Fizică> Presiune și presiune barometrică
Barometru - un instrument pentru determinarea presiunii atmosferice și manometrice folosind lichide hidrostatice.
Obiectivul de învățare
- Comparați designul și munca barometrelor bazate pe aneroide și hidrostatice.
Puncte cheie
- Presiunea ecartamentului este presiunea sistemului peste presiunea atmosferică, care pentru majoritatea calculelor trebuie transformată în presiune absolută.
- Barometrul este un dispozitiv care utilizează lichide hidrostatice pentru măsurarea presiunii atmosferice. Acesta poate fi folosit pentru măsurarea indirectă a presiunii de gabarit în sisteme.
- Barometrul coloanei hidrostatice folosește un lichid (apă sau mercur) pentru funcționalitate, iar aneroidul barometric este o celulă de metal flexibilă evacuată.
- Un barometru aneroid este un dispozitiv pentru măsurarea presiunii. Adesea setat pentru a fi utilizat ca altimetru.
- Torr este o unitate de presiune corespunzătoare unui milimetru de mercur (760 torr = 101 325 Pa).
Presiune manometrică
Presiunea manometrică a sistemului este peste presiunea atmosferică. Acesta din urmă apare de obicei constant, cu fluctuații mici în apropierea nivelului mării și atinge 101325 Pa. Dispozitivele moderne de măsurare a presiunii adaugă uneori mecanisme pentru a ține cont de modificările presiunii atmosferice datorate schimbărilor în altitudine. Presiunea manometrică este mult mai convenabilă decât cea absolută în măsurătorile practice și este utilizată pe scară largă ca măsură de presiune stabilită. Dar trebuie să înțelegem dacă este nevoie de o presiune absolută pentru calcule.
Presiunea a fost măsurată la mijlocul anilor 1600, odată cu inventarea unui barometru tradițional. Acest dispozitiv a fost inițial reglat exclusiv la măsurarea presiunii atmosferice.
Barometre hidrostatice
Primele barometre au măsurat presiunea atmosferică pe baza lichidelor hidrostatice. Acestea sunt construcții în coloane (adesea din sticlă) umplute cu un lichid static cu o densitate fixă. Secțiunea coloanei este sigilată, ține vidul și este parțial umplută cu lichid, iar secțiunea de bază este deschisă spre atmosferă și face posibilă contactarea cu mediul extern. Pe măsură ce se modifică presiunea atmosferică, se fac corecții și asupra indicatorului. Aceasta conduce la o schimbare a înălțimii lichidului în structura coloanei (crește atunci când atmosfera presează mai puternic pe lichid la baza rezervorului și cade când atmosfera exercită o presiune mai mică).
Apoi, înălțimea lichidului din coloana de sticlă indică cantitatea de presiune atmosferică. Activitatea barometrului hidrostatic se bazează pe determinarea înălțimii lichidului din coloană. Prin urmare, ca unitate de presiune, se utilizează torr și se utilizează în formă de lichid, apă sau mercur. Din punct de vedere al siguranței, cel mai bine este să vă limitați la apă, dar mercurul garantează acuratețea (densitatea mercurului este mult mai mare decât cea a apei).
Teoretic, barometrul hidrostatic poate fi trimis într-un sistem închis pentru a măsura presiunile absolute și manometrice ale sistemului prin scăderea presiunii atmosferice.
Un barometru aneroid
Prezentat de un mic corp metalic (celula aneroidă), parțial izolat. Schimbările mici în presiunea aerului extern îl determină să se extindă sau să se contracteze. Acest lucru este îmbunătățit de un mecanism special de fixare a indicatorilor.
Astfel de dispozitive sunt mai practice. Majoritatea mecanismelor moderne sunt inițial reglate pentru a măsura presiunea ecartamentului. Aneroidul este mecanismul principal, care este respins atunci când se creează dispozitive de măsurare a presiunii.
Determinarea presiunii prin înălțimea fluidului într-un barometru cu o coloană hidrostatică
Densitatea lichidului este p, g este accelerația datorată gravitației, h este înălțimea lichidului din coloana barometrului