Manômetro para medir a baixa pressão de um meio gasoso

Informação geral

Substâncias líquidas e gasosas agem com certa força sobre os corpos em contato com elas. A magnitude desse efeito, que depende das propriedades da substância e de fatores externos (temperatura, compressão, etc.), é caracterizada pelo conceito de pressão.

A pressão é a razão entre a força que atua perpendicularmente à superfície e a área da superfície, desde que a força seja uniformemente distribuída por toda a área. Distinguir entre pressão absoluta e manométrica.

A pressão absoluta é a pressão total de um gás ou líquido, levando em consideração todas as forças atuantes, incluindo a pressão do ar atmosférico. A pressão manométrica é a diferença entre a pressão absoluta e a atmosférica, desde que a pressão absoluta seja maior que a pressão atmosférica. Na engenharia, como regra, o excesso de pressão é medido.

A pressão absoluta pode ser menor que a pressão atmosférica. Se, ao mesmo tempo, sua diferença for pequena, é chamada de rarefação, se for grande o suficiente - vácuo.

Os manômetros são usados para medir a sobrepressão, razão pela qual essa pressão é frequentemente chamada de pressão manométrica. Vácuo e vácuo são medidos com medidores de vácuo, pressão atmosférica com barômetros.

A unidade SI para pressão é newton por metro quadrado (N/m2). No entanto, os dispositivos fabricados ainda são calibrados em unidades antigas - milímetros de coluna d'água (mm de coluna d'água), milímetros de coluna de mercúrio (mm Hg) e atmosferas técnicas (kgf/cm2).

Uma atmosfera técnica é igual à pressão em uma área de 1 cm2 de uma coluna de mercúrio de 735,56 mm de altura a uma temperatura de 0 ° C ou uma coluna de água de 10 m de altura a uma temperatura de 4 ° C, ou seja, 1 kgf / cm2 = = 735,56 mm Hg. Arte. = 104 mm w.c. Arte.

O vácuo é medido como uma porcentagem da pressão atmosférica, ou nas mesmas unidades que a pressão. O valor médio da pressão do ar atmosférico foi determinado como resultado de inúmeras medições e é de 760 mm Hg,

Medindo a pressão com um manômetro

Arquivado em: Experimentos , Artesanato , física , Experimentos | Tags: Medição de pressão com manômetro, Experimentos, Artesanato, física, experimento | 20 de junho de 2013 | Svetlana

Para medir a pressão do ar ou do gás dentro de um recipiente com um manômetro, é necessário prender seu tubo de borracha neste recipiente. Monitore o nível de fluido em ambas as pernas do manômetro.
a) Se o líquido estiver no mesmo nível em ambos os joelhos do manômetro, considere a pressão do gás dentro do recipiente igual à pressão do ar circundante.
b) Se o nível do líquido na perna curta do manômetro for menor que na outra, considere a pressão no interior do vaso maior que a pressão do ar ambiente.

c) Se o líquido na perna curta do manômetro for maior que na outra perna, considere que a pressão dentro do vaso é menor que a pressão do ar circundante.

Com uma diferença nos níveis de líquido nos tubos do manômetro, o cálculo da diferença de pressão atmosférica e pressão no vaso é feito de acordo com a fórmula:

Você pode fazer os seguintes experimentos usando seu manômetro.
Colocando firmemente a extremidade do tubo de borracha do manômetro no funil de vidro, aperte a abertura larga com um filme de borracha. Quando o líquido no manômetro se acalmar, abaixe o funil em um balde de água. Observe como a pressão dentro da água muda com a profundidade do funil. Tendo instalado o funil a uma certa profundidade na água, gire seu orifício em diferentes direções, para cima e para baixo, seguindo a leitura do manômetro.
2. Abra a chaminé do forno que foi aquecido pouco antes do experimento. Insira o tubo de borracha do manômetro no forno. O nível de água na perna curta do manômetro aumenta. Calcule a pressão do ar quente no forno (com calado).
3. Encha levemente a bolsa de borracha da almofada de aquecimento médica com ar e conecte-a firmemente ao tubo de borracha do manômetro.Coloque o saco na horizontal e coloque livros grossos (carregar) um após o outro. O manômetro mostrará bem a mudança na pressão do ar fechado no saco.
4. Se você obtiver um tubo de vidro com um comprimento total de cerca de 1,7 m, você pode fazer um manômetro para medir um excesso de pressão muito maior, por exemplo, a pressão do ar mais alta ao soprar com a boca. Desta forma, a "força dos pulmões" é controlada. É necessário soprar não aos solavancos, mas aumentando gradualmente a pressão.

5. O mesmo instrumento pode medir o maior vácuo criado pela sucção oral. Nesse caso, você precisa puxar o ar da extremidade superior do tubo com a boca.
6. Se no dispositivo do 4º experimento, em vez de um cotovelo curto do tubo, for inserido um tubo estreitado, ao soprar no cotovelo longo, uma fonte baterá no tubo curto.

E. N. Sokolov "Para o jovem físico"

Física para o ensino médio

Barômetros. Medidores de pressão

Barômetros são instrumentos usados para medir a pressão atmosférica. O barômetro de mercúrio (Fig. 1) consiste em um tubo de vidro em forma de U preenchido com mercúrio, uma extremidade do qual é selada e a outra extremidade contém um reservatório aberto de mercúrio. O barômetro possui uma escala com divisões milimétricas, que mede diretamente a pressão atmosférica em milímetros de mercúrio. É numericamente igual à altura da coluna de mercúrio entre seus níveis nos joelhos fechados e abertos do barômetro.

Arroz. 1

A vantagem de tais barômetros é a maior precisão das leituras. Desvantagens - são volumosos, frágeis, o vapor de mercúrio é prejudicial à saúde humana.

Um barômetro de metal aneróide (Fig. 2) consiste em uma câmara cilíndrica K da qual o ar é evacuado. A câmara é hermeticamente selada com uma membrana de tampa ondulada fina M.

Arroz. 2

Para que a pressão atmosférica não aplane a membrana, ela é conectada por meio de uma haste T com uma mola P fixada na caixa do instrumento. Uma seta C está presa à mola, cuja extremidade se move ao longo da escala W. Quando a pressão atmosférica muda, a membrana se dobra para dentro ou para fora e move a seta ao longo da escala.

As vantagens dos aneróides são que eles são fáceis de usar, duráveis e de tamanho pequeno. A principal desvantagem é que eles são menos precisos do que os barômetros de mercúrio.

Os manômetros são usados para medir a pressão, maior ou menor que a pressão atmosférica. Os manômetros são líquidos e metálicos.

Um manômetro de líquido é feito na forma de um tubo em forma de U com um líquido (geralmente água ou mercúrio), um cotovelo do qual é conectado ao recipiente no qual a pressão deve ser medida (Fig. 3, a). O nível do líquido nesta perna diminuirá (se a pressão no vaso for maior que a pressão atmosférica) ou aumentará (se for menor que a pressão atmosférica) em comparação com o nível do líquido na segunda perna. A pressão medida será p = p_uma ±pgh, onde p_uma - pressão atmosférica, pgh - pressão hidrostática da coluna de líquido em excesso no cotovelo do manômetro.

Arroz. 3

Para medir a pressão dentro do líquido com tal manômetro, uma caixa plana é presa a um de seus joelhos usando um tubo de borracha, um lado do qual é coberto com uma película de borracha (Fig. 3, b).

O manômetro de metal mais simples está disposto da seguinte forma (Fig. 3, c). Uma fina placa elástica M - uma membrana - fecha hermeticamente a caixa K, da qual o ar é parcialmente evacuado. Um ponteiro P está preso à membrana, girando em torno do eixo O. Quando o dispositivo é imerso em um líquido, a membrana se dobra sob a ação de forças de pressão e sua deflexão é transferida para o ponteiro que se move ao longo da escala.

Classificação do instrumento

Os tipos de manômetros diferem de duas maneiras: pelo tipo de indicador que medem e pelo princípio de operação.

De acordo com a primeira característica, eles são divididos em:

instrumentos projetados para medir a pressão atmosférica, caso contrário são chamados de barômetros;
instrumentos que medem excesso e absoluto;
manômetros de vácuo, projetados para medir a diferença entre as pressões atmosférica e absoluta;
manômetros, medem pequenas sobrepressões (até 40 kPa);
tagonômetros, um tipo de vacuômetro que mede o excesso de pressão do limite superior de 40 kPa;
manômetros diferenciais, meça a diferença de pressão.

Eles trabalham com o princípio de equilibrar a diferença de pressão com uma certa força. Portanto, o dispositivo dos manômetros é diferente, dependendo de como exatamente ocorre esse balanceamento.

De acordo com o princípio de ação, eles são divididos em:

líquido, equilibrando a diferença de pressão em tais dispositivos ocorre devido à pressão hidrostática da coluna de líquido, o dispositivo usa o princípio de vasos comunicantes;
a mola tem um design simples e é amplamente utilizada para medir a pressão do meio em uma ampla faixa;
membrana, com base na compensação pneumática, o equilíbrio de pressão ocorre devido à força elástica da caixa de membrana;
eletrocontato, utilizado em sistemas automáticos de controle e sinalização, pois pode ser utilizado para regular o meio medido devido ao mecanismo de eletrocontato embutido na carcaça;
diferencial são usados para medir o nível de líquidos sob pressão, a vazão de líquido, vapor e gás usando diafragmas.

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

Por marcação, existem tipos de manômetros como:

instrumentos técnicos gerais são usados para medir a pressão de líquidos, gases e vapores que são quimicamente neutros para ligas de cobre;
oxigênio, são produzidos em estojos azuis com indicação de O2 no mostrador, são usados para medir a pressão de oxigênio em cilindros ou vácuos;
acetileno são usados para controlar o excesso de pressão de acetileno;
os de referência são usados para checar outros instrumentos, pois possuem alta precisão;
navios são usados em navios e transporte marítimo;
ferroviário são usados no transporte ferroviário;
gravadores têm um mecanismo embutido que permite reproduzir o resultado do trabalho em papel.

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