Читаем жидкостный манометр
Меняй разность давлений: уровни разойдутся в нужную сторону. Сравни полную разность высот и давление газа.
Схему можно прокрутить вбок. Все значения повторены в расчёте ниже.
В трубке вода 1000 кг/м³; g = 10 Н/кг, pатм = 100 кПа. Плюс означает большее давление газа; трубки одинакового сечения.
Два назначения
Барометр измеряет атмосферное давление. Манометр используют для давления газа или жидкости в системе; многие приборы показывают разность с атмосферным давлением.
Перед чтением шкалы нужно понять, абсолютное или избыточное давление показывает прибор. Ноль избыточного давления означает равенство атмосферному, а не отсутствие молекул.
| Прибор или показание | Смысл |
|---|---|
| Барометр | Атмосферное давление |
| Манометр избыточного давления | Разность давления системы и атмосферы |
| Абсолютное давление | Отсчитывается от вакуума |
Назначение и начало отсчёта давления проверяют до чтения числа.
Если манометр показывает 0 кПа, сосуд обязательно пуст?
Нет. Для обычного избыточного манометра это означает давление, равное наружному атмосферному.
Барометр-анероид
В анероиде внешнее давление деформирует упругую металлическую коробочку с разреженным газом внутри. Система рычагов передаёт движение стрелке.
В приборе нет столба жидкости. Его шкала проградуирована в единицах давления. Температура, высота и настройка могут влиять на показание, поэтому прибор используют по правилам.
Атмосферное давление
Деформирует упругую коробочку
Передающий механизм
Увеличивает перемещение
Стрелка и шкала
Показывают давление
Анероид превращает деформацию упругого элемента в показание давления.
Любой анероид содержит ртуть?
Нет. Анероид — безжидкостный барометр.
Барометр-анероид
Барометр предназначен для измерения атмосферного давления.
Автор указан на странице источника · Public domain · Источник. Без изменений.
Изображение временно недоступно. Ссылка на источник находится выше.
Манометр с упругой трубкой
Манометр может показывать разность с атмосферным давлением: проверь тип шкалы.
DStaiger · CC BY-SA 3.0 · Источник. Без изменений.
Изображение временно недоступно. Ссылка на источник находится выше.
Жидкостный манометр
В U-образной трубке разность давлений уравновешивается столбом жидкости. Если одна ветвь открыта в атмосферу, pгаз − pатм = ρgΔh со знаком, зависящим от стороны более низкого уровня.
Если газ давит сильнее, он опускает уровень в своей ветви, а в открытой ветви уровень поднимается. Δh — полная вертикальная разность двух уровней, а не перемещение только одного.
Жидкость
Вода, ρ = 1000 кг/м³
Разность уровней
Δh = 0,10 м
Избыток давления
1000 · 10 · 0,10 = 1000 Па
Жидкостный манометр измеряет разность давлений по разности уровней.
Если оба уровня сдвинулись на 5 см в противоположные стороны, чему равна Δh?
Полная разность равна 10 см, если начальные уровни совпадали.
Читаем прибор последовательно
Сначала выясняют единицу и диапазон, затем цену деления и положение нуля. После этого читают указатель и при необходимости добавляют атмосферное давление.
Если избыточное давление 20 кПа, а атмосферное 100 кПа, абсолютное равно 120 кПа. При пониженном давлении избыточная величина может быть отрицательной.
Тип
Абсолютное или разность
Шкала
Единица и цена деления
Показание
С учётом знака
Переход
pабс = pатм + pизб
Избыточное и абсолютное давление связаны через атмосферное.
Газовая ветвь манометра имеет более высокий уровень: что это означает?
Давление газа меньше давления в другой ветви: жидкость с той стороны продавливается сильнее.
Шесть выводов
Тест · 10 вопросовОдин правильный ответ в каждом вопросе
Сначала изучи модель и конспект. За каждый верный ответ — 0,5 балла, максимум — 5. После проверки откроются пояснения.
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Физика, 7 класс», § 35. Тема и содержание сверены с файлом «7 класс. Физика — § 35. Барометры и манометры.pdf». Объяснения, расчётные примеры и модели подготовлены для этого конспекта. Дополнительные зависимости в моделях отмечены отдельно.
Изображения загружаются непосредственно из интернета. Авторство и лицензии указаны под каждой иллюстрацией. Число частиц, размеры и цвета учебных схем условны.
Проверка коэффициентов перевода единиц: NIST — таблицы единиц давления и мощности.