Bar
Symbol: barWorldwide
O que é um/uma Bar (bar)?
Definição Formal
O bar é uma unidade métrica de pressão definida como exatamente 100.000 pascais (100 kPa), ou equivalente a 10⁵ N/m². O bar não é uma unidade oficial do SI, mas é aceito para uso com o Sistema Internacional de Unidades pelo Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM). Sua magnitude é convenientemente próxima a uma atmosfera padrão (101.325 Pa), tornando-o uma unidade prática para muitas aplicações de pressão.
Um bar é aproximadamente igual a 0.986923 atmosferas padrão, 14.5038 psi, 750.062 mmHg ou 750.062 torr. A quase equivalência à pressão atmosférica torna o bar intuitivo: 1 bar é aproximadamente a pressão que a atmosfera exerce ao nível do mar. Essa correspondência próxima — combinada com a relação decimal limpa com o pascal — explica a popularidade duradoura do bar na engenharia e na indústria.
Submúltiplos e Múltiplos
O milibar (mbar), igual a 0.001 bar ou 100 Pa, é amplamente utilizado em meteorologia e é numericamente idêntico ao hectopascal (hPa). A pressão atmosférica padrão é 1013.25 mbar (ou 1013.25 hPa). O decibar (dbar), igual a 0.1 bar ou 10.000 Pa, é utilizado em oceanografia porque um decibar se aproxima da variação de pressão por metro de profundidade em água do mar. O megabar (Mbar), igual a 10⁶ bar ou 10¹¹ Pa, é utilizado em física de alta energia e ciência planetária.
Etymology
Origens Gregas
A palavra "bar" deriva da palavra grega "baros" (βάρος), que significa "peso" ou "pesadez." A mesma raiz aparece em palavras relacionadas em inglês, como "barômetro" (instrumento para medir pressão atmosférica), "barógrafo" (barômetro registrador) e "isóbaro" (linha de pressão igual em um mapa meteorológico). A conexão entre "peso" e "pressão" é natural — a pressão atmosférica foi historicamente concebida como o peso da coluna de ar acima de um ponto.
Introdução como Unidade
O bar foi introduzido em 1909 pelo meteorologista britânico Napier Shaw enquanto atuava como diretor do Escritório Meteorológico. Shaw definiu o bar como 10⁶ dinas por centímetro quadrado no sistema CGS (centímetro-grama-segundo), que convenientemente é igual a 10⁵ pascais no moderno sistema SI. O milibar de Shaw rapidamente se tornou a unidade padrão para pressão atmosférica em meteorologia, substituindo medições anteriores em polegadas ou milímetros de mercúrio.
Precise Definition
Definição
O bar é definido como exatamente 10⁵ Pa (100.000 pascais). Esta definição é exata e não tem incerteza. Em unidades CGS, o bar é igual a 10⁶ dyn/cm² (dinas por centímetro quadrado). O bar é listado no folheto do SI como uma unidade não-SI aceita para uso com o SI, ao lado de unidades como o litro, a tonelada e o elétron-volt.
Relação com a Atmosfera
O bar e a atmosfera padrão são próximos, mas não idênticos: 1 bar = 0.986923 atm, e 1 atm = 1.01325 bar. A diferença é aproximadamente 1.325%. Para a maioria dos propósitos práticos fora da metrologia de precisão, o bar e a atmosfera podem ser considerados intercambiáveis. Essa quase equivalência não é coincidente — o bar foi deliberadamente definido em um número redondo de pascais que se aproxima da pressão atmosférica.
Padrão IUPAC
Desde 1982, a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) recomendou 1 bar (100 kPa) como a pressão padrão para relatar propriedades termodinâmicas, substituindo o padrão anterior de 1 atm (101.325 kPa). Essa mudança afeta as entalpias padrão de formação, os potenciais eletrodos padrão e outros dados termodinâmicos tabulados. Livros didáticos de química publicados após 1982 usam 1 bar como a pressão de referência.
História
Medição de Pressão Inicial
Antes da existência do bar, a pressão atmosférica era medida usando barômetros de mercúrio. Evangelista Torricelli inventou o barômetro de mercúrio em 1643, medindo a pressão em milímetros (ou polegadas) de mercúrio. Por mais de 250 anos, mmHg e inHg foram as principais unidades de pressão. A diversidade de unidades de pressão — atmosferas, mmHg, inHg, psi, kgf/cm² — refletia o estado fragmentado dos padrões de medição.
Napier Shaw e o Milibar
Em 1909, Napier Shaw introduziu o bar para uso meteorológico. O milibar (1/1000 bar) tornou-se a unidade padrão de pressão meteorológica porque sua magnitude (100 Pa) era conveniente para expressar valores de pressão atmosférica em torno de 1000 mbar. A Organização Meteorológica Mundial (WMO) adotou o milibar como o padrão internacional para relatórios meteorológicos. Até meados do século XX, quase todos os serviços meteorológicos em todo o mundo usavam milibares.
Transição para Hectopascais
Nas décadas de 1980 e 1990, a WMO recomendou a transição de milibares para hectopascais (hPa) para relatórios meteorológicos. Como 1 mbar = 1 hPa exatamente, essa foi uma mudança apenas de nome — nenhum valor numérico mudou. A motivação foi alinhar a prática meteorológica com o sistema SI. A maioria dos países completou a transição até 2000, embora o termo "milibar" persista no uso popular.
Adoção Industrial
Na indústria europeia, o bar tornou-se a unidade padrão de pressão para gases comprimidos, sistemas hidráulicos e engenharia de processos. A popularidade do bar na Europa contrasta com a persistência do psi nos Estados Unidos e no Reino Unido. Normas industriais alemãs, francesas, italianas e japonesas utilizam amplamente o bar. O mergulho autônomo internacionalmente utiliza o bar para pressão de cilindros e planejamento de mergulhos.
Uso atual
Mergulho Autônomo
O bar é o padrão internacional para medição de pressão em mergulho autônomo. Cilindros de ar são classificados pela sua pressão de trabalho em bar: cilindros de alumínio padrão suportam 200 bar, cilindros de aço podem suportar 232 ou 300 bar. Computadores de mergulho exibem a pressão ambiente relacionada à profundidade em bar. Um cilindro cheio de 12 litros a 200 bar contém 2.400 litros de ar à pressão de superfície.
Gás Comprimido Industrial
Cilindros de gás comprimido em todo o mundo são classificados em bar. Cilindros de oxigênio médico normalmente mantêm gás a 137-200 bar. Cilindros de nitrogênio e argônio industriais são preenchidos a 200-300 bar. Cilindros de acetileno, que são especialmente construídos devido à instabilidade do gás, operam a um máximo de 18 bar. Cilindros de GLP (gás liquefeito de petróleo) mantêm líquido sob pressão a aproximadamente 5-15 bar.
Indústria Automotiva
Na Europa e em muitas outras regiões, a pressão dos pneus é frequentemente expressa em bar. Uma pressão típica de pneu de carro de passeio de 2.2 bar equivale a 220 kPa ou 32 psi. A pressão de sobrealimentação do turbocompressor é medida em bar: um motor sobrealimentado pode produzir 1.5-2.5 bar de sobrealimentação (150-250 kPa acima da atmosférica). A pressão hidráulica do sistema de freios atinge 50-200 bar durante frenagens fortes.
Espresso e Preparo
Máquinas de espresso profissionais operam a 9 bar (900 kPa) de pressão, forçando água quente através do café finamente moído. Essa pressão específica se tornou uma característica definidora do espresso — o padrão de 9 bar foi estabelecido empiricamente na década de 1960 e é considerado ideal para extrair a crema do espresso. Máquinas de espresso domésticas podem operar a 15 bar, com uma válvula redutora de pressão diminuindo a pressão de preparo para 9 bar.
Everyday Use
Pressão dos Pneus
Em países métricos, a pressão dos pneus é comumente expressa em bar. Valores típicos: carros de passeio 2.0-2.5 bar, SUVs 2.2-2.8 bar, bicicletas (de estrada) 6-8 bar, bicicletas (de montanha) 2-3 bar, motocicletas 2.0-2.9 bar. A maioria dos manômetros de pressão de pneus vendidos na Europa exibe bar ao lado de kPa.
Panelas de Pressão
Panelas de pressão operam a aproximadamente 1 bar acima da pressão atmosférica (2 bar absoluto). Os manuais de instrução para panelas de pressão em países métricos especificam a pressão de operação em bar ou kPa. A 2 bar absoluto, a água ferve a aproximadamente 120°C em vez de 100°C, reduzindo os tempos de cozimento em 50-70%.
Pressão da Água
A pressão da água em residências em países métricos é expressa em bar. A pressão normal da água doméstica é de 2-5 bar. Pressão abaixo de 1.5 bar é considerada baixa e pode resultar em desempenho ruim do chuveiro. Pressão acima de 6 bar é considerada alta e pode exigir uma válvula redutora de pressão. Bicos de mangueiras de jardim normalmente produzem um spray a 3-4 bar.
Compressores de Ar
Compressores de ar domésticos e de loja são classificados em bar em países métricos. Um pequeno compressor portátil pode produzir 6-8 bar. Um compressor de oficina para ferramentas elétricas normalmente fornece 8-10 bar. Ferramentas pneumáticas profissionais requerem 6-7 bar para operação ideal. Pintura spray requer 2-4 bar dependendo da pistola e do tipo de tinta.
In Science & Industry
Termoquímica
Desde 1982, a pressão padrão da IUPAC para dados termoquímicos tem sido 1 bar (100 kPa), substituindo o padrão anterior de 1 atm (101.325 kPa). As entalpias padrão de formação, as energias de Gibbs e os potenciais eletrodos agora estão tabelados a 1 bar. A mudança de 1.325% na pressão de referência causou pequenas, mas mensuráveis, diferenças nos valores tabulados. Bancos de dados de química, como NIST WebBook e CRC Handbook, utilizam o padrão de 1 bar.
Pesquisa em Alta Pressão
Na física e química de alta pressão, kilobars (kbar) e megabars (Mbar) são usados para descrever condições extremas. Células de bigorna de diamante frequentemente alcançam pressões de vários megabars (centenas de GPa). A pressão no núcleo da Terra é aproximadamente 3.6 Mbar (360 GPa). Experimentos de compressão de choque em física de plasma medem pressões em megabars.
Oceanografia
Na oceanografia, o decibar (0.1 bar = 10.000 Pa) é uma unidade padrão porque o aumento de pressão na água do mar é aproximadamente 1 dbar por metro de profundidade. Essa correspondência conveniente permite que oceanógrafos usem a pressão como um proxy para profundidade. Instrumentos CTD (condutividade-temperatura-profundidade) do oceano registram pressão em decibars. No ponto mais profundo do oceano (Challenger Deep, ~10.935 m), a pressão é aproximadamente 1.100 dbar (110 bar).
Tecnologia de Vácuo
Cientistas do vácuo usam o milibar para descrever pressões baixas. Vácuo bruto é 1000-1 mbar. Vácuo médio é 1-10⁻³ mbar. Alto vácuo é 10⁻³-10⁻⁹ mbar. Ultra-alto vácuo é abaixo de 10⁻⁹ mbar. Aceleradores de partículas e câmaras de simulação espacial operam em condições de ultra-alto vácuo.
Interesting Facts
The bar was introduced in 1909 — the same year that Robert Peary claimed to reach the North Pole and the first commercial flights by Zeppelin airships began. It outlasted both of those achievements as a relevant contribution to daily life.
Espresso's defining 9-bar brewing pressure was established by Ernesto Valente of the FAEMA company in 1961 with the E61 espresso machine. Before that, espresso was brewed at lower, inconsistent pressures using lever machines.
A scuba diver breathing at 30 meters depth (4 bar absolute pressure) consumes air four times faster than at the surface. A standard 12-liter, 200-bar tank that would last 60 minutes at the surface lasts only about 15 minutes at that depth.
The bar is almost exactly equal to one 'technical atmosphere' (1 at = 1 kgf/cm² = 98,066.5 Pa = 0.980665 bar), an older unit still found on some European pressure gauges and in Soviet-era technical documentation.
At 10,000 bar (1 GPa), water freezes even at room temperature, forming a high-pressure ice phase called Ice VI. There are at least 19 known crystalline phases of ice, most of which exist only at pressures measured in kilobars.
The pressure inside a champagne bottle is approximately 6 bar — roughly three times the pressure in a car tire. This is why champagne corks can travel at speeds of up to 50 km/h and cause serious eye injuries.
Commercial aircraft cabins are pressurized to approximately 0.75-0.80 bar (equivalent to an altitude of 1,800-2,400 meters), which is why some passengers experience ear discomfort and reduced oxygen saturation during flights.
Conversion Table
| Unit | Value | |
|---|---|---|
| Pascal (Pa) | 100.000 | bar → Pa |
| Kilopascal (kPa) | 100 | bar → kPa |
| Atmosphere (atm) | 0,986923 | bar → atm |
| Pound per Square Inch (psi) | 14,5038 | bar → psi |
| Torr (Torr) | 750,062 | bar → Torr |