Información general
Las sustancias líquidas y gaseosas actúan con cierta fuerza sobre los cuerpos en contacto con ellas. La magnitud de este efecto, que depende de las propiedades de la sustancia y de factores externos (temperatura, compresión, etc.), se caracteriza por el concepto de presión.
La presión es la relación entre la fuerza que actúa perpendicular a la superficie y el área de la superficie, siempre que la fuerza se distribuya uniformemente sobre toda el área. Distinguir entre presión absoluta y manométrica.
La presión absoluta es la presión total de un gas o líquido, teniendo en cuenta todas las fuerzas actuantes, incluida la presión del aire atmosférico. La presión manométrica es la diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica, siempre que la presión absoluta sea mayor que la presión atmosférica. En ingeniería, por regla general, se mide el exceso de presión.
La presión absoluta puede ser menor que la presión atmosférica. Si al mismo tiempo su diferencia es pequeña, entonces se llama rarefacción, si es lo suficientemente grande, vacío.
Los manómetros se utilizan para medir la sobrepresión, razón por la cual esta presión a menudo se denomina presión manométrica. El vacío y el vacío se miden con vacuómetros, la presión atmosférica con barómetros.
La unidad SI para la presión es newton por metro cuadrado (N/m2). Sin embargo, los dispositivos fabricados aún se calibran en unidades antiguas: milímetros de columna de agua (mm de columna de agua), milímetros de columna de mercurio (mm Hg) y atmósferas técnicas (kgf/cm2).
Una atmósfera técnica es igual a la presión sobre un área de 1 cm2 de una columna de mercurio de 735,56 mm de altura a una temperatura de 0 °C o de una columna de agua de 10 m de altura a una temperatura de 4 °C, es decir, 1 kgf/cm2 = = 735,56 mm Hg. Arte. = 104 mm columna de agua Arte.
El vacío se mide como un porcentaje de la presión atmosférica, o en las mismas unidades que la presión. El valor promedio de la presión del aire atmosférico se determinó como resultado de numerosas mediciones y es de 760 mm Hg,
Medir la presión con un manómetro
Archivado en: Experimentos , Manualidades , física , Experimentos | Etiquetas: Medición de presión con manómetro, Experimentos, Manualidades, física, experimento | 20 de junio de 2013 | Svetlana
Para medir la presión de aire o gas dentro de un recipiente con un manómetro, es necesario unir su tubo de goma a este recipiente. Controle el nivel de líquido en ambas patas del manómetro.
a) Si el líquido está al mismo nivel en ambas rodillas del manómetro, considere que la presión del gas dentro del recipiente es igual a la presión del aire circundante.
b) Si el nivel de líquido en la pata corta del manómetro es más bajo que en la otra, considere que la presión dentro del recipiente es mayor que la presión del aire ambiente.
c) Si el líquido en la pata corta del manómetro es más alto que en la otra pata, considere que la presión dentro del recipiente es menor que la presión del aire circundante.
Con una diferencia en los niveles de líquido en los tubos del manómetro, el cálculo de la diferencia en la presión atmosférica y la presión en el recipiente se realiza de acuerdo con la fórmula:
Puedes hacer los siguientes experimentos usando tu manómetro.
Poniendo firmemente el extremo del tubo de goma del manómetro en el embudo de vidrio, apriete la abertura ancha con una película de goma. Cuando el líquido en el manómetro se haya calmado, baje el embudo a un cubo de agua. Observe cómo cambia la presión dentro del agua con la profundidad del embudo. Habiendo instalado el embudo a cierta profundidad en el agua, gire su orificio en diferentes direcciones, hacia arriba y hacia abajo, siguiendo la lectura del manómetro.
2. Abra la chimenea en el horno que se calentó poco antes del experimento. Inserte el tubo de goma del manómetro en el horno. El nivel del agua en la pata corta del manómetro sube. Calcule la presión del aire caliente en el horno (con tiro).
3. Infle ligeramente la bolsa de goma de la almohadilla térmica médica con aire y conéctela firmemente al tubo de goma del manómetro.Coloque la bolsa horizontalmente y coloque libros gruesos (carga) sobre ella uno tras otro. El manómetro mostrará bien el cambio en la presión del aire cerrado en la bolsa.
4. Si obtiene un tubo de vidrio con una longitud total de aproximadamente 1,7 m, puede hacer un manómetro para medir un exceso de presión mucho mayor, por ejemplo, la presión de aire más alta cuando se sopla con la boca. De esta manera, se controla la "fuerza de los pulmones". Es necesario soplar no bruscamente, sino aumentando gradualmente la presión.
5. El mismo instrumento puede medir el mayor vacío creado por la succión oral. En este caso, debe sacar aire del extremo superior del tubo con la boca.
6. Si en el dispositivo del cuarto experimento, en lugar de un codo corto del tubo, se inserta un tubo estrecho, entonces, al soplar en el codo largo, una fuente saldrá del tubo corto.
ES Sokolov "Al joven físico"
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Barómetros. Manómetros
Los barómetros son instrumentos que se utilizan para medir la presión atmosférica. El barómetro de mercurio (Fig. 1) consta de un tubo de vidrio en forma de U lleno de mercurio, un extremo del cual está sellado y el otro extremo contiene un depósito abierto de mercurio. El barómetro tiene una escala con divisiones milimétricas, que mide directamente la presión atmosférica en milímetros de mercurio. Es numéricamente igual a la altura de la columna de mercurio entre sus niveles en las rodillas cerradas y abiertas del barómetro.
Arroz. una
La ventaja de tales barómetros es la mayor precisión de las lecturas. Desventajas: son voluminosos, frágiles, el vapor de mercurio es dañino para la salud humana.
Un barómetro aneroide de metal (Fig. 2) consta de una cámara cilíndrica K de la que se evacua el aire. La cámara está sellada herméticamente con una tapa-membrana delgada corrugada M.
Arroz. 2
Para que la presión atmosférica no aplaste la membrana, se conecta mediante una varilla T con un resorte P fijado en la caja del instrumento. Una flecha C está unida al resorte, cuyo extremo se mueve a lo largo de la escala W. Cuando cambia la presión atmosférica, la membrana se dobla hacia adentro o hacia afuera y mueve la flecha a lo largo de la escala.
Las ventajas de los aneroides son que son fáciles de usar, duraderos y de tamaño pequeño. La principal desventaja es que son menos precisos que los barómetros de mercurio.
Los manómetros se utilizan para medir la presión, mayor o menor que la presión atmosférica. Los manómetros son líquidos y metálicos.
Un manómetro de líquido está hecho en forma de un tubo en forma de U con un líquido (generalmente agua o mercurio), cuyo codo está conectado al recipiente en el que se medirá la presión (Fig. 3, a). El nivel de líquido en este tramo disminuirá (si la presión en el recipiente es mayor que la presión atmosférica) o aumentará (si es menor que la presión atmosférica) en comparación con el nivel de líquido en el segundo tramo. La presión medida será p = pa ±pgh, donde pa - presión atmosférica, pgh - presión hidrostática de la columna de exceso de líquido en el codo del manómetro.
Arroz. 3
Para medir la presión dentro del líquido con un manómetro de este tipo, se une una caja plana a una de sus rodillas con un tubo de goma, un lado del cual está cubierto con una película de goma (Fig. 3, b).
El manómetro de metal más simple está dispuesto de la siguiente manera (Fig. 3, c). Una fina placa elástica M, una membrana, cierra herméticamente la caja K, de la que se evacua parcialmente el aire. Un puntero P está unido a la membrana, girando alrededor del eje O. Cuando el dispositivo se sumerge en un líquido, la membrana se dobla bajo la acción de las fuerzas de presión y su desviación se transfiere al puntero que se mueve a lo largo de la escala.
Clasificación de instrumentos
Los tipos de manómetros se diferencian en dos aspectos: por el tipo de indicador que miden y por el principio de funcionamiento.
Según la primera característica, se dividen en:
- instrumentos diseñados para medir la presión atmosférica, de lo contrario se les llama barómetros;
- instrumentos de medida en exceso y absolutos;
- vacuómetros, diseñados para medir la diferencia entre la presión atmosférica y la absoluta;
- manómetros, miden pequeñas sobrepresiones (hasta 40 kPa);
- tagonómetros, un tipo de vacuómetro que mide el exceso de presión del límite superior de 40 kPa;
- manómetros de presión diferencial, miden la diferencia de presión.
Funcionan según el principio de equilibrar la diferencia de presión con una cierta fuerza. Por lo tanto, el dispositivo de los manómetros es diferente, dependiendo de cómo se produzca exactamente este equilibrio.
Según el principio de acción, se dividen en:
- líquido, el equilibrio de la diferencia de presión en tales dispositivos se produce debido a la presión hidrostática de la columna de líquido, el dispositivo utiliza el principio de los vasos comunicantes;
- el resorte tiene un diseño simple y se usa ampliamente para medir la presión del medio en un amplio rango;
- membrana, basada en compensación neumática, el equilibrio de presión se produce debido a la fuerza elástica de la caja de membrana;
- electrocontacto, utilizados en sistemas automáticos de control y señalización, ya que pueden ser utilizados para regular el medio medido debido al mecanismo de electrocontacto integrado en la carcasa;
- Los diferenciales se utilizan para medir el nivel de líquidos bajo presión, el caudal de líquido, vapor y gas mediante diafragmas.
https://youtube.com/watch?v=MLdd1XPX7cA
Con cita previa, existen tipos de manómetros como:
- se utilizan instrumentos técnicos generales para medir la presión de líquidos, gases y vapores químicamente neutros a las aleaciones de cobre;
- oxígeno, se producen en cajas azules con O2 indicado en el dial, se utilizan para medir la presión de oxígeno en cilindros o vacíos;
- acetileno se utilizan para controlar el exceso de presión de acetileno;
- los de referencia se utilizan para verificar otros instrumentos, ya que tienen una alta precisión;
- los barcos se utilizan en barcos y transporte marítimo;
- los rieles se utilizan en el transporte ferroviario;
- Las grabadoras tienen un mecanismo incorporado que le permite reproducir el resultado del trabajo en papel.
https://youtube.com/watch?v=rq3BMjXM7PY
