La **pressione** è una grandezza fisica intensiva fondamentale che esprime lo stato di sollecitazione interna di un fluido, definita come il rapporto tra la forza normale agente su una superficie e l'area della superficie stessa.
Essa viene misurata in termini assoluti, relativi o differenziali a seconda del riferimento di zero utilizzato.
```mermaid
graph LR
P[Pressione] --> T[Tipologie]
P --> U[Unità di misura]
P --> L[Legge di Stevino]
T --> TA[Assoluta]
T --> TR[Relativa]
T --> TD[Differenziale]
U --> UP[Pascal SI]
U --> UB[Bar e Atm]
U --> UM[Colonne di fluido]
L --> LS[p = ρ g h]
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classDef sub fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:1px;
class P main;
class T,U,L,TA,TR,TD,UP,UB,UM,LS sub;
```
### Definizione fisica della pressione
La **pressione** $p$ è una [[Grandezze termodinamiche|grandezza fisica intensiva]] definita come il rapporto tra la forza infinitesima $dF$ agente perpendicolarmente a una superficie e l'area $dS$ della superficie stessa:
$\color {orange} p = \frac{dF}{dS}$
Se la forza $F$ è distribuita uniformemente su una superficie piana di area $S$, la relazione si semplifica nella forma macroscopica:
$p = \frac{F}{S}$
==Essendo una grandezza intensiva, la pressione non è additiva.== Questo significa che unendo due sistemi termodinamici alla stessa pressione, il sistema risultante non presenterà una pressione doppia, bensì manterrà lo stesso valore di pressione iniziale.
Nel [[Sistema internazionale di unità di misura (SI)|Sistema Internazionale (SI)]], la pressione è una grandezza derivata e la sua [[Unità di misura|unità di misura]] è il Pascal ($\text{Pa}$), definito come:
$\color {orange} 1 \text{ Pa} = 1 \text{ N/m}^2$
![[Pasted image 20260608143531.png]]
*Figura: definizione e proprietà della pressione*
### Unità di misura e conversioni
Oltre al Pascal, in ambito industriale, meteorologico e scientifico si utilizzano diverse altre unità di misura:
- Il **bar**: pari esattamente a $10^5 \text{ Pa}$
Molto usati sono i suoi sottomultipli, come il millibar ($\text{mbar}$) in meteorologia e il microbar ($\mu\text{bar}$) in acustica.
- L'**atmosfera standard** ($\text{atm}$)
definita come la pressione esercitata da una colonna d'aria a livello del mare, equivalente alla pressione idrostatica di una colonna di mercurio alta $760 \text{ mm}$ ($1 \text{ atm} = 101325 \text{ Pa} \approx 1 \text{ bar}$).
- L'atmosfera tecnica ($\text{at}$ o $\text{ata}$)
pari a $1 \text{ kg}_p/\text{cm}^2$ ($1 \text{ atm} = 1.033227 \text{ at}$).
- Il **PSI (Pound per Square Inch)**
unità di misura di derivazione anglosassone definita come libbre-forza per pollice quadrato.
- Colonne di fluido ($\text{mm H}_2\text{O}$ o $\text{mm Hg}$)
basate sulla pressione idrostatica generata alla base di una colonna di fluido di altezza nota.
### Legge di Stevino e riferimenti di pressione
In un fluido incomprimibile in equilibrio statico, la pressione varia con la profondità $h$ (distanza dal pelo libero) a causa del peso del fluido sovrastante.
La [[legge di Stevino]] esprime questa relazione come:
$p = \rho g h$
dove $\rho$ è la densità del fluido e $g$ è l'accelerazione di gravità.
Poiché l'ambiente terrestre è costantemente sottoposto alla pressione atmosferica, si distinguono tre tipologie di misura della pressione:
- **Pressione assoluta**: riferita al vuoto assoluto (pressione zero).
- **Pressione relativa**: riferita alla pressione atmosferica locale. Rappresenta la differenza tra la pressione assoluta e quella atmosferica.
- **Pressione differenziale**: la differenza tra due pressioni misurate in punti distinti di un sistema.
La misura di queste grandezze avviene tramite [[Manometri|manometri]] (come il manometro a U) o più complessi [[Sensori di pressione|sensori di pressione]], i quali richiedono procedure di [[Taratura di sensori di pressione|taratura statica]] per garantirne l'accuratezza metrologica.
### Esempi ed esercizi
Immagina di camminare sulla neve fresca. Se indossi delle scarpe normali, sprofondi immediatamente perché tutto il tuo peso (la forza) è concentrato su una superficie piccola (la suola delle scarpe). Se invece indossi delle ciaspole (racchette da neve), il tuo peso rimane lo stesso, ma viene distribuito su una superficie molto più grande. Di conseguenza, la pressione esercitata sulla neve diminuisce drasticamente, permettendoti di camminare senza sprofondare. La pressione descrive proprio questo fenomeno: non conta solo l'intensità della forza applicata, ma come essa viene distribuita sulla superficie di contatto.
##### Domande di teoria
- [ ] Spiegare la differenza tra grandezze intensive ed estensive, classificando la pressione in una di queste categorie.
- [ ] Definire la differenza tra pressione assoluta, relativa e differenziale.
- [ ] Enunciare la legge di Stevino e spiegare come viene impiegata nei manometri a colonna di liquido.
##### Esercizi
- [ ] Calcolare la pressione assoluta alla profondità di $10 \text{ m}$ sotto il livello del mare, assumendo una densità dell'acqua di $1000 \text{ kg/m}^3$ e una pressione atmosferica di $101325 \text{ Pa}$.
- [ ] Convertire una pressione di $2.2 \text{ bar}$ nelle seguenti unità: Pascal, atmosfere e PSI.
- [ ] Determinare l'altezza di una colonna di mercurio ($\rho = 13579 \text{ kg/m}^3$) necessaria per equilibrare una pressione differenziale di $0.5 \text{ bar}$.
### Collegamenti
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*Per risposte, ulteriori esercizi e approfondimenti consultare le risorse di riferimento.*
> [!info]- Risorse
> ![[!Misure meccaniche e termiche#Risorse#Bibliografia]]
> ![[!Misure meccaniche e termiche#Risorse#Approfondimenti]]
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