Manòmetre per mesurar la baixa pressió d'un medi gasós

Informació general

Les substàncies líquides i gasoses actuen amb una certa força sobre els cossos en contacte amb elles. La magnitud d'aquest efecte, que depèn de les propietats de la substància i dels factors externs (temperatura, compressió, etc.), es caracteritza pel concepte de pressió.

La pressió és la relació de la força que actua perpendicularment a la superfície a la superfície, sempre que la força es distribueixi uniformement per tota l'àrea. Distingir entre pressió absoluta i relativa.

La pressió absoluta és la pressió total d'un gas o líquid, tenint en compte totes les forces que actuen, inclosa la pressió atmosfèrica. La pressió relativa és la diferència entre la pressió absoluta i la pressió atmosfèrica, sempre que la pressió absoluta sigui més gran que la pressió atmosfèrica. En enginyeria, per regla general, es mesura l'excés de pressió.

La pressió absoluta pot ser inferior a la pressió atmosfèrica. Si al mateix temps la seva diferència és petita, s'anomena rarefacció, si és prou gran: buit.

Els manòmetres s'utilitzen per mesurar la sobrepressió, per això aquesta pressió sovint s'anomena pressió manomètrica. El buit i el buit es mesuren amb vacuòmetres, la pressió atmosfèrica amb baròmetres.

La unitat SI per a la pressió és el newton per metre quadrat (N/m2). Tanmateix, els dispositius fabricats encara estan calibrats en unitats antigues: mil·límetres de columna d'aigua (mm de columna d'aigua), mil·límetres de columna de mercuri (mm Hg) i atmosferes tècniques (kgf / cm2).

Una atmosfera tècnica és igual a la pressió sobre una àrea d'1 cm2 d'una columna de mercuri de 735,56 mm d'alçada a una temperatura de 0 ° C o una columna d'aigua de 10 m d'alçada a una temperatura de 4 ° C, és a dir, 1 kgf / cm2 = = 735,56 mm Hg. Art. = 104 mm w.c. Art.

El buit es mesura com a percentatge de la pressió atmosfèrica, o en les mateixes unitats que la pressió. El valor mitjà de la pressió atmosfèrica es va determinar com a resultat de nombroses mesures i és de 760 mm Hg,

Mesura de la pressió amb un manòmetre

Arxivat a: Experiments , Manualitats , física , Experiments | Etiquetes: Mesura de pressió amb manòmetre, Experiments, Manualitats, física, experiment | 20 de juny de 2013 | Svetlana

Per mesurar la pressió d'aire o gas dins d'un recipient amb un manòmetre, cal connectar el seu tub de goma a aquest recipient. Controleu el nivell de líquid a les dues potes del manòmetre.
a) Si el líquid es troba al mateix nivell als dos genolls del manòmetre, considereu que la pressió del gas dins del recipient és la mateixa que la pressió de l'aire circumdant.
b) Si el nivell de líquid a la part curta del manòmetre és inferior al de l'altre, considereu que la pressió a l'interior del recipient és superior a la pressió de l'aire ambient.

c) Si el líquid a la pota curta del manòmetre és més alt que a l'altra cama, considereu que la pressió a l'interior del recipient és menor que la pressió de l'aire circumdant.

Amb una diferència de nivells de líquid als tubs del manòmetre, el càlcul de la diferència de pressió atmosfèrica i pressió al recipient es fa segons la fórmula:

Podeu fer els experiments següents amb el vostre manòmetre.
Posant fermament l'extrem del tub de goma del manòmetre a l'embut de vidre, apretar l'ample obertura amb una pel·lícula de goma. Quan el líquid del manòmetre s'hagi calmat, baixeu l'embut en una galleda d'aigua. Observa com canvia la pressió dins de l'aigua amb la profunditat de l'embut. Un cop instal·lat l'embut a una certa profunditat dins de l'aigua, gireu el seu forat en diferents direccions, amunt i avall, seguint la lectura del manòmetre.
2. Obriu la xemeneia del forn que es va escalfar poc abans de l'experiment. Introduïu el tub de goma del manòmetre al forn. El nivell d'aigua a la part curta del manòmetre augmenta. Calcula la pressió de l'aire calent al forn (amb tiratge).
3. Infleu lleugerament la bossa de goma del coixinet tèrmic mèdic amb aire i connecteu-la fermament al tub de goma del manòmetre.Col·loqueu la bossa horitzontalment i poseu-hi llibres gruixuts (carregueu) un darrere l'altre. El manòmetre mostrarà bé el canvi de pressió de l'aire tancat a la bossa.
4. Si obteniu un tub de vidre amb una longitud total d'uns 1,7 m, podeu fer un manòmetre per mesurar un excés de pressió molt superior, per exemple, la pressió d'aire més alta quan es bufa per la boca. D'aquesta manera es controla la "força dels pulmons". Cal bufar no amb sacsejades, sinó augmentant gradualment la pressió.

5. El mateix instrument pot mesurar el buit més gran creat per la succió oral. En aquest cas, cal treure aire de l'extrem superior del tub amb la boca.
6. Si al dispositiu del 4t experiment, en comptes d'un colze curt del tub, s'insereix un tub estret, aleshores, quan bufi al colze llarg, una font colpejarà des del tub curt.

E.N. Sokolov "Al jove físic"

Física per a batxillerat

Baròmetres. Manòmetres de pressió

Els baròmetres són instruments utilitzats per mesurar la pressió atmosfèrica. El baròmetre de mercuri (Fig. 1) consta d'un tub de vidre en forma d'U ple de mercuri, un extrem del qual està segellat i l'altre extrem conté un dipòsit obert de mercuri. El baròmetre té una escala amb divisions mil·límetres, que mesura directament la pressió atmosfèrica en mil·límetres de mercuri. És numèricament igual a l'alçada de la columna de mercuri entre els seus nivells en els genolls tancats i oberts del baròmetre.

Arròs. un

L'avantatge d'aquests baròmetres és la major precisió de les lectures. Desavantatges: són voluminosos, fràgils, el vapor de mercuri és perjudicial per a la salut humana.

Un baròmetre metàl·lic aneroide (Fig. 2) consta d'una cambra cilíndrica K de la qual s'evacua l'aire. La cambra està tancada hermèticament amb una fina membrana de tapa ondulada M.

Arròs. 2

Perquè la pressió atmosfèrica no aplani la membrana, es connecta mitjançant una vareta T amb una molla P fixada a la caixa de l'instrument. A la molla s'adjunta una fletxa C, l'extrem de la qual es mou al llarg de l'escala W. Quan la pressió atmosfèrica canvia, la membrana es doblega cap a dins o cap a fora i mou la fletxa al llarg de l'escala.

Els avantatges dels aneroides són que són fàcils d'utilitzar, duradors i de mida petita. El principal desavantatge és que són menys precisos que els baròmetres de mercuri.

Els manòmetres s'utilitzen per mesurar la pressió, major o menor que la pressió atmosfèrica. Els manòmetres són líquids i metàl·lics.

Un manòmetre de líquid es fa en forma de tub en forma d'U amb un líquid (normalment aigua o mercuri), un colze del qual està connectat al recipient en el qual s'ha de mesurar la pressió (fig. 3, a). El nivell de líquid d'aquesta pota disminuirà (si la pressió del recipient és superior a la pressió atmosfèrica) o augmentarà (si és inferior a la pressió atmosfèrica) en comparació amb el nivell de líquid de la segona part. La pressió mesurada serà p = p_a ±pgh, on p_a - pressió atmosfèrica, pgh - pressió hidrostàtica de l'excés de columna de líquid al colze del manòmetre.

Arròs. 3

Per mesurar la pressió dins del líquid amb aquest manòmetre, s'uneix una caixa plana a un dels seus genolls mitjançant un tub de goma, un costat del qual està cobert amb una pel·lícula de goma (Fig. 3, b).

El manòmetre metàl·lic més senzill està disposat de la següent manera (Fig. 3, c). Una fina placa elàstica M -una membrana- tanca hermèticament la caixa K, de la qual s'evacua parcialment l'aire. A la membrana s'uneix un punter P, que gira al voltant de l'eix O. Quan el dispositiu està submergit en un líquid, la membrana es doblega sota l'acció de les forces de pressió i la seva desviació es transfereix al punter que es mou al llarg de l'escala.

Classificació d'instruments

Els tipus de manòmetres es diferencien de dues maneres: pel tipus d'indicador que mesuren i pel principi de funcionament.

Segons la primera característica, es divideixen en:

instruments dissenyats per mesurar la pressió atmosfèrica, en cas contrari s'anomenen baròmetres;
instruments que mesuren l'excés i l'absolut;
vacuòmetres, dissenyats per mesurar la diferència entre les pressions atmosfèriques i les absolutes;
manòmetres, mesuren una petita sobrepressió (fins a 40 kPa);
tagonòmetres, un tipus de vacuòmetre que mesura l'excés de pressió del límit superior de 40 kPa;
manòmetres de pressió diferencial, mesuren la diferència de pressió.

Funcionen amb el principi d'equilibrar la diferència de pressió amb una força determinada. Per tant, el dispositiu dels manòmetres és diferent, depenent de com es produeixi exactament aquest equilibri.

Segons el principi d'acció, es divideixen en:

líquid, l'equilibri de la diferència de pressió en aquests dispositius es produeix a causa de la pressió hidrostàtica de la columna de líquid, el dispositiu utilitza el principi dels vasos comunicants;
Les molles tenen un disseny senzill i s'utilitzen àmpliament per mesurar la pressió del medi en un ampli rang;
membrana, basada en la compensació pneumàtica, l'equilibri de pressió es produeix a causa de la força elàstica de la caixa de membrana;
electrocontacte, utilitzat en sistemes automàtics de control i senyalització, ja que es poden utilitzar per regular el medi mesurat gràcies al mecanisme d'electrocontacte integrat a la carcassa;
Els diferencials s'utilitzen per mesurar el nivell de líquids a pressió, el cabal de líquid, vapor i gas mitjançant diafragmes.

https://youtube.com/watch?v=MLdd1XPX7cA

Amb cita prèvia, hi ha tipus de manòmetres com:

s'utilitzen instruments tècnics generals per mesurar la pressió de líquids, gasos i vapors que són químicament neutres als aliatges de coure;
oxigen, es produeixen en estoigs blaus amb O2 indicat al dial, serveixen per mesurar la pressió d'oxigen en bombones o buits;
l'acetilè s'utilitzen per controlar l'excés de pressió d'acetilè;
les de referència s'utilitzen per comprovar altres instruments, ja que tenen una gran precisió;
els vaixells s'utilitzen en vaixells i transport marítim;
el ferrocarril s'utilitza en el transport ferroviari;
les gravadores tenen un mecanisme integrat que permet reproduir el resultat del treball en paper.

https://youtube.com/watch?v=rq3BMjXM7PY