Thông tin chung
Các chất ở thể lỏng và thể khí tác dụng với một lực nhất định lên các vật thể tiếp xúc với chúng. Độ lớn của hiệu ứng này, phụ thuộc vào đặc tính của chất và các yếu tố bên ngoài (nhiệt độ, độ nén, v.v.), được đặc trưng bởi khái niệm áp suất.
Áp suất là tỷ số giữa lực tác dụng vuông góc lên bề mặt với diện tích bề mặt, với điều kiện lực phân bố đều trên toàn bộ diện tích. Phân biệt áp suất tuyệt đối và áp kế.
Áp suất tuyệt đối là tổng áp suất của một chất khí hoặc chất lỏng, có tính đến tất cả các lực tác dụng, kể cả áp suất của không khí. Áp suất đo là hiệu số giữa áp suất tuyệt đối và áp suất khí quyển, với điều kiện là áp suất tuyệt đối lớn hơn áp suất khí quyển. Trong kỹ thuật, theo quy luật, áp suất dư được đo.
Áp suất tuyệt đối có thể nhỏ hơn áp suất khí quyển. Nếu đồng thời sự khác biệt của chúng nhỏ, thì nó được gọi là độ hiếm, nếu nó đủ lớn - chân không.
Đồng hồ đo áp suất được sử dụng để đo áp suất quá áp, đó là lý do tại sao áp suất này thường được gọi là áp suất đồng hồ. Chân không và chân không được đo bằng đồng hồ đo chân không, áp suất khí quyển bằng khí áp kế.
Đơn vị SI cho áp suất là newton trên mét vuông (N / m2). Tuy nhiên, các thiết bị được sản xuất vẫn được hiệu chuẩn theo đơn vị cũ - milimét cột nước (mm cột nước), milimét cột thủy ngân (mm Hg) và khí quyển kỹ thuật (kgf / cm2).
Một khí quyển kỹ thuật bằng áp suất trên diện tích 1 cm2 của cột thủy ngân cao 735,56 mm ở nhiệt độ 0 ° C hoặc cột nước cao 10 m ở nhiệt độ 4 ° C, tức là 1 kgf / cm2. = = 735,56 mm Hg. Biệt tài. = 104mm w.c. Biệt tài.
Độ chân không được đo bằng phần trăm áp suất khí quyển, hoặc theo cùng đơn vị với áp suất. Giá trị trung bình của áp suất không khí trong khí quyển được xác định là kết quả của nhiều phép đo và là 760 mm Hg,
Đo áp suất bằng áp kế
Filed under: Thí nghiệm, Thủ công mỹ nghệ, vật lý, Thí nghiệm | Tags: Đo áp suất bằng áp kế, Thí nghiệm, Thủ công, vật lý, thí nghiệm | Ngày 20 tháng 06 năm 2013 | Svetlana
Để đo áp suất của không khí hoặc chất khí bên trong bình bằng áp kế, người ta phải gắn ống cao su của nó vào bình này. Theo dõi mức chất lỏng ở cả hai chân của áp kế.
a) Nếu chất lỏng ở mức như nhau ở hai đầu áp kế, coi áp suất của khí trong bình bằng áp suất của không khí xung quanh.
b) Nếu mực chất lỏng ở chân ngắn của áp kế thấp hơn ở chân kia thì coi áp suất bên trong bình lớn hơn áp suất không khí xung quanh.
c) Nếu chất lỏng ở chân ngắn của áp kế cao hơn ở chân kia thì coi như áp suất bên trong bình nhỏ hơn áp suất của không khí xung quanh.
Với sự chênh lệch mực chất lỏng trong các ống áp kế, việc tính chênh lệch áp suất khí quyển và áp suất trong bình được thực hiện theo công thức:
Bạn có thể thực hiện các thí nghiệm sau bằng cách sử dụng đồng hồ đo áp suất của mình.
Đặt chặt đầu ống cao su của đồng hồ áp suất lên phễu thủy tinh, dùng màng cao su siết chặt phần hở rộng. Khi chất lỏng trong áp kế đã dịu xuống, hạ phễu xuống một xô nước. Theo dõi áp suất bên trong nước thay đổi như thế nào theo độ sâu của phễu. Sau khi lắp đặt phễu ở độ sâu nhất định trong nước, hãy xoay lỗ của nó theo các hướng khác nhau, lên và xuống, theo số đọc của đồng hồ áp suất.
2. Mở ống khói của lò nung đã được đốt nóng ngay trước khi thí nghiệm. Đưa ống cao su của đồng hồ áp suất vào trong lò. Mực nước trong chân ngắn của áp kế tăng lên. Tính áp suất của không khí ấm trong lò (có mớn nước).
3. Thổi phồng nhẹ túi cao su của miếng đệm sưởi y tế bằng không khí và kết nối chắc chắn với ống cao su của áp kế.Đặt túi nằm ngang và đặt lần lượt những cuốn sách dày (xếp chồng lên nhau). Đồng hồ đo áp suất sẽ hiển thị tốt sự thay đổi của áp suất không khí đóng trong túi.
4. Nếu bạn lấy một ống thủy tinh có tổng chiều dài khoảng 1,7 m, bạn có thể làm một áp kế để đo áp suất dư cao hơn nhiều, ví dụ áp suất không khí cao nhất khi thổi bằng miệng. Bằng cách này, "sức mạnh của phổi" được kiểm soát. Cần thổi không giật mà tăng dần áp lực.
5. Cùng một thiết bị có thể đo độ chân không lớn nhất được tạo ra bằng cách hút miệng. Trong trường hợp này, bạn cần dùng miệng để hút không khí từ đầu trên của ống.
6. Nếu trong thiết bị của thí nghiệm thứ 4, thay vì một đoạn khuỷu ngắn của ống, người ta đưa một ống rút vào hẹp, thì khi thổi vào khuỷu dài, một vòi phun sẽ đập ra từ ống ngắn.
E.N. Sokolov "Gửi nhà vật lý trẻ"
Vật lý cho trường trung học
Phong vũ biểu. Đồng hồ đo áp suất
Khí áp kế là dụng cụ dùng để đo áp suất khí quyển. Khí áp kế thủy ngân (Hình 1) bao gồm một ống thủy tinh hình chữ U chứa đầy thủy ngân, một đầu được bịt kín và đầu còn lại chứa một bình thủy ngân hở. Phong vũ biểu có thang chia độ milimét, đo trực tiếp áp suất khí quyển tính bằng milimét thủy ngân. Nó bằng số bằng chiều cao của cột thủy ngân giữa các mức của nó trong đầu gối đóng và mở của khí áp kế.
Cơm. một
Ưu điểm của các phong vũ biểu như vậy là độ chính xác của các bài đọc cao hơn. Nhược điểm - cồng kềnh, dễ vỡ, hơi thủy ngân có hại cho sức khỏe con người.
Khí áp kế kim loại dạng khí (Hình 2) bao gồm một buồng hình trụ K mà từ đó không khí được hút chân không. Buồng được làm kín bằng một màng mỏng có nắp đậy M.
Cơm. 2
Để áp suất khí quyển không làm phẳng màng, nó được nối bằng thanh T với lò xo P cố định trên hộp dụng cụ. Một mũi tên C được gắn vào lò xo, đầu của nó chuyển động dọc theo thang W. Khi áp suất khí quyển thay đổi, màng uốn cong vào trong hoặc ra ngoài và di chuyển mũi tên dọc theo thang chia độ.
Ưu điểm của thuốc an cung ngưu hoàng hoàn là dễ sử dụng, bền và kích thước nhỏ. Nhược điểm chính là chúng kém chính xác hơn so với khí áp kế thủy ngân.
Đồng hồ đo áp suất được sử dụng để đo áp suất, lớn hơn hoặc nhỏ hơn áp suất khí quyển. Áp kế là chất lỏng và kim loại.
Áp kế chất lỏng được chế tạo dưới dạng một ống hình chữ U chứa chất lỏng (thường là nước hoặc thủy ngân), một khuỷu của chúng được nối với bình chứa áp suất cần đo (Hình 3, a). Mực chất lỏng ở chặng này sẽ giảm (nếu áp suất trong bình lớn hơn áp suất khí quyển) hoặc tăng (nếu nhỏ hơn áp suất khí quyển) so với mực chất lỏng ở chặng thứ hai. Áp suất đo được sẽ là p = pMột ± pgh, trong đó pMột - áp suất khí quyển, pgh - áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng dư trong khuỷu tay áp kế.
Cơm. 3
Để đo áp suất bên trong chất lỏng bằng một áp kế như vậy, một hộp phẳng được gắn vào một đầu gối của nó bằng cách sử dụng một ống cao su, một mặt của ống này được bao phủ bởi một màng cao su (Hình 3, b).
Áp kế kim loại đơn giản nhất được sắp xếp như sau (Hình 3, c). Một tấm đàn hồi mỏng M - màng - đóng kín hộp K, từ đó không khí được thoát ra một phần. Một con trỏ P được gắn vào màng, quay quanh trục O. Khi thiết bị được nhúng trong chất lỏng, màng sẽ uốn cong dưới tác dụng của lực áp suất, và sự lệch hướng của nó được chuyển sang con trỏ chuyển động dọc theo thang chia độ.
Phân loại dụng cụ
Các loại đồng hồ đo áp suất khác nhau ở hai điểm: theo loại chỉ số mà chúng đo và nguyên lý hoạt động.
Theo tính năng đầu tiên, chúng được chia thành:
- dụng cụ được thiết kế để đo áp suất khí quyển, nếu không chúng được gọi là phong vũ biểu;
- dụng cụ đo lường vượt mức và tuyệt đối;
- đồng hồ đo chân không, được thiết kế để đo sự chênh lệch giữa áp suất khí quyển và áp suất tuyệt đối;
- đồng hồ đo áp suất, đo áp suất quá áp suất nhỏ (đến 40 kPa);
- tagonometers, một loại máy đo chân không để đo áp suất vượt quá giới hạn trên 40 kPa;
- đồng hồ đo chênh lệch áp suất, đo chênh lệch áp suất.
Chúng hoạt động dựa trên nguyên tắc cân bằng sự chênh lệch áp suất với một lực nhất định. Do đó, thiết bị của đồng hồ đo áp suất là khác nhau, tùy thuộc vào việc cân bằng chính xác này xảy ra như thế nào.
Theo nguyên tắc hoạt động, chúng được chia thành:
- chất lỏng, cân bằng chênh lệch áp suất trong các thiết bị đó xảy ra do áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng, thiết bị sử dụng nguyên tắc bình thông nhau;
- lò xo có thiết kế đơn giản, được sử dụng rộng rãi để đo áp suất của môi chất trong một phạm vi rộng;
- màng, dựa trên sự bù trừ khí nén, cân bằng áp suất xảy ra do lực đàn hồi của hộp màng;
- tiếp xúc điện, được sử dụng trong hệ thống điều khiển và tín hiệu tự động, vì chúng có thể được sử dụng để điều chỉnh môi trường đo do cơ chế tiếp xúc điện được tích hợp trong vỏ;
- vi sai được sử dụng để đo mức chất lỏng dưới áp suất, tốc độ dòng chảy của chất lỏng, hơi nước và khí bằng cách sử dụng màng ngăn.
https://youtube.com/watch?v=MLdd1XPX7cA
Theo hẹn, có những loại áp kế như:
- dụng cụ kỹ thuật chung được sử dụng để đo áp suất của chất lỏng, khí và hơi trung tính về mặt hóa học với hợp kim đồng;
- oxy, chúng được tạo ra trong các trường hợp màu xanh lam với O2 được hiển thị trên mặt đồng hồ, chúng được sử dụng để đo áp suất oxy trong xi lanh hoặc máy hút;
- axetylen được sử dụng để kiểm soát áp suất dư của axetylen;
- những cái tham chiếu được sử dụng để kiểm tra các công cụ khác, vì chúng có độ chính xác cao;
- tàu được sử dụng trong tàu biển và vận tải hàng hải;
- đường sắt được sử dụng trong vận tải đường sắt;
- máy ghi âm có một cơ chế tích hợp cho phép bạn tái tạo kết quả của công việc trên giấy.
https://youtube.com/watch?v=rq3BMjXM7PY
