Informazione Generale
Le sostanze liquide e gassose agiscono con una certa forza sui corpi a contatto con esse. L'entità di questo effetto, che dipende dalle proprietà della sostanza e da fattori esterni (temperatura, compressione, ecc.), è caratterizzata dal concetto di pressione.
La pressione è il rapporto tra la forza che agisce perpendicolarmente alla superficie e l'area della superficie, a condizione che la forza sia distribuita uniformemente sull'intera area. Distinguere tra pressione assoluta e relativa.
La pressione assoluta è la pressione totale di un gas o di un liquido, tenendo conto di tutte le forze agenti, inclusa la pressione dell'aria atmosferica. La pressione relativa è la differenza tra la pressione assoluta e quella atmosferica, a condizione che la pressione assoluta sia maggiore della pressione atmosferica. In ingegneria, di norma, viene misurata la pressione in eccesso.
La pressione assoluta può essere inferiore alla pressione atmosferica. Se allo stesso tempo la loro differenza ha un piccolo valore, allora si chiama rarefazione, se è abbastanza grande - vuoto.
I manometri vengono utilizzati per misurare la pressione in eccesso, motivo per cui questa pressione viene spesso chiamata pressione relativa. Il vuoto e il vuoto vengono misurati con vacuometri, la pressione atmosferica con barometri.
L'unità SI per la pressione è newton per metro quadrato (N/m2). Tuttavia, i dispositivi fabbricati sono ancora calibrati in vecchie unità: millimetri di colonna d'acqua (mm di colonna d'acqua), millimetri di colonna di mercurio (mm Hg) e atmosfere tecniche (kgf / cm2).
Un'atmosfera tecnica è uguale alla pressione su un'area di 1 cm2 di una colonna di mercurio alta 735,56 mm ad una temperatura di 0°C o di una colonna d'acqua alta 10 m ad una temperatura di 4°C, ovvero 1 kgf/cm2 = = 735,56 mm Hg. Arte. = 104 mm c.a. Arte.
Il vuoto viene misurato come percentuale della pressione atmosferica o nelle stesse unità della pressione. Il valore medio della pressione atmosferica è stato determinato a seguito di numerose misurazioni ed è di 760 mm Hg,
Misurare la pressione con un manometro
Archiviato in: Esperimenti , Artigianato , fisica , Esperimenti | Tags: Misurazione della pressione con un manometro, Esperimenti, Artigianato, fisica, esperimento | 20 giugno 2013 | Svetlana
Per misurare la pressione dell'aria o del gas all'interno di un recipiente con un manometro, è necessario collegare il suo tubo di gomma a questo recipiente. Monitorare il livello del fluido in entrambe le gambe del manometro.
a) Se il liquido è allo stesso livello in entrambe le ginocchia del manometro, considerare la pressione del gas all'interno del recipiente uguale alla pressione dell'aria circostante.
b) Se il livello del liquido nel ramo corto del manometro è inferiore rispetto all'altro, considerare la pressione all'interno del recipiente maggiore della pressione dell'aria ambiente.
c) Se il liquido nel ramo corto del manometro è maggiore che nell'altro ramo, considerare che la pressione all'interno del vaso è inferiore alla pressione dell'aria circostante.
Con una differenza di livello del liquido nei tubi del manometro, il calcolo della differenza di pressione atmosferica e pressione nel recipiente viene eseguito secondo la formula:
Puoi fare i seguenti esperimenti usando il tuo manometro.
Appoggiando saldamente l'estremità del tubo di gomma del manometro sull'imbuto di vetro, serrare l'ampia apertura con una pellicola di gomma. Quando il liquido nel manometro si è calmato, abbassare l'imbuto in un secchio d'acqua. Guarda come la pressione all'interno dell'acqua cambia con la profondità dell'imbuto. Dopo aver installato l'imbuto ad una certa profondità nell'acqua, ruotare il suo foro in diverse direzioni, su e giù, seguendo la lettura del manometro.
2. Aprire il camino del forno che è stato riscaldato poco prima dell'esperimento. Inserire il tubo di gomma del manometro nel forno. Il livello dell'acqua nella gamba corta del manometro si alza. Calcolare la pressione dell'aria calda nel forno (con tiraggio).
3. Gonfiare leggermente il sacchetto di gomma del termoforo con aria e collegarlo saldamente al tubo di gomma del manometro.Appoggia la borsa orizzontalmente e metti i libri spessi (carico) su di essa uno dopo l'altro. Il manometro mostrerà bene la variazione della pressione dell'aria chiusa nel sacco.
4. Se si ottiene un tubo di vetro con una lunghezza totale di circa 1,7 m, è possibile realizzare un manometro per misurare una sovrappressione molto più elevata, ad esempio la pressione dell'aria più alta quando si soffia con la bocca. In questo modo si controlla la "forza dei polmoni". È necessario soffiare non a scatti, ma aumentando gradualmente la pressione.
5. Lo stesso strumento può misurare il massimo vuoto creato dall'aspirazione orale. In questo caso, devi aspirare l'aria dall'estremità superiore del tubo con la bocca.
6. Se nel dispositivo del 4o esperimento, invece di un gomito corto del tubo, viene inserito un tubo stretto, quindi quando si soffia nel gomito lungo, una fontana batterà dal tubo corto.
E.N. Sokolov "Al giovane fisico"
Fisica per il liceo
Barometri. Manometri
I barometri sono strumenti utilizzati per misurare la pressione atmosferica. Il barometro a mercurio (Fig. 1) è costituito da un tubo di vetro a forma di U riempito di mercurio, un'estremità del quale è sigillata e l'altra estremità contiene un serbatoio di mercurio aperto. Il barometro ha una scala con divisioni millimetriche, che misura direttamente la pressione atmosferica in millimetri di mercurio. È numericamente uguale all'altezza della colonna di mercurio tra i suoi livelli nelle ginocchia chiuse e aperte del barometro.
Riso. uno
Il vantaggio di tali barometri è la maggiore precisione delle letture. Svantaggi: sono ingombranti, fragili, i vapori di mercurio sono dannosi per la salute umana.
Un barometro metallico aneroide (Fig. 2) è costituito da una camera cilindrica K dalla quale viene evacuata l'aria. La camera è ermeticamente sigillata con una sottile membrana ondulata a coperchio M.
Riso. 2
Affinché la pressione atmosferica non appiattisca la membrana, essa è collegata tramite un'asta T con una molla P fissata sulla custodia dello strumento. Una freccia C è attaccata alla molla, la cui estremità si muove lungo la scala W. Quando la pressione atmosferica cambia, la membrana si piega verso l'interno o verso l'esterno e sposta la freccia lungo la scala.
I vantaggi degli aneroidi sono che sono facili da usare, durevoli e di piccole dimensioni. Lo svantaggio principale è che sono meno precisi dei barometri a mercurio.
I manometri vengono utilizzati per misurare la pressione, maggiore o minore della pressione atmosferica. I manometri sono liquidi e metallici.
Un manometro per liquidi è realizzato sotto forma di un tubo a forma di U con un liquido (solitamente acqua o mercurio), di cui un gomito è collegato al recipiente in cui deve essere misurata la pressione (Fig. 3, a). Il livello del liquido in questo tratto diminuirà (se la pressione nel recipiente è maggiore della pressione atmosferica) o aumenterà (se è inferiore alla pressione atmosferica) rispetto al livello del liquido nel secondo tratto. La pressione misurata sarà p = pun ±pgh, dove pun - pressione atmosferica, pgh - pressione idrostatica della colonna di liquido in eccesso nel gomito del manometro.
Riso. 3
Per misurare la pressione all'interno del liquido con un tale manometro, una scatola piatta è attaccata a una delle sue ginocchia usando un tubo di gomma, un lato del quale è ricoperto da una pellicola di gomma (Fig. 3, b).
Il manometro metallico più semplice è disposto come segue (Fig. 3, c). Una sottile piastra elastica M - una membrana - chiude ermeticamente la scatola K, dalla quale l'aria viene parzialmente evacuata. Un puntatore P è attaccato alla membrana, ruotando attorno all'asse O. Quando il dispositivo è immerso in un liquido, la membrana si piega sotto l'azione delle forze di pressione e la sua deflessione viene trasferita al puntatore che si muove lungo la scala.
Classificazione degli strumenti
I tipi di manometri differiscono in due modi: per il tipo di indicatore che misurano e per il principio di funzionamento.
Secondo la prima caratteristica, si dividono in:
- strumenti atti a misurare la pressione atmosferica, altrimenti si chiamano barometri;
- strumenti di misura dell'eccesso e dell'assoluto;
- vacuometri, progettati per misurare la differenza tra la pressione atmosferica e quella assoluta;
- manometri, misurano una piccola sovrapressione (fino a 40 kPa);
- i tagonometri, un tipo di vacuometro che misura la sovrappressione del limite superiore di 40 kPa;
- manometri differenziali, misurare la differenza di pressione.
Funzionano secondo il principio di bilanciare la differenza di pressione con una certa forza. Pertanto, il dispositivo dei manometri è diverso, a seconda di come avviene esattamente questo bilanciamento.
Secondo il principio di azione, si dividono in:
- liquido, il bilanciamento della differenza di pressione in tali dispositivi si verifica a causa della pressione idrostatica della colonna di liquido, il dispositivo utilizza il principio dei vasi comunicanti;
- le molle hanno un design semplice e sono ampiamente utilizzate per misurare la pressione del mezzo in un'ampia gamma;
- membrana, basata sulla compensazione pneumatica, il bilanciamento della pressione avviene grazie alla forza elastica della scatola della membrana;
- elettrocontatto, utilizzato nei sistemi automatici di controllo e segnalazione, poiché possono essere utilizzati per regolare il mezzo misurato grazie al meccanismo di elettrocontatto integrato nell'alloggiamento;
- differenziali vengono utilizzati per misurare il livello di liquidi in pressione, la portata di liquido, vapore e gas mediante diaframmi.
https://youtube.com/watch?v=MLdd1XPX7cA
Su appuntamento, ci sono tipi di manometri come:
- strumenti tecnici generali sono utilizzati per misurare la pressione di liquidi, gas e vapori chimicamente neutri rispetto alle leghe di rame;
- ossigeno, sono prodotti in casse blu con O2 indicato sul quadrante, servono per misurare la pressione dell'ossigeno in bombole o sottovuoto;
- l'acetilene sono usati per controllare la pressione in eccesso dell'acetilene;
- quelli di riferimento sono usati per controllare altri strumenti, poiché hanno un'elevata precisione;
- le navi sono utilizzate nelle navi e nel trasporto marittimo;
- la ferrovia è usata nel trasporto ferroviario;
- i registratori hanno un meccanismo integrato che consente di riprodurre il risultato del lavoro su carta.
https://youtube.com/watch?v=rq3BMjXM7PY
