ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКАФизика · 7 класс · § 35
Увидеть. Изменить. Понять.

§ 35. Измерение атмосферного давления. Барометры и манометры

Как по деформации коробочки или разности уровней узнать давление?

Объясняющая модельСхемы и примеры10 вопросов с разбором
Главный вопрос

Как по деформации коробочки или разности уровней узнать давление?

Наблюдаем и объясняем

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.

10 см

В трубке вода 1000 кг/м³; g = 10 Н/кг, pатм = 100 кПа. Плюс означает большее давление газа; трубки одинакового сечения.

01

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.

Два назначения: сравнение
Прибор или показаниеСмысл
БарометрАтмосферное давление
Манометр избыточного давленияРазность давления системы и атмосферы
Абсолютное давлениеОтсчитывается 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.

02

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.

Манометр с упругой трубкой

Манометр может показывать разность с атмосферным давлением: проверь тип шкалы.

DStaiger · CC BY-SA 3.0 · Источник. Без изменений.

03

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.

04

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.

Соберём главное

Шесть выводов

01Назначение и начало отсчёта давления проверяют до чтения числа.
02Анероид превращает деформацию упругого элемента в показание давления.
03Жидкостный манометр измеряет разность давлений по разности уровней.
04Избыточное и абсолютное давление связаны через атмосферное.
05В формуле манометра используют разность уровней, а не одну высоту от дна.
06Давление, температуру и скорость нельзя путать по похожим круговым шкалам приборов.
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.

1. Барометр измеряет…
2. Барометр-анероид использует…
3. Манометр часто показывает…
4. Ноль избыточного манометра означает…
5. pизб = 20 кПа, pатм = 100 кПа. pабс?
6. Водяной манометр: Δh = 0,1 м, ρ = 1000, g = 10. Разность?
7. Два уровня ушли на 5 см в разные стороны. Разность?
8. Газ давит сильнее атмосферы. Уровень в газовой ветви…
9. Газовая ветвь имеет более высокий уровень. Давление газа…
10. Перед чтением шкалы определяют…

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.

↑

Загрузка прогресса…