце. Это подтверждало его убеждение в том, что воздух/газ имеет массу, создавая давление на окружающие его предметы. Ранее более популярным выводом, даже для Галилея , было то, что воздух невесом, и именно вакуум обеспечивает силу, как в сифоне. Это открытие помогло Торричелли прийти к выводу:
Мы живем, погруженные на дно океана элемента воздуха, который, как известно из неоспоримых экспериментов, имеет вес.
Этот тест, известный как эксперимент Торричелли , по сути, был первым задокументированным манометром.
Блез Паскаль пошел дальше, поручив своему зятю провести эксперимент на разных высотах горы, и действительно обнаружил, что чем ниже в океане атмосферы, тем выше давление.
Ртутные манометры были первыми точными манометрами. Сегодня они используются реже из-за токсичности ртути , чувствительности ртутного столба к температуре и локальной гравитации, а также большего удобства других приборов. Они отображали разницу давления между двумя жидкостями как вертикальную разницу между уровнями ртути в двух соединенных резервуарах.
Фактические показания ртутного столба могут быть преобразованы в более фундаментальные единицы давления путем умножения разницы в высоте между двумя уровнями ртути на плотность ртути и локальное ускорение свободного падения. Поскольку удельный вес ртути зависит от температуры и поверхностной силы тяжести , которые оба изменяются в зависимости от местных условий, были приняты конкретные стандартные значения для этих двух параметров. Это привело к определению «миллиметра ртути» как давления, оказываемого на основание столба ртути высотой 1 миллиметр с точной плотностью 13 595,1 кг/м 3 , когда ускорение свободного падения составляет ровно 9,806 65 м/с 2 . [ необходима цитата ]
Плотность 13 595,1 кг/м 3 , выбранная для этого определения, является приблизительной плотностью ртути при 0 °C (32 °F), а 9,806 65 м/с 2 — стандартной силой тяжести . Использование фактического столба ртути для измерения давления обычно требует поправки на плотность ртути при фактической температуре и иногда значительное изменение силы тяжести в зависимости от местоположения, и может быть дополнительно скорректировано для учета плотности измеряемого воздуха, воды или другой жидкости. [7]
Каждый миллиметр ртутного столба можно разделить на 1000 микрометров ртутного столба, обозначаемых как мкм рт. ст. или просто микроны . [8]
Точность современных преобразователей часто недостаточна, чтобы показать разницу между торром и миллиметром ртутного столба. Разница между этими двумя единицами составляет около одной части на семь миллионов или 0,000 015% . [9] По той же причине миллиторр немного меньше микрометра ртутного столба.
В медицине давление по-прежнему обычно измеряется в миллиметрах ртутного столба. Эти измерения обычно даются относительно текущего атмосферного давления: например, артериальное давление 120 мм рт. ст. при текущем атмосферном давлении 760 мм рт. ст. означает 880 мм рт. ст. относительно абсолютного вакуума.
Регулярные измерения давления в медицине включают:
В физиологии для измерения сил Старлинга используются манометрические единицы .