Ein Millimeter Quecksilbersäule ist eine manometrische Druckeinheit , die früher als der zusätzliche Druck definiert wurde, der durch eine ein Millimeter hohe Quecksilbersäule erzeugt wird . Heute ist sie genau so definiert:133,322 387 415 Pascal , oder ungefähr [ a ] 1 Torr = 1/760Atmosphäre =101 325/760Pascal . [ 1 ] [ 2 ] Es wird mit mmHg [ 3 ] oder mm Hg . [ 4 ] [ 2 ] bezeichnet.
Obwohl Millimeter Quecksilbersäule keine SI- Einheit ist, findet sie in einigen Bereichen immer noch häufig Verwendung; beispielsweise in der Medizin , wie die in PubMed indexierte medizinische Literatur zeigt . [ 5 ] So spiegeln beispielsweise die US-amerikanischen und europäischen Leitlinien zur Hypertonie , die Millimeter Quecksilbersäule für die Blutdruckmessung verwenden , [ 6 ] die Tatsache wider (allgemeines Grundwissen unter medizinischem Fachpersonal), dass dies die übliche Einheit für Blutdruck in der klinischen Medizin ist.
Definition
Der Millimeter Quecksilbersäule ist definiert als der Druck, der von einer 1 Millimeter hohen Quecksilbersäule mit einer Dichte von … ausgeübt wird.13 595 .1 kg/m 3 (ungefähre Dichte bei 0 °C oder 32 °F) bei Standardgravitation (9,806 65 m/s 2 ), d.h. genau133.322 387 415 Pascal .
- 1 mmHg = 1 mm ×13 595 .1 kg/m 3 ×9,806 65 m/ s² =133.322 387 415 Pa (exakt)
Die Verwendung einer Quecksilbersäule zur präzisen Druckmessung erfordert Korrekturen für die tatsächliche Schwerkraft am jeweiligen Ort (±0,44 %) und die Dichte von Quecksilber bei der jeweiligen Temperatur (−0,45 % bei 25 °C bzw. 77 °F). Ist die Oberseite der Säule – die Fläche, deren Höhe gemessen wird – einer anderen Flüssigkeit ausgesetzt, muss auch deren temperaturabhängige Dichte berücksichtigt werden. [ 7 ]
Ein Torr ist eine ähnliche Einheit, die genau wie folgt definiert ist :1/760einer Standardatmosphäre (1 atm =101 325 Pa ), d.h.133.322 368 421 … Pascal .
- 1 Torr = 1/760atm =101 325/760Pa =133.322 368 421 … Pa
Der Wert für Torr beträgt etwa ein Teil zu sieben Millionen oder0,000 015 % kleiner als ein Millimeter Quecksilbersäule; [ 8 ] dieser Unterschied ist für die meisten praktischen Anwendungen vernachlässigbar.
Jeder Millimeter Quecksilbersäule kann in 1000 Mikrometer Quecksilbersäule unterteilt werden, abgekürzt μmHg oder einfach Mikron. [ 9 ]
Geschichte
Lange Zeit wurde der Druck von Gasen wie Luft ignoriert, geleugnet oder als gegeben hingenommen. Doch bereits im 6. Jahrhundert v. Chr. behauptete der griechische Philosoph Anaximenes von Milet , dass alle Dinge aus Luft bestünden, deren Druck sich lediglich veränderlich gestalte. Er beobachtete, wie Wasser verdampfte und zu einem Gas wurde, und schloss daraus, dass dies auch für feste Materie gelte. Kondensierte Luft ergab kältere, schwerere Objekte, ausgedehntere Luft hingegen leichtere, wärmere. Dies ähnelte der Tatsache, dass Gase bei Erwärmung weniger dicht und bei Abkühlung dichter werden.
Im 17. Jahrhundert führte Evangelista Torricelli Experimente mit Quecksilber durch, die es ihm ermöglichten, die Anwesenheit von Luft nachzuweisen. Er tauchte ein an einem Ende verschlossenes Glasrohr in eine Schale mit Quecksilber und hob das verschlossene Ende wieder heraus, während das offene Ende untergetaucht blieb. Das Gewicht des Quecksilbers zog das Rohr nach unten und erzeugte am anderen Ende ein Teilvakuum. Dies bestätigte seine Annahme, dass Luft/Gas Masse besitzt und Druck auf die Umgebung ausübt. Zuvor war die gängigere Ansicht, selbst für Galilei , dass Luft schwerelos sei und das Vakuum die Kraft erzeugt, ähnlich wie bei einem Siphon. Die Entdeckung trug dazu bei, dass Torricelli zu folgender Schlussfolgerung gelangte:
Wir leben versunken am Grund eines Ozeans aus dem Element Luft, von dem durch unbestrittene Experimente bekannt ist, dass es Gewicht besitzt.
Dieser Test, bekannt als Torricellis Experiment , war im Wesentlichen die erste dokumentierte Druckmessung.
Blaise Pascal ging noch weiter und ließ seinen Schwager das Experiment in verschiedenen Höhenlagen an einem Berg durchführen. Dabei stellte er fest, dass der Druck tatsächlich umso höher ist, je tiefer man sich im Ozean der Atmosphäre befindet.
Quecksilbermanometer waren die ersten präzisen Druckmessgeräte. Aufgrund der Giftigkeit von Quecksilber , der Empfindlichkeit der Quecksilbersäule gegenüber Temperatur und lokaler Schwerkraft sowie der größeren Benutzerfreundlichkeit anderer Instrumente werden sie heute seltener eingesetzt. Sie zeigten die Druckdifferenz zwischen zwei Flüssigkeiten als Höhenunterschied der Quecksilberstände in zwei verbundenen Behältern an.
Ein tatsächlicher Quecksilbersäulenwert kann in grundlegendere Druckeinheiten umgerechnet werden, indem der Höhenunterschied zwischen zwei Quecksilberständen mit der Dichte von Quecksilber und der lokalen Erdbeschleunigung multipliziert wird. Da das spezifische Gewicht von Quecksilber von der Temperatur und der Oberflächengravitation abhängt , die beide lokal variieren, wurden spezifische Standardwerte für diese beiden Parameter festgelegt. Dies führte zur Definition eines „Millimeters Quecksilber“ als der Druck, der am Boden einer 1 Millimeter hohen Quecksilbersäule mit einer präzisen Dichte von 13.595,1 kg/m³ wirkt, wenn die Erdbeschleunigung exakt 9,80665 m / s² beträgt .
Anwendung in Medizin und Physiologie
In der Medizin wird der Druck nach wie vor üblicherweise in Millimeter Quecksilbersäule (mmHg) gemessen. Diese Messungen beziehen sich im Allgemeinen auf den aktuellen Luftdruck: Beispielsweise entspricht ein Blutdruck von 120 mmHg bei einem aktuellen Luftdruck von 760 mmHg einem Blutdruck von 880 mmHg relativ zum perfekten Vakuum.
Zu den routinemäßigen Blutdruckmessungen in der Medizin gehören:
- Blutdruck , gemessen mit einem Sphygmomanometer
- Augeninnendruck, gemessen mit einem Tonometer
- Liquordruck
- Intrakranieller Druck
- Intramuskulärer Druck ( Kompartmentsyndrom )
- Zentralvenöser Druck
- Pulmonalarterienkatheterisierung
- Mechanische Beatmung
In der Physiologie werden manometrische Einheiten zur Messung von Starling-Kräften verwendet .
| Pascals | Barren | Standardatmosphären | Pfund pro Quadratzoll | Millimeter Quecksilbersäule | Zoll Quecksilbersäule | Technische Atmosphären | Torrs | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 Pa | ≡ 1 N ⁄ m 2 | = 1 × 10 −5 bar | ≈ 9,869 23 × 10 −6 atm | ≈ 1,450 38 × 10 −4 psi | ≈ 7.500 62 × 10 −3 mmHg | ≈ 2,953 00 × 10 −4 inHg | ≈ 1,019 72 × 10 −5 kgf/cm 2 | ≈ 7.500 62 × 10 −3 Torr |
| 1 Bar | = 100 000 Pa | ≡ 100 000 N ⁄ m 2 | ≈ 0,986 92 atm | ≈ 14,5038 psi | ≈ 750,062 mmHg | ≈ 29,5300 inHg | ≈ 1,019 72 kgf/ cm² | ≈ 750,062 Torr |
| 1 atm | = 101 325 Pa | = 1,013 25 bar | ≡ 101 325 N ⁄ m 2 | ≈ 14,6959 psi | ≈ 760.000 mmHg | ≈ 29,9213 inHg | ≈ 1,033 23 kgf/cm 2 | = 760 Torr |
| 1 psi | ≈ 6 894,76 Pa | ≈ 0,068 95 bar | ≈ 0,068 05 atm | ≡ 1 lb ⁄ in 2 | ≈ 51,7149 mmHg | ≈ 2,036 O2 inHg | ≈ 0,070 31 kgf/cm 2 | ≈ 51,7149 Torr |
| 1 mmHg | ≈ 133,322 Pa | ≈ 1,333 22 × 10 −3 bar | ≈ 1,315 79 × 10 −3 atm | ≈ 0,019 34 psi | ≡ g n × 0,001 m × 13595,1 kg ⁄ m 3 | ≈ 0,039 37 inHg | ≈ 1,359 51 × 10 −3 kgf/cm 2 | ≈ 1.000 00 Torr |
| 1 inHg | ≈ 3 386,39 Pa | ≈ 0,033 86 bar | ≈ 0,033 42 atm | ≈ 0,491 15 psi | = 25,4 mmHg | ≡ g n × 0,0254 m × 13595,1 kg ⁄ m 3 | ≈ 0,034 5316 kgf/cm 2 | ≈ 25,4000 Torr |
| 1 kgf ⁄ cm 2 | ≈ 98 066,5 Pa | ≈ 0,980 66 bar | ≈ 0,967 84 atm | ≈ 14,2233 psi | ≈ 735,559 mmHg | ≈ 28,9590 inHg | ≡ 1 kgf ⁄ cm 2 | ≈ 735,559 Torr |
| 1 Torr | ≈ 133,322 Pa | ≈ 1,333 22 × 10 −3 bar | ≈ 1,315 79 × 10 −3 atm | ≈ 0,019 34 psi | ≈ 1.000 00 mmHg | ≈ 0,039 37 inHg | ≈ 1,359 51 × 10 −3 kgf/cm 2 | ≡ 101 325/760 = 20 265/172N ⁄ m 2 |
Siehe auch
- Bar (Einheit)
- Zentimeter oder Millimeter Wasser
- Zoll Quecksilbersäule
- Ein Zoll Wasser
- Pfund pro Quadratzoll
- Torr
Anmerkungen
- ^ Obwohl die beiden Einheiten nicht gleich sind, ist der relative Unterschied (weniger als 0,000015 % ) für die meisten praktischen Anwendungen vernachlässigbar.
Referenzen
- ^ BS 350: Teil 1: 1974 – Umrechnungsfaktoren und Tabellen . British Standards Institution . 1974. S. 49.
- ^ a b Richtlinie 80/181/EWG des Rates vom 20. Dezember 1979 zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über Maßeinheiten und zur Aufhebung der Richtlinie 71/354/EWG der Europäischen Wirtschaftsgemeinschaft
- ^ Internationales Büro für Maß und Gewicht (2006), Das Internationale Einheitensystem (SI) (PDF) (8. Aufl.), S. 127, ISBN 92-822-2213-6, archiviert (PDF) vom Original am 04.06.2021 , abgerufen am 16.12.2021
- ^ „AMA Manual of Style Online“ . American Medical Association . Abgerufen am 24. Februar 2018 .
- ^ National Center for Biotechnology Information der National Library of Medicine der Vereinigten Staaten. „Artikel, die Drücke in mmHg demonstrieren“ . PubMed . Abgerufen am 2. September 2023 .
- ^ Gijón-Conde, T; Sánchez-Martínez, M; Graciani, A; Cruz, JJ; López-García, E; Ortolá, R; Rodríguez-Artalejo, F; Banegas, JR (Juli 2019). „Auswirkungen der europäischen und amerikanischen Leitlinien auf die Prävalenz, Behandlung und kardiometabolische Ziele von Bluthochdruck“. Zeitschrift für Bluthochdruck . 37 (7): 1393–1400 . doi : 10.1097/HJH.0000000000002065 . HDL : 10486/717819 . PMID 31145710 . S2CID 86674318 .
- ^ Kaye, GWC; Laby, TH (1986). Tabellen physikalischer und chemischer Konstanten (15. Aufl.). Longman. S. 22–23 . ISBN 0582463548Die
- ^ „Druckeinheiten“ . National Physical Laboratory (NPL). Archiviert vom Original am 28. Januar 2015. Abgerufen am 16. September 2020 .
- ^ Hoffman, Dorothy; Singh, Bawa; Thomas, John H. (1998). Handbuch der Vakuumwissenschaft und -technologie (PDF) . San Diego, CA: Academic Press. S. 171. ISBN 978-0-12-352065-4OCLC 162128757 .