Všeobecné informácie
Kvapalné a plynné látky pôsobia na telesá, ktoré sú s nimi v kontakte, určitou silou. Veľkosť tohto účinku, ktorá závisí od vlastností látky a vonkajších faktorov (teplota, kompresia atď.), je charakterizovaná pojmom tlak.
Tlak je pomer sily pôsobiacej kolmo na povrch k ploche povrchu za predpokladu, že sila je rovnomerne rozložená po celej ploche. Rozlišujte medzi absolútnym a pretlakom.
Absolútny tlak je celkový tlak plynu alebo kvapaliny, berúc do úvahy všetky pôsobiace sily vrátane atmosférického tlaku vzduchu. Pretlak je rozdiel medzi absolútnym a atmosférickým tlakom za predpokladu, že absolútny tlak je väčší ako atmosférický tlak. V strojárstve sa spravidla meria nadmerný tlak.
Absolútny tlak môže byť nižší ako atmosférický tlak. Ak je zároveň ich rozdiel malý, potom sa to nazýva riedenie, ak je dostatočne veľké - vákuum.
Na meranie pretlaku sa používajú tlakomery, preto sa tento tlak často nazýva pretlak. Vákuum a vákuum sa merajú vákuomermi, atmosférický tlak barometrami.
Jednotkou SI pre tlak je newton na meter štvorcový (N/m2). Vyrábané prístroje sú však stále kalibrované v starých jednotkách - milimetre vodného stĺpca (mm vodného stĺpca), milimetre stĺpca ortuti (mm Hg) a technické atmosféry (kgf / cm2).
Jedna technická atmosféra sa rovná tlaku na plochu 1 cm2 ortuťového stĺpca vysokého 735,56 mm pri teplote 0 °C alebo vodného stĺpca vysokého 10 m pri teplote 4 °C, teda 1 kgf / cm2 = = 735,56 mm Hg. čl. = 104 mm w.c. čl.
Vákuum sa meria ako percento atmosférického tlaku alebo v rovnakých jednotkách ako tlak. Priemerná hodnota atmosférického tlaku vzduchu bola stanovená ako výsledok mnohých meraní a je 760 mm Hg,
Meranie tlaku manometrom
Súbor pod: Experimenty , Remeslá , fyzika , Experimenty | Tagy: Meranie tlaku manometrom, Pokusy, Remeslá, fyzika, experiment | 20. júna 2013 | Svetlana
Na meranie tlaku vzduchu alebo plynu vo vnútri nádoby pomocou manometra je potrebné na túto nádobu pripevniť jeho gumenú hadičku. Sledujte hladinu kvapaliny v oboch nohách manometra.
a) Ak je kvapalina v oboch kolenách manometra na rovnakej úrovni, považujte tlak plynu vo vnútri nádoby za rovnaký ako tlak okolitého vzduchu.
b) Ak je hladina kvapaliny v krátkej vetve manometra nižšia ako v druhej, považujte tlak vo vnútri nádoby za vyšší ako tlak okolitého vzduchu.
c) Ak je kvapalina v krátkej vetve manometra vyššia ako v druhej vetve, vezmite do úvahy, že tlak vo vnútri nádoby je menší ako tlak okolitého vzduchu.
Pri rozdiele hladín kvapaliny v trubiciach manometra sa výpočet rozdielu v atmosférickom tlaku a tlaku v nádobe vykonáva podľa vzorca:
Pomocou manometra môžete vykonať nasledujúce experimenty.
Pevným priložením konca gumovej hadičky tlakomeru na sklenený lievik utiahnite široký otvor gumovou fóliou. Keď sa kvapalina v manometri upokojí, spustite lievik do vedra s vodou. Sledujte, ako sa tlak vo vode mení s hĺbkou lievika. Po nainštalovaní lievika v určitej hĺbke vo vode otočte jeho otvor v rôznych smeroch, hore a dole, po odčítaní tlakomeru.
2. Otvorte komín pri peci, ktorá bola vyhriata krátko pred experimentom. Vložte gumovú hadičku manometra do rúry. Hladina vody v krátkej nohe tlakomeru stúpa. Vypočítajte tlak teplého vzduchu v peci (s ťahom).
3. Gumový vak lekárskeho vyhrievacieho vankúšika mierne nafúknite vzduchom a pevne ho pripojte ku gumenej hadičke manometra.Tašku položte vodorovne a jednu po druhej na ňu ukladajte hrubé knihy (zaťažte). Tlakomer dobre ukáže zmenu tlaku vzduchu uzavretého vo vrecku.
4. Ak dostanete sklenenú trubicu s celkovou dĺžkou asi 1,7 m, môžete si vyrobiť tlakomer na meranie oveľa vyššieho pretlaku, napríklad najvyššieho tlaku vzduchu pri fúkaní ústami. Týmto spôsobom sa kontroluje „sila pľúc“. Je potrebné fúkať nie trhavo, ale postupne zvyšovať tlak.
5. Rovnaký prístroj dokáže merať najväčšie vákuum vytvorené orálnym odsávaním. V tomto prípade musíte ústami vytiahnuť vzduch z horného konca trubice.
6. Ak sa v prístroji 4. pokusu namiesto krátkeho kolena trubice vloží trubica stiahnutá do zúženia, potom pri fúkaní do dlhého lakťa bude z krátkej trubice biť fontána.
E.N. Sokolov "Mladému fyzikovi"
Fyzika pre strednú školu
Barometre. Tlakomery
Barometre sú prístroje používané na meranie atmosférického tlaku. Ortuťový barometer (obr. 1) pozostáva zo sklenenej trubice v tvare U naplnenej ortuťou, ktorej jeden koniec je utesnený a na druhom konci je otvorený zásobník ortuti. Barometer má stupnicu s milimetrovými dielikmi, ktorá priamo meria atmosférický tlak v milimetroch ortuťového stĺpca. Číselne sa rovná výške ortuťového stĺpca medzi jeho úrovňami v zatvorených a otvorených kolenách barometra.
Ryža. jeden
Výhodou takýchto barometrov je väčšia presnosť odčítania. Nevýhody - sú objemné, krehké, ortuťové výpary sú škodlivé pre ľudské zdravie.
Kovový aneroidný barometer (obr. 2) pozostáva z valcovej komory K, z ktorej sa odvádza vzduch. Komora je hermeticky uzavretá tenkou vlnitou viečkovou membránou M.
Ryža. 2
Aby atmosferický tlak membránu nesploštil, je pomocou tyče T spojená s pružinou P upevnenou na puzdre prístroja. Na pružine je pripevnená šípka C, ktorej koniec sa pohybuje pozdĺž stupnice W. Pri zmene atmosférického tlaku sa membrána ohýba dovnútra alebo von a posúva šípku pozdĺž stupnice.
Výhodou aneroidov je, že sa ľahko používajú, sú odolné a majú malé rozmery. Hlavnou nevýhodou je, že sú menej presné ako ortuťové barometre.
Tlakomery sa používajú na meranie tlaku, väčšieho alebo menšieho ako je atmosférický tlak. Manometre sú kvapalinové a kovové.
Kvapalinový manometer je vyrobený vo forme trubice v tvare U s kvapalinou (zvyčajne vodou alebo ortuťou), ktorej jedno koleno je pripojené k nádobe, v ktorej sa má merať tlak (obr. 3, a). Hladina kvapaliny v tejto vetve bude klesať (ak je tlak v nádobe vyšší ako atmosférický tlak) alebo stúpať (ak je nižší ako atmosférický tlak) v porovnaní s hladinou kvapaliny v druhej vetve. Nameraný tlak bude p = pa ±pgh, kde pa - atmosférický tlak, pgh - hydrostatický tlak stĺpca prebytočnej kvapaliny v kolene manometra.
Ryža. 3
Na meranie tlaku vo vnútri kvapaliny pomocou takéhoto manometra je k jednému z jeho kolien pripevnená plochá skrinka pomocou gumovej trubice, ktorej jedna strana je pokrytá gumovou fóliou (obr. 3, b).
Najjednoduchší kovový manometer je usporiadaný nasledovne (obr. 3, c). Tenká elastická doska M - membrána - hermeticky uzatvára box K, z ktorého sa čiastočne odvádza vzduch. Na membráne je pripevnený ukazovateľ P, ktorý sa otáča okolo osi O. Pri ponorení zariadenia do kvapaliny sa membrána pôsobením tlakových síl prehne a jej výchylka sa prenesie na ukazovateľ pohybujúci sa po stupnici.
Klasifikácia prístrojov
Typy tlakomerov sa líšia dvoma spôsobmi: typom indikátora, ktorý merajú, a princípom činnosti.
Podľa prvého znaku sa delia na:
- prístroje určené na meranie atmosférického tlaku, inak sa nazývajú barometre;
- prístroje na meranie nadbytku a absolútnych hodnôt;
- vákuomery určené na meranie rozdielu medzi atmosférickým a absolútnym tlakom;
- tlakomery, merajú malý (do 40 kPa) pretlak;
- tagonometre, typ vákuového manometra, ktorý meria pretlak na hornej hranici 40 kPa;
- diferenčné tlakomery, merajú rozdiel tlakov.
Fungujú na princípe vyrovnávania tlakového rozdielu určitou silou. Preto je zariadenie tlakomerov odlišné v závislosti od toho, ako presne k tomuto vyváženiu dochádza.
Podľa princípu činnosti sa delia na:
- kvapalina, vyrovnávanie tlakového rozdielu v takýchto zariadeniach nastáva v dôsledku hydrostatického tlaku stĺpca kvapaliny, zariadenie využíva princíp komunikujúcich nádob;
- pružiny majú jednoduchý dizajn a sú široko používané na meranie tlaku média v širokom rozsahu;
- membrána, založená na pneumatickej kompenzácii, dochádza k vyrovnávaniu tlaku v dôsledku elastickej sily membránového boxu;
- elektrokontakt, používaný v automatických riadiacich a signalizačných systémoch, pretože je možné ich použiť na reguláciu meraného média vďaka elektrokontaktnému mechanizmu zabudovanému v kryte;
- diferenciál sa používajú na meranie hladiny kvapalín pod tlakom, prietoku kvapaliny, pary a plynu pomocou membrán.
https://youtube.com/watch?v=MLdd1XPX7cA
Podľa dohody existujú také typy manometrov ako:
- všeobecné technické prístroje sa používajú na meranie tlaku kvapalín, plynov a pár, ktoré sú chemicky neutrálne voči zliatinám medi;
- kyslík, vyrábajú sa v modrých puzdrách s označením O2 na číselníku, používajú sa na meranie tlaku kyslíka vo fľašiach alebo vo vákuu;
- acetylén sa používajú na kontrolu nadmerného tlaku acetylénu;
- referenčné sa používajú na kontrolu iných prístrojov, pretože majú vysokú presnosť;
- lode sa používajú v lodiach a námornej doprave;
- koľajnice sa používajú v železničnej doprave;
- rekordéry majú zabudovaný mechanizmus, ktorý umožňuje reprodukovať výsledok práce na papieri.
https://youtube.com/watch?v=rq3BMjXM7PY
