絶対圧・ゲージ圧・真空圧の違い

このページで整理すること

同じPa、kPa、MPaでも、絶対圧、ゲージ圧、真空圧では基準が異なります。圧力の基準を 取り違えると、理想気体計算、標準状態換算、真空条件の解釈を誤ることがあります。

このページでは、絶対圧、ゲージ圧、真空圧の違いと、P_abs = P_gauge + P_atm の関係を 整理します。

絶対圧とは

絶対圧は、完全真空を0とする圧力です。原理上、絶対圧は0 Pa未満にはなりません。

理想気体式 PV = nRT、標準状態換算、気体密度、モル体積などの計算では、通常は絶対圧を 使います。ゲージ圧で与えられている値は、そのまま代入せず、絶対圧へ直す必要があります。

ゲージ圧とは

ゲージ圧は、大気圧を0とする圧力です。圧力計や設備資料では、ゲージ圧が使われることが よくあります。

正のゲージ圧は大気圧より高い状態、負のゲージ圧は大気圧より低い状態を表します。 例えばMPaGやkPaGのように、Gが付いている場合はゲージ圧を意味することがあります。

真空圧とは

真空圧は表記ゆれが大きい言葉です。絶対圧として表す場合、負のゲージ圧として表す場合、 大気圧からどれだけ低いかを正の値で表す場合があります。

そのため、真空圧という言葉だけで判断せず、計器、仕様書、メーカー資料、社内基準の定義を 確認してください。

計算前に確認すること

圧力値を計算へ入れる前に、表記がG、A、差圧、または真空圧のどれかを確認してください。 MPaGやkPaGはゲージ圧を示すことがあり、MPaAやabsは絶対圧を示すことがあります。 真空圧は、負のゲージ圧なのか、大気圧からの差なのか、絶対圧なのかを資料で確認します。

ゲージ圧を絶対圧へ直すときは、大気圧に101.325 kPaなどの標準値を使うのか、現地の測定値を 使うのかも計算条件としてそろえます。理想気体式や標準状態換算に入れる圧力は、原則として 絶対圧です。

よくある誤用は、0.2 MPaGを0.2 MPa absとして代入すること、真空計の -80 kPa を絶対圧として 読むことです。確認順は、計器表記、圧力基準、単位換算、大気圧の加減、理想気体計算または 標準状態換算の順にすると安全です。

絶対圧とゲージ圧の関係

絶対圧とゲージ圧は、同じ単位にそろえたうえで次の関係になります。

P_abs = P_gauge + P_atm
P_gauge = P_abs - P_atm

大気圧を標準大気圧101.325 kPaとして扱う場合もありますが、実際の大気圧は場所や天候で 変わります。精度が必要な場合は、計算条件として使う大気圧を確認してください。

圧力換算ツールでできること・できないこと

圧力換算ツールは、Pa、kPa、MPa、bar、atm、kgf/cm2などの単位を換算します。 絶対圧とゲージ圧の基準変換は行いません。

ゲージ圧から絶対圧へ直す場合は、圧力単位をそろえたうえで大気圧を加えてください。 真空圧の表記も自動解釈しません。

単位をそろえた後で、ゲージ圧なら大気圧を加えて絶対圧に直し、その値を理想気体計算や 標準状態換算へ渡します。圧力換算ツールは入口の単位整理、理想気体計算と標準状態換算は 絶対圧に直した後の計算、と分けて使います。

計算で絶対圧が必要な場面

理想気体計算や標準状態換算では、圧力は絶対圧として扱います。Nm3、Sm3、Am3のような 気体体積換算でも、基準圧力と実圧力の両方を絶対圧でそろえる必要があります。

圧力換算だけでは扱えないもの

真空ポンプ設計、安全弁設計、耐圧設計、圧力容器の法規判断、配管圧力損失計算、 圧縮性流体の詳細計算は圧力換算ツールでは扱いません。

最終的な設計判断、安全判断、法令判断、購買判断、運転条件の決定には、原典、社内基準、 適用規格、専門家による確認を優先してください。

圧力表記を読むときのミニケース

データシートに 0.5 MPaG とある場合、それは 0.5 MPa abs と同じ意味ではありません。MPa、kPa、bar などの単位をそろえる作業と、ゲージ圧を絶対圧へ直す作業は別です。真空計の表示で -80 kPaG のような値を見る場合も、その負の値をそのまま絶対圧として使わないでください。

理想気体計算や標準状態換算へ進む前は、次の順に確認します。

• 表記が G、A、abs、真空圧、差圧のどれかを確認する。
• 必要に応じて Pa、kPa、MPa、bar などの単位だけを先にそろえる。
• ゲージ圧を絶対圧へ直す場合は、どの大気圧を使う前提かを確認する。
• 標準状態換算や PV = nRT に入れる圧力は、原則として絶対圧にそろえる。
• 資料の表記が曖昧な場合は、計算へ進まず、計器仕様、P&ID、データシート、社内基準の定義を確認する。