압력이란 무엇이고 왜 단위가 이렇게 많은가
압력은 단위 면적에 작용하는 힘(압력 = 힘 ÷ 면적)입니다. SI 기본 단위는 1제곱미터에 1뉴턴이 작용하는 파스칼(Pa)이고, 1 Pa는 매우 작아서 실생활에서는 kPa, hPa, MPa 같은 접두어를 붙여 씁니다. 그런데 역사적으로 분야마다 편한 기준이 달라서 단위가 갈라졌습니다. 기압계는 수은 기둥 높이로 압력을 재었으므로 mmHg, inHg가, 공학에서는 질량 1kg이 중력으로 누르는 힘을 기준으로 kgf/cm²가, 영미권에서는 파운드힘을 제곱인치로 나눈 psi가 자리 잡았습니다. 한 장비 설명서가 kPa, 다른 설명서가 psi, 정비 매뉴얼은 kgf/cm²를 쓰는 일이 흔하므로 환산이 필요합니다.
단위 정의와 환산 기준표
아래 표의 값은 정의값(또는 관례값)으로부터 빌드 시점에 계산했습니다. kgf/cm²는 1 kgf = 9.80665 N(정의)이므로 98,066.5 Pa로 정확하고, atm은 101,325 Pa로 정의됩니다. mmHg와 inHg는 수은 밀도와 중력 가속도를 가정한 관례값입니다.
| 단위 | 이름 | Pa | kPa | bar | psi | 주 사용처 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 Pa | 파스칼 | 1 | 0.001 | 0.00001 | 0.000145 | SI 기본 압력 단위, 1 N/m² |
| 1 kPa | 킬로파스칼 | 1,000 | 1 | 0.01 | 0.145038 | 타이어 공기압(국제 표기), 기계 사양서 |
| 1 hPa | 헥토파스칼 (= mbar) | 100 | 0.1 | 0.001 | 0.014504 | 기상 기압 |
| 1 MPa | 메가파스칼 | 1,000,000 | 1,000 | 10 | 145.037738 | 고압 배관, 유압, 재료 강도 |
| 1 bar | 바 | 100,000 | 100 | 1 | 14.503774 | 산업·유럽 타이어 표기 |
| 1 atm | 표준 대기압 | 101,325 | 101.325 | 1.01325 | 14.695949 | 해수면 표준값 |
| 1 psi | 파운드/제곱인치 | 6,894.757 | 6.89476 | 0.068948 | 1 | 미국·영국 타이어, 공기압축기 |
| 1 mmHg | 수은주 밀리미터 | 133.322 | 0.13332 | 0.001333 | 0.019337 | 혈압 |
| 1 torr | 토르 | 133.322 | 0.13332 | 0.001333 | 0.019337 | 진공 분야 (1 atm = 760 Torr) |
| 1 inHg | 수은주 인치 | 3,386.389 | 3.38639 | 0.033864 | 0.491154 | 미국 항공·기상 고도계 설정 |
| 1 kgf/cm² | kgf/cm² | 98,066.5 | 98.0665 | 0.980665 | 14.223343 | 구형 압력계, 보일러·배관 관례 |
표준 대기압 1 atm은 101.325 kPa = 1.01325 bar ≈ 14.696 psi ≈ 760 mmHg ≈ 1.0332 kgf/cm²입니다. mmHg가 정확히 760이 되지 않는 것은 mmHg의 관례값과 torr(= 101,325÷760 Pa)이 약 0.000014%만큼 다르기 때문이며, 실무에서는 같다고 봐도 됩니다.
게이지압과 절대압: 가장 많이 틀리는 지점
타이어 압력계, 보일러 압력계, 공기압축기 게이지는 보통 게이지압, 즉 '주변 대기압을 0으로 놓은 값'을 보여 줍니다. 반면 진공 장비나 기체 법칙 계산(PV=nRT), 기상 기압은 절대압(완전 진공이 0)입니다. 둘의 관계는절대압 = 게이지압 + 대기압입니다. 해수면 부근에서는 대략 101.325 kPa(1기압)을 더하면 됩니다.
예를 들어 타이어 게이지가 32 psi를 가리킬 때 이는 게이지압이고, 타이어 속 공기의 절대압은 약 46.7 psi(= 32 + 14.696)입니다. 단위 환산 자체는 게이지든 절대든 같은 계수를 쓰지만, 두 값을 서로 비교하거나 법칙에 대입할 때는 종류를 맞춰야 합니다. 계산 도구 위쪽의 '입력값의 종류'를 선택하면 반대 종류의 값을 아래에 함께 표시해 줍니다. 표기에서 psig는 게이지, psia는 절대를 뜻합니다.
사용 맥락별 기준표
1. 타이어 공기압
국내 차량 스티커에는 kPa와 psi가 함께 적혀 있는 경우가 많고, 수입차·해외 자료는 bar를 쓰기도 합니다. 권장 압력은 차종과 하중에 따라 달라지므로운전석 문틀 스티커나 매뉴얼의 값을 따라야 합니다. 아래는 단위 환산표일 뿐 권장값이 아닙니다.
| psi | kPa | bar | kgf/cm² |
|---|---|---|---|
| 30 | 206.8 | 2.068 | 2.109 |
| 32 | 220.6 | 2.206 | 2.25 |
| 33 | 227.5 | 2.275 | 2.32 |
| 35 | 241.3 | 2.413 | 2.461 |
| 36 | 248.2 | 2.482 | 2.531 |
| 40 | 275.8 | 2.758 | 2.812 |
| bar | kPa | psi |
|---|---|---|
| 1.5 | 150 | 21.76 |
| 2 | 200 | 29.01 |
| 2.2 | 220 | 31.91 |
| 2.5 | 250 | 36.26 |
| 3 | 300 | 43.51 |
| 4 | 400 | 58.02 |
타이어 점검 요령은 타이어 공기압 점검 가이드를 참고하세요. 온도가 낮아지면 타이어 속 공기압도 낮아지므로 계절 변화 시 재확인이 필요합니다.
2. 혈압 (mmHg)
혈압은 전 세계적으로 mmHg로 표기합니다. 단위 환산이 필요한 경우는 해외 논문이나 일부 국가가 kPa를 쓸 때입니다. 이 값은 혈압계가 재는 게이지압입니다. 진단 기준은 학회·가이드라인에 따라 다르므로 환산값으로 판단하지 말고 의료진과 상담하세요.
| mmHg | kPa |
|---|---|
| 80 | 10.67 |
| 90 | 12 |
| 120 | 16 |
| 140 | 18.67 |
혈압 수치의 의미는 혈압 계산기에서 참고용으로 확인할 수 있습니다. 의학적 판단을 대신하지는 않습니다.
3. 기상 기압 (hPa)
일기 예보의 기압은 해수면 환산 절대압이며 hPa(= mbar)로 발표합니다. 표준 대기압은 1013.25 hPa입니다. 미국 항공·일부 기상 자료는 inHg를 쓰므로 환산이 필요합니다. 기압이 낮을수록 일반적으로 날씨가 나빠지기 쉽지만, 단위와 무관하게 해석은 기상 예보를 따르세요.
| hPa | mmHg | inHg | psi |
|---|---|---|---|
| 950 | 712.6 | 28.05 | 13.779 |
| 1,000 | 750.1 | 29.53 | 14.504 |
| 1,013.25 | 760 | 29.92 | 14.696 |
| 1,030 | 772.6 | 30.42 | 14.939 |
4. 압력솥·보일러·배관
구형 압력계는 kgf/cm², 최근 장비는 bar·kPa·MPa를 씁니다. 1 kgf/cm² = 0.980665 bar로 거의 1 bar에 가깝고, 1 MPa = 10 bar입니다. 압력솥 내부의 압력은 게이지압인 경우가 많으므로 수치를 끓는점 계산에 쓸 때는 대기압을 더해 절대압으로 바꿔야 합니다.
계산 예시 (직접 검산한 값)
예시 1. 32 psi는 몇 kPa? 32 × 6.894757293168 = 220.63 kPa (약 2.206 bar). 흔히 쓰는 "1 psi ≈ 6.9 kPa"로 어림하면 220.8 kPa로 0.2 kPa 정도 크게 나옵니다.
예시 2. 1 bar는 몇 psi? 100,000 ÷ 6,894.757293168 = 14.504 psi입니다. 기억하기 쉬운 비율은 "1 bar ≈ 14.5 psi"이며, 2.5 bar는 약 36.26 psi입니다.
예시 3. 1 kgf/cm²는 몇 bar? 98,066.5 ÷ 100,000 = 0.980665 bar. 7 kgf/cm²는 약 6.865 bar, 약 99.56 psi입니다. 현장에서 "1 kgf/cm²=1 bar"로 취급하면 약 2% 오차가 생깁니다.
흔한 실수와 오해
- bar와 atm 동일시: 1 atm은 1.01325 bar로 약 1.3% 큽니다. 어림용으로만 같다고 보세요.
- kgf/cm²와 kPa 혼동: 1 kgf/cm²는 약 98.07 kPa입니다. 1 kPa와는 약 100배 차이입니다.
- mbar와 hPa: 1 mbar = 1 hPa로 값이 같습니다. 단위 이름만 다릅니다.
- 게이지압을 절대압처럼 사용: 가스 상태식이나 끓는점 계산에는 절대압을 써야 합니다. 대기압을 빼먹으면 크게 틀립니다.
- psi 표기 혼동: psi는 기본적으로 파운드힘/제곱인치이며 압력솥 'psi' 표기도 보통 게이지압입니다. 모호하면 psig·psia를 확인하세요.
- 온도 의존: mmHg와 inHg는 수은 밀도(온도)와 중력에 의존하는 관례값이므로 정밀 측정에서는 기준 온도(0℃)와 표준 중력을 명시합니다.
이 도구를 쓰면 안 되는 경우
이 도구는 단위 환산만 합니다. 압력 용기, 가스, 보일러, 항공기 등 안전이 걸린 설비의 허용 압력이나 점검 기준을 결정하는 근거로 쓰면 안 됩니다. 그런 값은 제조사 매뉴얼과 관련 법규·검사 기준을 따라야 합니다. 또한 고도에 따른 대기압 변화나 유체 압력(수심 압력 등)은 별도 계산이 필요합니다.
결과를 활용하는 방법
- 스티커와 압력계 단위가 다를 때: 권장 압력(kPa 또는 psi)을 이 도구로 변환한 뒤 게이지 눈금과 비교합니다.
- 자료 해석: 논문·사양서의 단위가 낯설면 먼저 Pa로 보고 위 정의표와 비교해 규모(수 kPa인지 수 MPa인지)를 파악하세요.
- 다른 변환: 길이·무게·온도 변환은 단위 변환기, 속도는 속도 단위 변환기, 면적은 면적 단위 변환기를 이용하세요.
- 타이어 규격: 타이어 크기 표기는 타이어 사이즈 변환기에서 확인할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
내 차 타이어 공기압은 몇 psi가 적당한가요?
일반 승용차는 대략 30~35 psi 범위인 경우가 많지만, 차종과 타이어 크기, 적재 상태에 따라 권장 공기압이 다릅니다. 운전석 문틀 안쪽 스티커나 차량 매뉴얼에 적힌 제조사 권장값을 따르시기 바랍니다. 수치는 타이어가 차가운 상태에서 재야 합니다.
bar와 atm은 거의 같은 값인가요?
비슷하지만 다릅니다. 1 atm은 1.01325 bar로 약 1.3% 차이가 납니다. 일상적인 어림 계산에서는 같다고 취급하지만 정밀한 계산에는 정확한 환산값을 써야 합니다.
1 psi는 몇 kPa인가요?
1 psi = 6.894757 kPa입니다. 반대로 1 kPa = 0.145038 psi이므로, kPa 값에 0.145를 곱하면 psi를 어림할 수 있습니다. 220 kPa는 약 31.9 psi입니다.
게이지압과 절대압 중 어느 것으로 입력해야 하나요?
단위 환산만 하려면 어느 쪽이든 상관없습니다. 다만 값을 다른 계산(기체 법칙, 끓는점 등)에 넣으려면 절대압이 필요합니다. 타이어·압력솥 게이지는 대부분 게이지압이므로 대기압(약 101.325 kPa)을 더해야 절대압이 됩니다.
1013.25 hPa는 왜 표준 대기압인가요?
해수면 평균 기압을 바탕으로 정한 값으로 1 atm = 101,325 Pa = 1013.25 hPa로 정의합니다. 실제 기압은 날씨와 고도에 따라 변하며, 예보에서는 해수면 기준으로 환산해 발표합니다.
혈압 120/80 mmHg를 kPa로 바꾸면?
120 mmHg는 약 16.0 kPa, 80 mmHg는 약 10.7 kPa입니다. 단위만 다를 뿐 같은 압력이며 진단 기준은 의료진이 정합니다.