معلومات عامة
تعمل المواد السائلة والغازية بقوة معينة على الأجسام الملامسة لها. حجم هذا التأثير ، الذي يعتمد على خصائص المادة والعوامل الخارجية (درجة الحرارة ، الانضغاط ، إلخ) ، يتميز بمفهوم الضغط.
الضغط هو نسبة القوة التي تعمل بشكل عمودي على السطح إلى مساحة السطح ، بشرط أن يتم توزيع القوة بشكل موحد على المنطقة بأكملها. يميز بين الضغط المطلق والضغط المقياس.
الضغط المطلق هو الضغط الكلي للغاز أو السائل ، مع الأخذ في الاعتبار جميع القوى المؤثرة ، بما في ذلك ضغط الهواء الجوي. مقياس الضغط هو الفرق بين الضغط المطلق والضغط الجوي ، بشرط أن يكون الضغط المطلق أكبر من الضغط الجوي. في الهندسة ، كقاعدة عامة ، يتم قياس الضغط الزائد.
يمكن أن يكون الضغط المطلق أقل من الضغط الجوي. إذا كان للاختلاف في نفس الوقت قيمة صغيرة ، فإنه يطلق عليه الندرة ، إذا كان كبيرًا بدرجة كافية - فراغ.
تُستخدم مقاييس الضغط لقياس الضغط الزائد ، ولهذا السبب يُطلق على هذا الضغط غالبًا اسم مقياس الضغط. يتم قياس الفراغ والفراغ بمقاييس الفراغ والضغط الجوي بالبارومترات.
وحدة SI للضغط هي نيوتن لكل متر مربع (N / m2). ومع ذلك ، لا تزال الأجهزة المصنعة تتم معايرتها في الوحدات القديمة - ملليمترات من عمود الماء (مم من عمود الماء) ، ومليمترات من عمود الزئبق (مم زئبق) والأجواء التقنية (كجم / سم 2).
جو تقني واحد يساوي الضغط على مساحة 1 سم 2 من عمود الزئبق بارتفاع 735.56 مم عند درجة حرارة 0 درجة مئوية أو عمود مائي بارتفاع 10 أمتار عند درجة حرارة 4 درجات مئوية ، أي 1 كجم ق / سم 2 = = 735.56 ملم زئبق. فن. = 104 مم مرحاض فن.
يقاس الفراغ كنسبة مئوية من الضغط الجوي ، أو في نفس وحدات الضغط. تم تحديد متوسط قيمة ضغط الهواء الجوي نتيجة لقياسات عديدة وهو 760 ملم زئبق ،
قياس الضغط بجهاز قياس الضغط
مصنف تحت: التجارب ، الحرف اليدوية ، الفيزياء ، التجارب | العلامات: قياس الضغط بجهاز قياس الضغط ، التجارب ، الحرف اليدوية ، الفيزياء ، التجربة | 20 يونيو 2013 | سفيتلانا
لقياس ضغط الهواء أو الغاز داخل وعاء بمقياس ضغط ، من الضروري توصيل أنبوبه المطاطي بهذا الوعاء. راقب مستوى السائل في كلتا ساقي مقياس الضغط.
أ) إذا كان السائل عند نفس المستوى في كلتا ركبتي مقياس الضغط ، فاعتبر ضغط الغاز داخل الوعاء هو نفس ضغط الهواء المحيط.
ب) إذا كان مستوى السائل في الجزء القصير من جهاز قياس الضغط أقل من الآخر ، فاعتبر الضغط داخل الوعاء أكبر من ضغط الهواء المحيط.
ج) إذا كان السائل في الجزء القصير من مقياس الضغط أعلى منه في الرجل الأخرى ، ضع في اعتبارك أن الضغط داخل الوعاء أقل من ضغط الهواء المحيط.
مع وجود اختلاف في مستويات السائل في أنابيب مقياس الضغط ، يتم حساب الفرق في الضغط الجوي والضغط في الوعاء وفقًا للصيغة التالية:
يمكنك إجراء التجارب التالية باستخدام مقياس الضغط.
ضع نهاية الأنبوب المطاطي لجهاز قياس الضغط بقوة على قمع الزجاج ، وشد الفتحة العريضة بفيلم مطاطي. عندما يهدأ السائل الموجود في مقياس الضغط ، اخفض القمع في دلو من الماء. شاهد كيف يتغير الضغط داخل الماء مع عمق القمع. بعد تثبيت القمع على عمق معين في الماء ، أدر الفتحة في اتجاهات مختلفة ، لأعلى ولأسفل ، بعد قراءة مقياس الضغط.
2. افتح المدخنة في الفرن الذي تم تسخينه قبل فترة وجيزة من التجربة. أدخل الأنبوب المطاطي لقياس الضغط في الفرن. يرتفع مستوى الماء في الساق القصيرة لمقياس الضغط. احسب ضغط الهواء الدافئ في الفرن (مع تيار).
3. قم بنفخ الكيس المطاطي للوسادة الحرارية قليلاً بالهواء ثم قم بتوصيله بإحكام بالأنبوب المطاطي لجهاز قياس الضغط.ضع الكيس أفقيًا وضع كتبًا سميكة (تحميل) عليها واحدة تلو الأخرى. سيُظهر مقياس الضغط جيدًا التغيير في ضغط الهواء مغلقًا في الكيس.
4. إذا حصلت على أنبوب زجاجي بطول إجمالي يبلغ حوالي 1.7 متر ، فيمكنك عمل مقياس ضغط لقياس ضغط زائد أعلى بكثير ، على سبيل المثال ، أعلى ضغط هواء عند النفخ عن طريق الفم. بهذه الطريقة ، يتم التحكم في "قوة الرئتين". من الضروري عدم النفخ بشكل رعشة ، ولكن زيادة الضغط تدريجياً.
5. يمكن للجهاز نفسه قياس أكبر فراغ ناتج عن الشفط الفموي. في هذه الحالة ، تحتاج إلى سحب الهواء من الطرف العلوي للأنبوب بفمك.
6. إذا كان في جهاز التجربة الرابعة ، بدلاً من كوع قصير للأنبوب ، يتم إدخال أنبوب مسحوب إلى ضيق ، ثم عند النفخ في الكوع الطويل ، ستضرب النافورة من الأنبوب القصير.
إن. سوكولوف "إلى الفيزيائي الشاب"
الفيزياء للمدرسة الثانوية
بارومترات. أجهزة قياس الضغط
البارومترات هي أدوات تستخدم لقياس الضغط الجوي. يتكون مقياس الزئبق (الشكل 1) من أنبوب زجاجي على شكل حرف U مملوء بالزئبق ، أحد طرفيه محكم الإغلاق ، ويحتوي الطرف الآخر على خزان مفتوح من الزئبق. يحتوي البارومتر على مقياس بأقسام المليمترات ، والذي يقيس الضغط الجوي مباشرة بالمليمترات من الزئبق. إنه يساوي عدديًا ارتفاع عمود الزئبق بين مستوياته في الركبتين المغلقة والمفتوحة للبارومتر.
أرز. واحد
ميزة هذه المقاييس هي الدقة الأكبر في القراءات. العيوب - ضخمة وهشة وبخار الزئبق ضار بصحة الإنسان.
يتكون البارومتر المعدني اللاسائلي (الشكل 2) من حجرة أسطوانية K يتم إخلاء الهواء منها. الغرفة مغلقة بإحكام بغطاء مموج رقيق م.
أرز. 2
حتى لا يؤدي الضغط الجوي إلى تسطيح الغشاء ، يتم توصيله عن طريق قضيب T مع زنبرك P مثبت على علبة الجهاز. يتم إرفاق السهم C بالزنبرك ، حيث تتحرك نهايته على طول مقياس W. عندما يتغير الضغط الجوي ، ينحني الغشاء إلى الداخل أو الخارج ويحرك السهم على طول المقياس.
تتمثل مزايا الستيرويدات في أنها سهلة الاستخدام ومتينة وصغيرة الحجم. العيب الرئيسي هو أنها أقل دقة من بارومترات الزئبق.
تستخدم مقاييس الضغط لقياس الضغط أكبر أو أقل من الضغط الجوي. المانومترات سائلة ومعدنية.
يتكون مقياس ضغط السائل على شكل أنبوب على شكل حرف U مع سائل (عادة ماء أو زئبق) ، يتم توصيل أحد الكوعين منه بالوعاء الذي سيتم قياس الضغط فيه (الشكل 3 ، أ). سينخفض مستوى السائل في هذه الساق (إذا كان الضغط في الوعاء أكبر من الضغط الجوي) أو يرتفع (إذا كان أقل من الضغط الجوي) مقارنة بمستوى السائل في الضلع الثاني. سيكون الضغط المقاس p = pأ ± pgh ، أين صأ - الضغط الجوي ، pgh - الضغط الهيدروستاتيكي لعمود السائل الزائد في مرفق جهاز قياس الضغط.
أرز. 3
لقياس الضغط داخل السائل بمقياس ضغط كهذا ، يتم توصيل صندوق مسطح بإحدى ركبتيه باستخدام أنبوب مطاطي ، أحد جوانبه مغطى بغشاء مطاطي (الشكل 3 ، ب).
يتم ترتيب أبسط مقياس ضغط معدني على النحو التالي (الشكل 3 ، ج). صفيحة مرنة رفيعة M - الغشاء - تغلق بإحكام الصندوق K ، الذي يتم إفراغ الهواء منه جزئيًا. يُلحق المؤشر P بالغشاء ، ويدور حول المحور O. عندما يغمر الجهاز في سائل ، ينحني الغشاء تحت تأثير قوى الضغط ، وينتقل انحرافه إلى المؤشر المتحرك على طول المقياس.
تصنيف الصك
تختلف أنواع مقاييس الضغط بطريقتين: حسب نوع المؤشر الذي يقيسونه وبمبدأ التشغيل.
حسب السمة الأولى فهي مقسمة إلى:
- الأدوات المصممة لقياس الضغط الجوي ، وإلا فإنها تسمى بارومترات ؛
- أدوات قياس الفائض والمطلق ؛
- مقاييس الفراغ ، المصممة لقياس الفرق بين الضغط الجوي والضغوط المطلقة ؛
- مقاييس الضغط ، قم بقياس الضغط الزائد الصغير (حتى 40 كيلو باسكال) ؛
- مقياس الضغط ، وهو نوع من مقاييس الفراغ التي تقيس الضغط الزائد للحد الأعلى البالغ 40 كيلو باسكال ؛
- مقاييس الضغط التفاضلي ، قياس الفرق في الضغط.
إنهم يعملون على مبدأ موازنة فرق الضغط بقوة معينة. لذلك ، يختلف جهاز مقاييس الضغط ، اعتمادًا على كيفية حدوث هذا التوازن بالضبط.
وفقًا لمبدأ العمل ، يتم تقسيمهم إلى:
- السائل ، توازن فرق الضغط في هذه الأجهزة بسبب الضغط الهيدروستاتيكي لعمود السائل ، يستخدم الجهاز مبدأ الأوعية المتصلة ؛
- تتميز النوابض بتصميم بسيط ، وتستخدم على نطاق واسع لقياس ضغط الوسط في نطاق واسع ؛
- الغشاء ، على أساس التعويض الهوائي ، يحدث موازنة الضغط بسبب القوة المرنة لصندوق الغشاء ؛
- الكهرومغناطيسية ، المستخدمة في التحكم الآلي وأنظمة الإشارات ، حيث يمكن استخدامها لتنظيم الوسط المقاس بسبب آلية الاتصال الكهربائي المدمجة في السكن ؛
- يستخدم التفاضل لقياس مستوى السوائل تحت الضغط ومعدل تدفق السائل والبخار والغاز باستخدام الأغشية.
https://youtube.com/watch؟v=MLdd1XPX7cA
عن طريق التعيين ، هناك أنواع من أجهزة قياس الضغط مثل:
- تستخدم الأدوات التقنية العامة لقياس ضغط السوائل والغازات والأبخرة المحايدة كيميائياً لسبائك النحاس ؛
- الأكسجين ، يتم إنتاجها في علب زرقاء مع الإشارة إلى O2 على القرص ، وتستخدم لقياس ضغط الأكسجين في الأسطوانات أو الفراغات ؛
- يستخدم الأسيتيلين للتحكم في الضغط الزائد للأسيتيلين ؛
- تستخدم المراجع للتحقق من الأدوات الأخرى ، حيث إنها تتمتع بدقة عالية ؛
- تستخدم السفن في السفن والنقل البحري ؛
- تستخدم السكك الحديدية في النقل بالسكك الحديدية.
- تحتوي المسجلات على آلية مضمنة تسمح لك بإعادة إنتاج نتيجة العمل على الورق.
https://youtube.com/watch؟v=rq3BMjXM7PY
