Was ist absoluter Druck?

Absoluter Druck ist in der Technik der Druck eines Systems relativ zum Druck eines absoluten Vakuums. Praktischer ausgedrückt wird es oft als Summe des Drucks der Atmosphäre und des Überdrucks einer Flüssigkeit ausgedrückt. Es ist bei technischen Berechnungen wie dem idealen Gasgesetz erforderlich.
Der gebräuchlichste Ausdruck für den Absolutdruck definiert ihn als die Summe des Manometers oder des gemessenen Drucks eines Systems und des Atmosphärendrucks. Der Ausdruck hat die Form Pabsolute = Pgauge + Patmospheric. Der atmosphärische Druck ist definiert als der Druck der umgebenden Luft an oder nahe der Erdoberfläche. Dieser Druck ist kein fester oder konstanter Wert und kann je nach Temperatur oder Höhe variieren.

Der Überdruck stellt den Druck des Systems dar, wie er von einem Druckmessgerät gemessen wird. Diese Geräte oder Manometer können nach der Art und Weise klassifiziert werden, wie sie den Druck messen. Die gebräuchlichsten Typen sind Messgeräte mit elastischen Elementen, Flüssigkeitssäulen und elektrische Messgeräte. Sofern vom Hersteller nicht anders angegeben, beziehen die meisten Messgeräte den Druck der Atmosphäre nicht in ihre Messwerte ein.

In einer typischen Chemieanlagenumgebung stellen Absolutdruck und Überdruck nicht dasselbe dar, und es müssen unterschiedliche Notationen verwendet werden, um sie getrennt zu halten. Eine übliche Methode ist, den Buchstaben a nach der Druckeinheit hinzuzufügen, um den Absolutdruck anzuzeigen, und den Buchstaben g nach der Druckeinheit, um den Überdruck anzuzeigen. Zum Beispiel würde ein absoluter Druck von 100 psi zu 100 psia werden. Ähnlich wäre ein Manometerdruck von 5 kPa 5 kPag. Das US National Institute of Standards and Technology zieht es jedoch vor, den erläuternden Buchstaben nicht auf die Einheit, sondern auf den Buchstaben P anzuwenden. Beispielsweise wäre Pg = 25 kPa P = 25 kPa vorzuziehen.

Diese Druckmessung wird am häufigsten in technischen Berechnungen wie dem idealen Gasgesetz verwendet. Bei der Durchführung solcher Gleichungen müssen Ingenieure den richtigen Druck verwenden, um kostspielige Fehler oder gefährliche Vorgänge zu vermeiden. Der Unterschied zwischen Absolut- und Relativdruck ist bei Drücken viel stärker ausgeprägt, bei denen der Atmosphärendruck in der gleichen Größenordnung wie der Relativdruck liegt.

Der Fehler bei der Vernachlässigung der atmosphärischen Komponente des Absolutdrucks kann durch die Untersuchung eines geschlossenen Zylinders eines idealen Gases mit einer Temperatur von 77° Fahrenheit (25° Celsius) und einem Volumen von 1.0 m3 gezeigt werden. Wenn das Manometer an der Flasche 100 kPa anzeigt und der Druck der Atmosphäre nicht berücksichtigt wird, beträgt die berechnete Anzahl von Gasmolen in der Flasche ungefähr 40.34. Wenn der Druck der Atmosphäre ebenfalls 100 kPa beträgt, dann beträgt der absolute Druck tatsächlich 200 kPa und die richtige Molzahl beträgt 80.68. Die tatsächliche Molzahl ist doppelt so hoch wie in der ursprünglichen Berechnung, was zeigt, wie wichtig es ist, den richtigen Druck zu verwenden.