[ незарегистрированный пользователь ]
Проверялка   Факультатив   Лабораторки   Задачки   Вычислялки   Рассуждалки   Тестилки  

Учебники по темам:     01   02   03   04   05   06   07   08   09   10   11   12   13   14   15

      Тема 04. Давление тел      

 

«««  [ ]  »»»
 
  § 04-з. Манометры и их разновидности    

 
 

Барометры измеряют так называемое абсолютное давление атмосферного воздуха. Это значит, что в пространстве, где находится барометр, давление именно такое, какое показывает прибор. Однако часто бывает нужно знать и так называемое относительное давление (например, по сравнению с атмосферным давлением). Для его измерения служат манометры.

На рисунке вы видите U-образный манометр с подкрашенной водой. Правый его конец сообщается с атмосферой. При помощи шланга к манометру присоединён сосуд, который в начале опыта тоже сообщается с атмосферой. При этом уровни воды в манометре находятся у черты 0 см. Затем, откачивая насосом воздух, уменьшают его давление в сосуде. При этом вода в манометре смещается. Выясним, почему это происходит.

В манометре на правую поверхность воды действует атмосферное давление, а на левую – меньшее давление. По причине неравенства давлений вода смещается в левую трубку. Сместившись, вода останавливается, значит давление слева от точки В равно давлению справа. Приравняем их:

pв сосуде + r g hлев = r g hправ + pатм

В левой части этого равенства записана сумма давления в сосуде и давления столба воды слева. В правой части этого же равенства записана сумма атмосферного давления и давления столба воды справа. Подставим значения и упростим равенство:

pв сосуде + 1000 кг/м3 · 10 Н/кг · 50 см = 1000 кг/м3 · 10 Н/кг · 10 см + pатм

pв сосуде = pатм – 4 кПа

Это равенство показывает, что относительно атмосферного давления, давление воздуха в сосуде на 4 кПа меньше. Это относительное значение давления мы узнали именно благодаря манометру.

  1. Как понимать, что барометр показывает абсолютное давление?
  2. Как понимать, что давление может быть относительным?
  3. Из-за схожести с латинской буквой изображённый на рисунке манометр – ...
  4. U-образный манометр иначе называют открытым, так как ...
  5. Контурная стрелка над сосудом означает, что он ...
  6. Когда и сосуд, манометр сообщаются с атмосферой, ...
  7. Уменьшение давления воздуха в сосуде приводит к тому, что ...
  8. Вода смещается в левую часть манометра, поскольку ...
  9. Так как вода после смещения снова находится в покое, следовательно, ...
  10. Запись pв сосуде + r g hлев это ...
  11. Запись r g hправ + pатм – это ...
  12.    pв сосуде = pатм – 4 кПа означает, что ...
 
 

 
 

 
 

 
 
 

Поскольку pатм » 100 кПа, несложно будет подсчитать и полное, то есть абсолютное давление в сосуде:

pв сосуде = 100 кПа – 4 кПа = 96 кПа

Жидкостный U-образный манометр неудобен для измерений, так как он может разлиться и разбиться, кроме того, показывает давление не сразу, а лишь после перевода «сантиметров водного столба» в паскали. По этой причине в технике широко применяют так называемые деформационные манометры, сразу показывающие измеряемое давление в паскалях (строго говоря, не само давление, а его превышение над атмосферным).

     

В основе работы деформационного манометра лежит деформация (изгиб) упругой дугообразной трубки 1. При помощи двух тяг 2 движение концов трубки передаётся стрелке 3, которая закреплена на оси 4. Конец стрелки передвигается по шкале 5. Трубка, стрелка и шкала помещены внутрь корпуса, закрытого стеклом, 6.

При увеличении давления газа внутри трубки её концы распрямляются и вызывают смещение стрелки вправо по шкале. При уменьшении давления стрелка сместится в обратном направлении под действием сил упругости, действующих в деформированных (изогнутых) стенках трубки.

  1. Вычисленное нами значение 96 кПа – это ...
  2. В чём сложность применения U-образного манометра?
  3. Деформационные манометры показывают не абсолютное ...
  4. Во время работы деформационного манометра происходит ...
  5. Концы дугообразной трубки раздвигаются в стороны при ...
  6. Сдвиг стрелки влево по шкале происходит благодаря существованию ...
 
 

 
 

Физика.ru   •   Клуб для учителей физики, учащихся 7-9 классов и их родителей