Отворен правоаголен резервоар е исполнет со течност (сл. 1) до длабочина од H. Најдете апсолутен и вишок притисок на дното на резервоарот. Податоците за пресметка се дадени во Табела 1.
Затворен правоаголен резервоар е исполнет со течност до длабочина H (сл. 2). Густината на течноста ρ и вишокот притисок на површината p 0 се специфицирани (види Табела 2). Определете ја пиезометриската висина h p и конструирајте дијаграм на вишокот притисок на ѕидот наведен во Табела 2.
|
Густина, kg/m 3 | |||||||||
|
Густина, kg/m 3 | |||||||||
|
Густина, kg/m 3 | |||||||||
Опција 1
Вертикално растојание помеѓу хоризонталата секири резервоари исполнети со вода, a = 4 m, со манометарски притисок на десната оска. резервоар p 2 = 200 kPa. Разликата во нивоата на жива е h = 100 cm Нивото на жива во левиот лакт се наоѓа под оската на левиот резервоар на H = 6 m.
Да се определи манометрискиот хидростатички притисок p 1 на оската на левиот резервоар, како и неговата горна генератрикс, ако дијаметарот на резервоарот d = 2 m.
Опција 2
Живиниот манометар е прикачен на резервоар исполнет со вода.
I) Определете го вишокот притисок на површината на водата во резервоарот p 0 ако h 1 = 15 cm, h 2 = 35 cm 2) Определи ја големината на вакуумот над површината на водата ако нивоата на жива во двата колена на манометарот се еднакви? Густината на живата е ρ rt = 13600 kg/m 3.
Опција 3
Живиниот манометар е прикачен на затворен резервоар исполнет со вода до длабочина од H = 10 m. Разликата во нивоата на жива во манометарот е h = 100 cm, додека слободната површина на водата во резервоарот го надминува нивото на жива во левиот колена за H = 12 m Атмосферски притисок p a = 100 kPa.
I. Да се определи апсолутниот воздушен притисок p 0 во просторот над слободната површина на водата во резервоарот. 2. Најдете го апсолутниот хидростатички притисок на најниската точка на дното на резервоарот.
Опција 4
Во затворен резервоар има вода со длабочина H = 5 m, на чија слободна површина манометарски притисок p 0 = 147,15 kPa До резервоар на длабочина h = 3 m е поврзан пиезометар, т.е. цевка отворена на врвот и комуницира со атмосферата .
1. Определи ја пиезометриската висина h стр.
2. Најдете ја манометриската вредност хидростатички притисокна дното на садот.
Опција 5
Во диференцијален манометар поврзан со затворен резервоар, разликата во нивоата на жива е h = 30 cm Отворениот десен лакт на манометарот комуницира со атмосферата, чиј притисок е p a = 100 kPa. Нивото на жива во левиот лакт на манометарот е во хоризонтална рамнина што се совпаѓа со дното на резервоарот.
1) Најдете го апсолутниот воздушен притисок и вакуум во просторот над слободната површина на водата во резервоарот.
2) Определете го апсолутниот хидростатички притисок на дното на резервоарот. Длабочината на водата во резервоарот е H = 3,5 m.
Опција 6
Пиезометар е прикачен на затворен резервоар со хоризонтално дно. Атмосферскиот притисок на површината на водата во пиезометарот е p a = 100 kPa. Длабочината на водата во резервоарот е h = 2 m, висината на водата во пиезометарот е H = 18 m. Да се определи апсолутниот притисок на површината на водата во резервоарот и апсолутниот и вишокот притисок на дното.
Опција 7
Точката А е закопана под водениот хоризонт во садот за количина h = 2,5 m, пиезометриската висина за оваа точка е h P = 1,4 m.
За точката А се определи вредноста на апсолутниот притисок, како и вредноста на вакуумот на површината на водата во садот, ако атмосферскиот притисок p a = 100 kPa.
Опција 8
Две цевки се поврзани со затворен сад, како што е прикажано на цртежот. Левата цевка се спушта во тегла со вода, десната е исполнета со жива.
Да се определи апсолутниот воздушен притисок p 0 на површината на течноста во садот и висината на живата колона h 2 ако висината на водената колона h 1 = 3,4 m и атмосферскиот притисок p a = 100 kPa. Густината на живата е ρ rt = 13600 kg/m 3.
Опција 9
Два затворени резервоари, чии хоризонтални дно се наоѓаат во иста рамнина, се поврзани со диференцијален манометар, разликата во нивоата на жива во него е h = 100 cm, додека нивото на жива во левото колено се совпаѓа со рамнината на дното на резервоарот. Левиот резервоар содржи вода со длабочина од H1 = 10 m десниот содржи масло со длабочина од H2 = 8 m Густина на масло ρ m = 800 kg/m3, густина на жива ρ Hg = 13600 kg/m 3. На површината на водата, манометарски притисок p 1 = 196 kN/m 2 . Најдете го манометарскиот притисок на површината на маслото p 0 . Одредете го манометарскиот притисок на дното на секој резервоар.
Опција 10
Хоризонтално лоцираните кружни резервоари се полни со вода. Дијаметарот на секој резервоар е D = 2 m Разликата во нивоата на жива во манометарот е h = 80 cm Манометрискиот хидростатички притисок p 1 на оската на левиот резервоар е 98,1 kPa. Оската на десниот резервоар е под оската на левиот при z = 3 m/
Определете го манометрискиот хидростатички притисок стр 2 на оската на десниот резервоар, како и на неговата долна генератрикс - во точката А.
Опција 11
Одреди ја разликата на притисокот во точките лоцирани на оските на цилиндрите A и B исполнети со вода, ако разликата во нивоата на жива во диференцијалниот манометар е Δh = 25 cm, разлика во нивоата на оските на цилиндерот H = 1 m.
Опција 12
Цевката, затворена на врвот, се спушта со отворен крај во сад со вода. На слободната површина на водата во цевката, апсолутниот притисок p 0 = 20 kPa. Атмосферски притисок a = 100 kPa Да се определи висината на водата што се издига во цевката h.
Опција 13
Затворен резервоар со хоризонтално дно содржи масло. Длабочина на маслото H = 8 m Најдете го манометарот и апсолутниот притисок на дното на резервоарот ако притисокот на манометарот над слободната површина на маслото е p 0 = 40 kPa , Густина на масло = 0,8 g/cm3. Атмосферски притисок p a = 100 kPa.
Опција 14
Апсолутниот притисок на површината на водата во садот е p 0 = 147 kPa.
Да се определи апсолутниот притисок и манометарскиот притисок во точката А, лоцирана на длабочина h = 4,8 m, најдете исто така пиезометриски; висина h p за оваа точка. Атмосферски притисок = 100 kPa.
Опција 15
Определете го вишокот површински притисок p 0 во затворен сад со вода ако живата во цевката на отворен манометар се искачила до висина од h = 50 cm Површината на водата е на висина од h 1 = 100 cm од пониското ниво на жива. Густината на живата е ρ rt = 13600 kg/m 3.
Опција 16
Два затворени резервоари, чии оски се во иста хоризонтална рамнина, се полни со вода и се поврзани со цевка во форма на буквата У.
Нивото на водата во левиот и десниот лакт е соодветно еднакво, z l = 1,5 m, z p = 0,5 m.
Горниот дел од цевката е исполнет со масло, чија густина е ρ m = 800 kg/m 3. Мерач на притисок на оската на левиот резервоар p l = 78,5 kPa. Одредете го манометарскиот притисок на оската на десниот резервоар и на линијата на поделба помеѓу водата и маслото во левата цевка.
Опција 17
Во затворен резервоар има вода со длабочина од H = 2 m, на чија слободна површина притисокот е еднаков на p 0. Во диференцијален манометар поврзан со резервоарот, разликата во нивото е h = 46 cm Нивото на жива во левото колено се совпаѓа со дното на резервоарот. Да се определи апсолутниот притисок p 0 и апсолутниот хидростатички притисок на дното на резервоарот ако атмосферскиот притисок p a = 100 kPa.
Опција 18
Отворот на преливникот на браната што држи вода во акумулацијата е затворен со сегментална порта AE со кружна форма со радиус р
=
2
m Определете го апсолутниот хидростатички притисок на најниската точка на вентилот E (Р Е, апс) и најдете ја висината на браната ч,
ако има вишок притисок на дното на резервоарот Р ди
=
75 kPa. Атмосферски притисок p a = 101 kPa. 
Опција 19
Одреди ја разликата во нивоата на жива ч во поврзувачката цевка на садовите за комуникација, ако притисокот на површината на водата во левиот сад е p 1 = 157 kPa. Издигнувањето на нивото на водата над пониското ниво на жива H = 5 m Разликата во нивото на водата и маслото Δh = 0,8 m p 2 = 117 kPa. Густина на масло ρ m = 800 kg/m3. Густина на жива ρ жива = 13600 kg/m3.
Опција 20
Два кружни резервоари лоцирани на исто ниво се полни со вода. Дијаметар на секој резервоар Д = 3 m Разлика во нивоата на жива h = 40 cm Хидростатички притисок на оската на првиот резервоар p 1 = 117 kPa. Определете го хидростатичкиот притисок на оската на вториот резервоар p 2, како и на најниската точка. Густина на жива ρ rt = 13600 kg/m3.
Опција 21
Во акумулацијата има вода. Хоризонталниот дел од внатрешниот ѕид на резервоарот BC се наоѓа на длабочина од h = 5 m Длабочината на водата во резервоарот е H = 10 m Атмосферски притисок p a = 100 kPa.
Најдете го мерачот на хидростатички притисок во точките B и C, нацртајте го овој притисок на ѕидот на ABCD и определете го апсолутниот хидростатички притисок на дното на резервоарот.
Опција 22
Разликата во нивоата на водата во затворените резервоари кои комуницираат едни со други е h = 4 m Во левиот резервоар, длабочината на водата е H = 10 m, а апсолутниот притисок на слободната површина на водата е p 1 = 300 kPa. 
Најдете го апсолутниот воздушен притисок p 2 на слободната површина на водата во десниот резервоар и на дното на резервоарите.
Опција 23
Затворен резервоар содржи минерално масло со густина ρ = 800 kg/m3. Над слободната површина на маслото, вишокот воздушен притисок poi = 200 kPa. На страничниот ѕид на резервоарот е прикачен манометар прикажан на цртежот. Пресметајте:
1. Прекумерен притисок на дното на резервоарот и
2. Читање на манометарот
Опција 24
Вакуум манометар Б, поврзан со резервоарот над нивото на водата, покажува вакуумски притисок pvac = 40 kPa. Длабочината на водата во резервоарот е H = 4 m Во резервоарот од десната страна над нивото на водата е поврзан вакуумски мерач со течна жива.
Пресметајте:
апсолутен воздушен притисок во резервоарот p abs,
висината на водата што се зголемува во течниот вакуумски мерач h,
апсолутен притисок на дното на резервоарот стиснува,
Атмосферски притисок p a = 98,06 kPa. Густината на живата е ρ rt = 13600 kg/m 3.
Опција 25
Разликата во нивоата на водата во резервоарите е h = 15 m. Длабочината на водата во левиот резервоар е H = 8 m.
Пресметај
мерач на воздушниот притисок над површината на водата во затворениот лев резервоар p o,
прекумерен притисок на дното на левиот резервоар,
конструирај дијаграм на вишок притисок на левиот вертикален ѕид на затворен резервоар.
Опција 26
Во затворен резервоар има три различни течности: минерално масло со густина од ρ m = 800 kg/m 3 вода и жива со густина од ρ m = 13600 kg/m 3 . Нивото на жива во пиезометарот е 0,15 m повисоко отколку во резервоарот (h 3 = 0,15 m). Атмосферски притисок p a = 101 kPa. Пресметајте:
1. Апсолутен воздушен притисок под капакот на резервоарот;
2. Вакуумски притисок под капакот на резервоарот ако h 1 = 2 m, h 2 = 3м.
Опција 27
Херметички затворен сад содржи минерално масло со густина ρ m = 800 kg/m 3 . Длабочина на маслото h 1 = 4 m На ѕидот на резервоарот над нивото на маслото е прикачен живен манометар, во кој разликата во нивоата на жива h 2
= 20 cm Атмосферски притисок p a = 101 kPa. Нивото на жива во левата нога на манометарот и нивото на маслото во резервоарот се на исто ниво. 
Одредете го апсолутниот воздушен притисок под капакот на резервоарот (Р о, стомачни ) и притисокот на манометарот на маслото на дното на резервоарот (Р г, м )
Опција 28
Има вода во херметички затворен резервоар. До страничниот ѕид на резервоарот на длабочина ч
=
Поврзан е механички манометар од 1,2 m кој го покажува хидростатичкиот притисок p m
=
4 банкомати. Определете го апсолутниот притисок на слободната површина на водата во резервоарот Р о, стомачни
и вредноста на притисокот прикажана со манометарот инсталиран на капакот на резервоарот. Атмосферскиот притисок е 101 kPa. 
Опција 29
Два резервоари за вода се одделени со вертикален ѕид, на чие дно има дупка. Левиот резервоар е отворен. Десниот резервоар е затворен со запечатен капак. Длабочина на вода во левиот резервоар h 1
=
8 m. Длабочина на вода во десниот резервоар h 2
=
1м. 
Атмосферски притисок p a = 101 kPa.
Определете го вишокот хидростатички воздушен притисок под десниот капак на резервоарот и апсолутниот притисок на дното на десниот резервоар.
Опција 30
Два херметички затворени резервоари за вода се поврзани со жива манометар. Мерач на притисокот на воздухот над површината на водата во левиот резервоар Р л, м
=
42 kPa. Апсолутен воздушен притисок над површината на водата во десниот резервоар стр стр, апс
=116 kPa. Длабочина на вода над нивото на жива во левиот резервоар h 1
= 4 m. Длабочина на вода над нивото на жива во десниот резервоар h 3
=
2,5 m Атмосферски притисок p a
=101 kPa. Одреди ја разликата во нивоата на жива во манометарот h 2 .
Притисокот е количина еднаков на односотсилата што делува нормално на површината се нарекува притисок. Единица на притисок се зема како притисок произведен од сила од 1 N што дејствува на површина од 1 m2 нормално на оваа површина.
Затоа, за да се одреди притисокот, силата што дејствува нормално на површината мора да се подели со површината.
Познато е дека молекулите на гасот се движат случајно. Додека се движат, тие се судираат еден со друг, како и со ѕидовите на контејнерот во кој се наоѓа гасот. Во гасот има многу молекули и затоа бројот на нивните влијанија е многу голем. Иако ударната сила на поединечна молекула е мала, ефектот на сите молекули на ѕидовите на садот е значаен и создава притисок на гасот. Значи, притисокот на гасот на ѕидовите на садот (и на телото сместено во гасот) е предизвикан од влијанијата на молекулите на гасот.
Како што се намалува волуменот на гасот, неговиот притисок се зголемува, а како што се зголемува неговиот волумен, притисокот се намалува, под услов масата и температурата на гасот да останат непроменети.
Во која било течност, молекулите не се цврсто врзани и затоа течноста го добива обликот на садот во кој се истура. Како цврсти материи, течноста врши притисок на дното на садот. Но, за разлика од цврсти материи, течноста произведува и притисок врз ѕидовите на садот.
За да го објасниме овој феномен, ментално да ја поделиме течната колона на три слоја (a, b, c). Во исто време, можете да видите дека има притисок во самата течност: течноста е под притисок на гравитацијата, а тежината на нејзините горни слоеви делува на долните слоеви на течноста. Силата на гравитацијата што делува на слојот a го притиска кон вториот слој b. Слојот b го пренесува притисокот што се врши врз него во сите правци. Покрај тоа, гравитацијата делува и на овој слој, притискајќи го кон третиот слој в. Следствено, во третата фаза притисокот се зголемува, а тој ќе биде најголем на дното на садот.
Притисокот во течноста зависи од нејзината густина.
Притисокот што се врши на течност или гас се пренесува без промена до секоја точка во волуменот на течноста или гасот. Оваа изјава се нарекува закон на Паскал.
Единицата за притисок SI е притисокот произведен од сила од 1 N на површина од 1 m2 нормална на неа. Оваа единица се нарекува паскал (Pa).
Името на единицата за притисок е дадено во чест на францускиот научник Блез Паскал
Блез Паскал
Блез Паскал — француски математичар, физичар и филозоф, роден на 19 јуни 1623 година. Тој беше трето дете во семејството. Неговата мајка починала кога тој имал само три години. Во 1632 година, семејството на Паскал го напуштило Клермон и заминало во Париз. Таткото на Паскал имал добро образованиеи решил директно да му го пренесе на синот. Неговиот татко одлучил Блез да не учи математика до својата 15-та година и тоа било се. книги по математикабиле отстранети од нивниот дом. Сепак, љубопитноста на Блез го натера да студира геометрија на 12-годишна возраст. Кога татко му дознал, попуштил и му дозволил на Блез да го проучува Евклид.
Блез Паскал даде значаен придонес во развојот на математиката, геометријата, филозофијата и литературата.
Во физиката, Паскал го проучувал барометарскиот притисок и хидростатиката.
Врз основа на законот на Паскал, лесно е да се објасни следниот експеримент.
Земаме топка која има разни местатесни дупки. На топката е прикачена цевка во која е вметнат клипот. Ако наполните топка со вода и турнете клип во цевката, водата ќе истече од сите дупки во топката. Во овој експеримент, клипот притиска на површината на водата во цевка.
Законот на Паскал
Водните честички кои се наоѓаат под клипот, кога се набиваат, го пренесуваат нејзиниот притисок на другите слоеви кои лежат подлабоко. Така, притисокот на клипот се пренесува до секоја точка на течноста што ја полни топката. Како резултат на тоа, дел од водата се истиснува од топката во форма на потоци што течат од сите дупки.
Ако топката е исполнета со чад, тогаш кога клипот се турка во цевката, струи на чад ќе почнат да излегуваат од сите дупки на топката. Ова потврдува (дека гасовите го пренесуваат притисокот што се врши врз нив подеднакво во сите правци). Значи, искуството покажува дека внатре во течноста има притисок и на исто ниво е еднаков во сите правци. Со длабочина, притисокот се зголемува. Гасовите во овој поглед не се разликуваат од течностите.
Законот на Паскал важи за течности и гасови. Сепак, тој не зема предвид една важна околност - постоењето на килограми.
Во земни услови тоа не може да се заборави. Водата исто така тежи. Затоа, јасно е дека две локации лоцирани на различни длабочини под вода ќе доживеат различни притисоци.
Притисокот на водата поради нејзината гравитација се нарекува хидростатички.
Во копнени услови, воздухот најчесто притиска на слободната површина на течноста. Воздушниот притисок се нарекува атмосферски притисок. Притисокот на длабочина се состои од атмосферски и хидростатички притисок.
Ако два садови различни форми, но поврзете ги со еднакви нивоа на вода со цевка, тогаш водата нема да помине од еден сад во друг. Таквата транзиција може да се случи ако притисоците во садовите се разликуваат. Но, тоа не е така, и во садовите што комуницираат, без оглед на нивната форма, течноста секогаш ќе биде на исто ниво.
На пример, ако нивоата на водата во садовите што комуницираат се различни, тогаш водата ќе почне да се движи и нивоата ќе станат еднакви.
Притисокот на водата е многу поголем од притисокот на воздухот. На длабочина од 10 m, водата притиска 1 cm2 со дополнителна сила од 1 kg до атмосферскиот притисок. На длабочина од километар - со сила од 100 kg на 1 cm2.
Океанот на некои места е длабок повеќе од 10 километри. Силите на притисокот на водата на такви длабочини се исклучително високи. Парчињата дрво, спуштени на длабочина од 5 км, се набиваат од овој огромен притисок толку многу што после ова тонат во буре со вода, како цигли.
Овој огромен притисок создава големи пречки за истражувачите на морскиот свет. Спуштањата на длабочините на морето се изведуваат во челични топки - таканаречените батисфери, или батискафи, кои треба да издржат притисок над 1 тон на 1 cm2.
Подморниците се спуштаат само до длабочина од 100 - 200 m.
Притисокот на течноста на дното на садот зависи од густината и висината на течната колона.
Ајде да го измериме притисокот на водата на дното на чашата. Се разбира, дното на стаклото се деформира под влијание на силите на притисокот, а знаејќи ја големината на деформацијата, би можеле да ја одредиме големината на силата што ја предизвикала и да го пресметаме притисокот; но оваа деформација е толку мала што практично е невозможно директно да се измери. Па како да се суди по деформација дадено телоза притисокот што го врши течноста врз него е погоден само во случај кога деформациите се прецизно големи, тогаш за практична дефиницијаЗа мерење на притисокот на течноста користат специјални инструменти - мерачи на притисок, кај кои деформацијата има релативно голема, лесно мерлива вредност. Дизајниран е наједноставниот мембрански манометар за притисок на следниот начин. Тенка еластична мембранска плоча херметички затвора празна кутија. Покажувач е прикачен на мембраната и ротира околу оската. Кога уредот е потопен во течност, мембраната се наведнува под влијание на силите на притисок, а нејзиното отклонување се пренесува во зголемена форма до покажувачот што се движи по скалата.
Манометар
Секоја позиција на покажувачот одговара на одредено отклонување на мембраната, а со тоа и одредена сила на притисок врз мембраната. Знаејќи ја областа на мембраната, можеме да преминеме од силите на притисокот до самите притисоци. Можете директно да го измерите притисокот ако однапред го калибрирате манометарот, односно одредите на кој притисок одговара одредена позиција на покажувачот на скалата. За да го направите ова, треба да го изложите манометарот на притисоци, чија големина е позната и, забележувајќи ја позицијата на стрелката на индикаторот, ставете ги соодветните бројки на скалата на инструментот.
воздушна школка, опкружувајќи ја Земјата, се нарекува атмосфера. Атмосфера, како што е прикажано со набљудувањата на летот вештачки сателитиЗемјата се протега на височина од неколку илјади километри. Живееме на дното на огромен воздушен океан. Површината на Земјата е дното на овој океан.
Поради гравитацијата, горните слоеви на воздухот, како океанската вода, ги компресираат долните слоеви. Воздушен слој, во непосредна близина на Земјата, најмногу се компресира и, според законот на Паскал, го пренесува притисокот што се врши врз неа во сите правци.
Како резултат на ова, површината на земјата и телата лоцирани на неа го доживуваат притисокот на целата дебелина на воздухот или, како што обично велат, доживуваат атмосферски притисок.
Атмосферскиот притисок не е толку низок. За секој квадратен сантиметарна површината на телото делува сила од околу 1 кг.
Причината за атмосферскиот притисок е очигледна. Како и водата, воздухот има тежина, што значи дека врши притисок еднаков (како и за водата) на тежината на воздушната колона над телото. Колку повисоко се качуваме на планината, толку помалку воздух ќе има над нас, што значи дека атмосферскиот притисок ќе биде помал.
За научни и секојдневни цели, треба да бидете способни да го измерите притисокот. За ова постојат специјални уреди- барометри.
Барометар
Не е тешко да се направи барометар. Живата се истура во цевка затворена на едниот крај. Држете го отворениот крај со прстот, навртете ја цевката и потопете го нејзиниот отворен крај во чаша жива. Во овој случај, живата во цевката паѓа, но не се излева. Просторот над живата во цевката е несомнено безвоздушен. Живата се одржува во цевката со надворешен воздушен притисок.
Без разлика каква големина ќе ја земеме чашата жива, без разлика на дијаметарот на цевката, живата секогаш се крева приближно на иста висина - 76 см.
Ако земеме цевка пократка од 76 см, тогаш таа целосно ќе се наполни со жива, и нема да ја видиме празнината. Колона жива висока 76 см притиска на штандот со иста сила како атмосферата.
Еден килограм на квадратен сантиметар е вредноста на нормалниот атмосферски притисок.
Бројката 76 cm значи дека таква колона од жива ја балансира воздушната колона на целата атмосфера која се наоѓа над истата област.
На барометриската цевка може да и се дадат различни форми; само една работа е важна: едниот крај на цевката мора да биде затворен за да нема воздух над површината на живата. Друго ниво на жива е под влијание на атмосферскиот притисок.
Жив барометар може да го мери атмосферскиот притисок со многу висока точност. Се разбира, не е неопходно да се зема жива; секоја друга течност ќе го направи тоа. Но, живата е најтешката течност, а висината на живата колона при нормален притисок ќе биде најмала.
За мерење на притисокот се користат различни единици. Честопати висината на живата колона е едноставно означена во милиметри. На пример, тие велат дека денес притисокот е повисок од нормалниот, тој е еднаков на 768 mm Hg. чл.
Притисок 760mm Hg. чл. понекогаш се нарекува физичка атмосфера. Притисокот од 1 kg/cm2 се нарекува техничка атмосфера.
Живиниот барометар не е особено удобен инструмент. Не е пожелно површината на живата да се остави изложена (пареата на живата е отровна), освен тоа, уредот не е пренослив.
Металните барометри - анероиди - ги немаат овие недостатоци.
Сите виделе таков барометар. Ова е мала тркалезна метална кутија со скала и стрела. Вагата покажува вредности на притисок, обично во сантиметри жива.
Воздухот е испумпан од металната кутија. Капакот на кутијата се држи на место со силна пружина, бидејќи во спротивно би се навлекла атмосферски притисок. Кога притисокот се менува, капакот или се наведнува или испакнува. Стрелката е поврзана со капакот и на таков начин што при притискање, стрелката оди надесно.
Таков барометар се калибрира со споредување на неговите отчитувања со живин барометар.
Ако сакате да го знаете притисокот, не заборавајте да го допрете барометарот со прстот. Раката на бројчаникот доживува многу триење и обично се заглавува на >.
Едноставен уред се заснова на атмосферски притисок - сифон.
Возачот сака да му помогне на својот пријател кој останал без бензин. Како да испуштите бензин од резервоарот на вашиот автомобил? Не го навалувајте како чајник.
На помош доаѓа гумена цевка. Едниот крај се спушта во резервоарот за гас, а од другиот крај со устата се вшмукува воздухот. Потоа брзо движење- отворениот крај се стега со прст и се поставува на висина под резервоарот за гас. Сега можете да го извадите прстот - бензинот ќе се истури од цревото.
Заоблената гумена цевка е сифонот. Течноста во овој случај се движи од истата причина како и во права наклонета цевка. Во двата случаи, течноста на крајот тече надолу.
За да работи сифонот, неопходен е атмосферски притисок: тој е > течен и го спречува пукањето на течната колона во цевката. Ако нема атмосферски притисок, колоната би пукнала на преминот, а течноста би се тркалала во двата сада.
Сифон за притисок
Сифонот почнува да работи кога течноста во десниот (така да се каже, >) лакт ќе падне под нивото на испумпаната течност во која е спуштен левиот крај на цевката. ВО во спротивнотечноста ќе тече назад.
Во пракса, за мерење на атмосферскиот притисок се користи метален барометар, наречен анероид (преведено од грчки - без течност. Барометарот се нарекува вака бидејќи не содржи жива).
Атмосферата се одржува со помош на гравитацијата која дејствува од Земјата. Под влијание на оваа сила, горните слоеви на воздухот ги притискаат долните, така што слојот на воздух во непосредна близина на Земјата се покажува како најкомпресиран и најгуст. Овој притисок, во согласност со законот на Паскал, се пренесува во сите правци и делува на сите тела кои се наоѓаат на Земјата и на нејзината површина.
Дебелината на слојот на воздухот што притиска на Земјата се намалува со висината, па затоа се намалува и притисокот.
На постоењето на атмосферски притисок укажуваат многу појави. Ако стаклена цевка со спуштен клип се стави во сад со вода и непречено се подигне, тогаш водата го следи клипот. Атмосферата притиска на површината на водата во садот; според законот на Паскал, овој притисок се пренесува на водата под стаклената цевка и ја движи водата нагоре, следејќи го клипот.
Повеќе античка цивилизацијабеа познати вшмукувачките пумпи. Со нивна помош беше можно да се подигне водата на значителна висина. Водата изненадувачки послушно го следеше клипот на таквата пумпа.
Античките филозофи размислувале за причините за тоа и дошле до таков внимателен заклучок: водата го следи клипот затоа што природата се плаши од празнина, поради што не останува слободен простор помеѓу клипот и водата.
Тие велат дека еден мајстор изградил пумпа за вшмукување за градините на војводата од Тоскана во Фиренца, чиј клип требало да влече вода до висина од повеќе од 10 m. Но, колку и да се трудеа да ја цицаат водата со оваа пумпа, ништо не успеа. На 10 метри, водата се издигна зад клипот, потоа клипот се оддалечи од водата и се создаде токму таа празнина од која природата стравува.
Кога Галилео го прашале да ја објасни причината за неуспехот, тој одговорил дека природата навистина не сака празнина, туку до одредена граница. Ученикот на Галилео, Торичели, очигледно го искористил овој инцидент како причина да го исценира својот познато искуствосо цевка исполнета со жива. Штотуку го опишавме овој експеримент - производството на жива барометар е искуството на Торичели.
Земајќи цевка висока повеќе од 76 мм, Торичели создал празнина над живата (често наречена по празнината на Торичели) и на тој начин го докажал постоењето на атмосферски притисок.
Со ова искуство, Торичели го реши збунетоста на мајсторот Војводата од Тоскана. Навистина, јасно е колку метри водата послушно ќе го следи клипот на пумпата за вшмукување. Ова движење ќе продолжи додека колона вода со површина од 1 cm2 не стане еднаква на тежина на 1 kg. Таквата колона вода ќе има висина од 10 m. Затоа природата се плаши од празнина. , но повеќе од 10 м.
Во 1654 година, 11 години по откривањето на Торичели, ефектот на атмосферскиот притисок беше јасно демонстриран од магдебуршкиот бургомастер Ото фон Герике. Она што му донесе слава на авторот не беше толку физичката суштина на искуството колку театралноста на неговото производство.
Двете бакарни хемисфери биле поврзани со прстенест заптивка. Преку чешма прикачена на една од хемисферите, воздухот се испумпуваше од склопената топка, по што беше невозможно да се одвојат хемисферите. Зачуван Детален описИскуството на Герике. Сега може да се пресмета атмосферскиот притисок на хемисферите: со дијаметар на топката од 37 cm, силата била приближно еден тон. За да ги одвои хемисферите, Герике нареди да се впрегнат два осум коња. Темпераментот дојде со јажиња навојни низ прстен и прикачени на хемисферите. Коњите не беа во можност да ги одвојат хемисферите.
Моќта на осум коњи (точно осум, а не шеснаесет, бидејќи вторите осум, впрегнати за поголем ефект, можеа да се заменат со кука забиена во ѕидот, одржувајќи ја истата сила што делува на хемисферите) не беше доволна да го распарчи Магдебург. хемисфери.
Ако има празна празнина помеѓу две контактни тела, тогаш овие тела нема да се распаднат поради атмосферскиот притисок.
На ниво на морето, вредноста на атмосферскиот притисок е обично еднаква на притисокот на колона од жива висока 760 mm.
Со мерење на атмосферскиот притисок со барометар, можете да откриете дека тој се намалува со зголемување на висината над површината на Земјата (за околу 1 mm Hg кога се зголемува висината за 12 m). Исто така, промените во атмосферскиот притисок се поврзани со промените на времето. На пример, зголемувањето на атмосферскиот притисок е поврзано со почетокот на ведрото време.
Вредноста на атмосферскиот притисок е многу важна за предвидување на времето за наредните денови, бидејќи промените во атмосферскиот притисок се поврзани со промените на времето. Барометарот е неопходен инструмент за метеоролошки набљудувања.
Флуктуациите на притисокот поради временските услови се многу неправилни. Некогаш се мислеше дека само притисокот го одредува времето. Затоа барометрите сè уште се означени: ведро, суво, дожд, бура. Има дури и натпис: >.
Промената на притисокот навистина прави разлика голема улогаво временските промени. Но, оваа улога не е одлучувачка.
Насоката и јачината на ветрот се поврзани со распределбата на атмосферскиот притисок.
Притисок во различни места површината на земјатанееднаков и посилен притисок > воздух на места со помал притисок. Се чини дека ветрот треба да дува во насока нормална на изобарите, односно таму каде што притисокот најбрзо паѓа. Меѓутоа, мапите на ветерот покажуваат поинаку. Во бизнисот воздушен притисокКориолисовата сила интервенира и прави своја корекција, многу значајна.
Како што знаеме, на секое тело што се движи на северната хемисфера дејствува Кориолисовата сила насочена десно во движење. Ова исто така важи и за честичките на воздухот. Стисната од места со поголем притисок до места со помал притисок, честичката треба да се движи низ изобарите, но Кориолисовата сила ја отклонува надесно, а насоката на ветрот формира агол од приближно 45 степени со насоката на изобарите.
Неверојатно одличен ефектза толку мала моќ. Ова се објаснува со фактот дека мешањето со Кориолисовата сила - триење на воздушните слоеви - е исто така многу незначително.
Уште поинтересно е влијанието на Кориолисовата сила врз насоката на ветровите во > и > притисок. Поради дејството на Кориолисовата сила, воздухот, оддалечувајќи се од > притисокот, не тече во сите правци по радиусите, туку се движи по криви линии - спирали. Овие спирални воздушни текови се вртат во иста насока и создаваат кружен вител во областа на притисокот, движејќи се воздушни масиво насока на стрелките на часовникот.
Истото се случува и во областа на низок притисок. Во отсуство на Кориолисовата сила, воздухот би течел кон оваа област рамномерно по сите радиуси. Меѓутоа, попатно воздушните маси отстапуваат надесно.
Ветрови во областа низок притисокнаречени циклони, ветрови во некоја област висок притисоксе нарекуваат антициклони.
Немојте да мислите дека секој циклон значи ураган или бура. Поминувањето на циклони или антициклони низ градот каде што живееме е вообичаен феномен поврзан, сепак, во поголемиот делсо променливо време. Во многу случаи, приближувањето на циклон значи почеток на лошо време, а приближувањето на антициклон значи почеток на добро време.
Сепак, нема да тргнеме по патот на синоптичарите.
37.1. Домашен експеримент.
1. Надувајте гумен балон.
2. Нумерирајте ги фразите по таков редослед што ќе добиете кохерентна приказна за извршениот експеримент.
37.2. Садот под клипот содржи гас (сл. а), чиј волумен се менува при константна температура. Слика б покажува график на растојанието h на кое се наоѓа клипот во однос на дното наспроти времето t. Пополнете ги празнините во текстот со зборовите: зголемува; не се менува; се намалува.
37.3 На сликата е прикажана поставеност за проучување на зависноста на притисокот на гасот во затворен сад од температурата. Броевите означуваат: 1 – епрувета со воздух; 2 – алкохолна ламба; 3 – гумен приклучок; 4 – стаклена цевка; 5 – цилиндар; 6 – гумена мембрана. Поставете знак „+“ до вистинити изјавиа знакот „“ до неверниците.
37.4. Разгледајте ги графиконите на притисокот p наспроти времето t, соодветно различни процесиво гасови. Пополнете ги зборовите што недостасуваат во реченицата.
Со текот на времето, притисок
во тек 1 се зголемува;
во тек 2 постојана;
во тек 3 се намалува.
38.1. Домашен експеримент.
Земете пластична кеса, направете четири дупки со иста големина на различни места на дното на кесата, користејќи, на пример, густа игла. Преку кадата, истурете вода во кесата, затегнете ја одозгора со раката и исцедете ја водата низ дупките. Променете ја положбата на раката со чантата, набљудувајќи какви промени се случуваат со струите на водата. Скицирајте го искуството и опишете ги вашите набљудувања.
38.2. Ве молиме штиклирајте ги изјавите што ја одразуваат суштината на законот на Паскал.
✓ Притисокот што се врши на гас или течност се пренесува до која било точка подеднакво во сите правци.
38.3. Додадете го текстот.
Со надувување на гумена топка и даваме форма на топка. Со дополнително надувување, топката, зголемувајќи се во волумен, сè уште ја задржува формата на топка, што ја илустрира валидноста на законот Паскал, имено: гасовите го пренесуваат притисокот што се врши врз нив во сите правци без промена.
38.4. Сликата го прикажува преносот на притисокот со цврсти и течно тело, затворен под диск во сад.
а) Проверете ја точната изјава.
По ставањето на тежината на дискот, притисокот се зголемува....
✓ до дното во двата сада, до страничниот ѕид - само во садот 2
б) Одговорете на прашањата со запишување потребни формулии извршување на соодветните пресметки.
Со која сила тежина од 200 g поставена на неа ќе притисне на диск со површина од 100 cm2? F = m*g/S = 0,2*10/0,01 = 200 H
Како ќе се промени притисокот и за колку:
до дното на садот 1 200 Н;
до дното на садот 2 200 Н;
на страничниот ѕид на садот 1 0 Н;
на страничниот ѕид на садот 2 200 Н?
39.1. Проверете правилен крајфрази.
Долните и страничните дупки на цевката се покриени со идентични гумени мембрани. Водата се истура во цевката и полека се спушта во широк сад со вода додека нивото на водата во цевката не се совпадне со нивото на водата во садот. Во оваа позиција на мембраната ...
✓ и двете се рамни
39.2. Сликата покажува експеримент со сад, чие дно може да падне.
За време на експериментот беа направени три набљудувања.
1. Дното на празно шише се притиска ако цевката е потопена во вода до одредена длабочина H.
2. Дното се уште е притиснато на цевката кога во неа се истура вода.
3. Дното почнува да се оддалечува од цевката во моментот кога нивото на водата во цевката се совпаѓа со нивото на водата во садот.
а) Во левата колона од табелата запишете ги броевите на набљудувања што ви дозволуваат да дојдете до заклучоците наведени во десната колона.
б) Запишете ги вашите хипотези за тоа што може да се промени во експериментот опишан погоре ако:
ќе има вода во садот, а сончогледовото масло ќе се истури во цевката; дното на цевката ќе почне да се оддалечува кога нивото на маслото е повисоко од нивото на водата во садот;
ќе има сончогледово масло во садот, а водата ќе се истури во цевката; дното на цевката ќе почне да се оддалечува пред да се совпаднат нивото на водата и маслото.
39.3. Затворен цилиндар со основна површина од 0,03 m2 и висина од 1,2 m содржи воздух со густина од 1,3 kg/m3. Одредете го „тежинскиот“ воздушен притисок на дното на цилиндерот.
40.1. Запишете кои од експериментите прикажани на сликата потврдуваат дека притисокот во течноста се зголемува со длабочината.
Објаснете што покажува секој експеримент.
40.2. Коцката се става во течност со густина p истурена во отворен сад. Споредете ги наведените нивоа на течност со формули за да го пресметате притисокот создаден од колона течност на овие нивоа.
40.3. Означете ги точните изјави со знакот „+“.
Садови разни формиисполнет со вода. При што….
+ притисокот на водата на дното на сите садови е ист, бидејќи притисокот на течноста на дното се одредува само од висината на течната колона.
40.4. Изберете неколку зборови што недостасуваат во текстот. „Дното на садовите 1, 2 и 3 е гумен филм фиксиран во решетката на уредот“.
40,5. Колкав е притисокот на водата на дното на правоаголен аквариум долг 2 m, широк 1 m и длабок 50 cm, исполнет до врвот со вода.
40.6. Користејќи ја сликата, одреди:
а) притисокот создаден од колона керозин на површината на водата:
pk = p * g * h = 800 * 10 * 0,5 = 4000 Pa;
б) притисок на дното на садот создаден само од колона вода:
pv = 1000 * 10 * 0,3 = 3000 Pa;
в) притисок на дното на садот создаден од две течности:
p = 4000 + 3000 = 7000 Pa.
41.1. Водата се истура во една од цевките на садовите што комуницираат. Што се случува ако стегачот се извади од пластичната цевка?
Нивото на водата во цевките ќе стане исто.
41.2. Водата се влева во една од цевките на садовите што комуницираат, а бензин се влева во другата. Ако стегачот се извади од пластичната цевка, тогаш:
41.3. Внесете формули кои имаат смисла во текстот и извлечете заклучок.
Садовите за комуникација се полни со истата течност. Притисок на течна колона
41.4. Која е висината на водната колона во сад во форма на буквата U во однос на нивото AB ако висината на керозинската колона е 50 cm?
41.5. Машинското масло и вода се истураат во садовите за комуникација. Пресметајте колку сантиметри нивото на водата е под нивото на маслото ако висината на колоната за масло во однос на површината на течноста е Nm = 40 cm.
42.1. Стаклена топка со волумен од 1 литар е избалансирана на вага. Топката се затвора со затка во која е вметната гумена цевка. Кога воздухот се испумпуваше од топката со помош на пумпа и цевката беше стегната со стегач, рамнотежата на вагата беше нарушена.
а) Која маса ќе треба да се стави на левата тава од вагата за да се избалансира? Густина на воздухот 1,3 kg/m3.
б) Која е тежината на воздухот во колбата пред да се испумпува?
Пар = m*g = 0,0013*10 = 0,013 H
42.2. Опишете што ќе се случи ако крајот на гумената цевка на топката од која се испумпува воздухот (види задача 42.1) се спушти во чаша со вода, а потоа стегачот се извади. Објасни го феноменот.
Топката ќе се наполни со вода бидејќи притисокот во внатрешноста на топката е помал од атмосферскиот притисок.
42.3. На асфалтот е нацртан квадрат со страна од 0,5 m Пресметајте ја масата и тежината на воздушна колона висока 100 m која се наоѓа над квадратот, под претпоставка дека густината на воздухот не се менува со висината и е еднаква на 1,3 kg/m3.
42.4. Како што клипот се движи нагоре во внатрешноста на стаклената цевка, водата се крева зад неа. Проверете го точното објаснување за овој феномен.
Водата се крева зад клипот...
✓ под притисок на надворешниот воздух, пополнувајќи го безвоздушниот простор формиран помеѓу клипот и водата.
43.1. Воздухот е шематски прикажан во кругови A, B, C различни густини. Обележете ги на сликата местата каде што треба да се постави секој круг, така што во целина ќе добиете слика што ја илустрира зависноста на густината на воздухот од надморската височина.
43.2. Одбери го точниот одговор.
За да ја напушти Земјата, секоја молекула од воздушната обвивка на Земјата мора да има брзина поголема од ....
✓ 11,2 km/s
43.3. На Месечината, чија маса е приближно 80 пати помала од масата на Земјата, нема воздушен плик(атмосфера). Како може да се објасни ова? Запишете ја вашата хипотеза.
Молекулите на воздухот слабо ги држи Месечината, за разлика од Земјата. Затоа, Месечината нема атмосфера.
44.1. Изберете ја точната изјава.
Во експериментот на Торичели во стаклена цевка над површината на живата ...
✓ Се создава безвоздушен простор
44.2. Жива има во три отворени садови: во садот А висината на живата колона е 1 m, во садот B - 1 dm, во садот C - 1 mm. Пресметајте колкав притисок врши живата колона на дното на садот во секој случај.
44.3. Запишете ги вредностите на притисокот во наведените единици според дадениот пример, заокружувајќи го резултатот на цели броеви.
44.4. Најдете го притисокот на дното на цилиндар исполнет со сончогледово масло ако атмосферскиот притисок е 750 mm Hg. чл.
44,5. Каков притисок доживува нуркачот на длабочина од 12 m под вода ако атмосферскиот притисок е 100 kPa? Колку пати е овој притисок поголем од атмосферскиот притисок?
45.1. Сликата покажува дијаграм на анероидниот барометар. Индивидуалните детали за дизајнот на уредот се означени со бројки. Пополнете ја табелата.
45.2. Пополнете ги празните места во текстот.
Сликите покажуваат уред наречен анероиден барометар.
Овој уред мери ___ Атмосферски притисок __.
Запишете го читањето на секој уред, земајќи ја предвид грешката при мерењето.
45.3. Пополнете ги празните места во текстот. „Разликата во атмосферскиот притисок во различни слоеви на атмосферата на Земјата предизвикува движење на воздушните маси.
45.4. Запишете ги вредностите на притисокот во наведените единици, заокружувајќи го резултатот до најблискиот цел број.
46.1. Слика а ја прикажува цевката Торичели лоцирана на ниво на морето. На сликите b и c, означете го нивото на жива во цевката поставена на планината и во рудникот, соодветно.
46.2. Пополнете ги празнините во текстот со зборовите дадени во загради.
Мерењата покажуваат дека воздушниот притисок е брз се намалува(се намалува, се зголемува) со зголемување на висината. Причината за ова не е само намалување(намалување, зголемување) густината на воздухот, но и деградирање(намалување, зголемување) на неговата температура кога се оддалечува од површината на Земјата на растојание до 10 km.
46.3. Висината на телевизиската кула Останкино достигнува 562 m Колку е атмосферскиот притисок во близина на врвот на ТВ-кулата ако атмосферскиот притисок во нејзината основа е 750 mm Hg? Уметност.? Изразете го притисокот во mmHg. чл. и во SI единици, заокружувајќи ги двете вредности на цели броеви.
46.4. Изберете на сликата и заокружете го графикот што најправилно ја одразува зависноста на атмосферскиот притисок p од надморската височина h надморска височина.
46,5. За ТВ кинескоп, димензиите на екранот се l = 40 cm и h = 30 cm. Со каква сила атмосферата притиска на екранот однадвор (или колкава е силата на притисокот) ако атмосферскиот притисок patm = 100 kPa?
47.1. Нацртајте ја зависноста на притисокот p измерен под вода од длабочината на потопување h, откако прво ќе ја пополните табелата. Размислете за g = 10 N/kg, patm = 100 kPa.
47.2. Илустрацијата покажува отворен манометар за притисок на течноста. Вредноста на поделбата и скалата на уредот се 1 см.
а) Определи колку притисокот на воздухот во левата нога на манометарот се разликува од атмосферскиот притисок. 10 мм
б) Да се определи притисокот на воздухот во левиот крак на манометарот, имајќи предвид дека атмосферскиот притисок е 100 kPa.
p (lev) + p*g*h = p(atm) + p*g*h
47.3. На сликата е прикажана цевка во форма на буквата У, исполнета со жива, чиј десен крај е затворен. Колкав е атмосферскиот притисок ако разликата во нивоата на течноста во лактите на цевката во форма на буквата У е 765 mm, а мембраната е потопена во вода до длабочина од 20 cm?
47.4. а) Одредете ја вредноста на поделбата и отчитувањето на металниот манометар (сл. а).
б) Опишете го принципот на работа на уредот, користејќи нумерички ознаки на делови (сл. б).
Главниот дел е метал свиткан во лак. цевката 1, со помош на вентилот 4, комуницира со садот во кој се мери притисокот. Движење затворен крајЦевката се пренесува на стрелката 2 со помош на рачката 5 и запчаниците 3.
48.1. а) Прецртајте ги непотребните зборови од означените зборови за да креирате опис на работата клипна пумпаприкажан на сликата.
Кога рачката на пумпата се движи надолу, клипот во садот А се движи нагоре и надолу, горниот вентил е отворен, затворен, долниот вентил е отворен, затворен, водата од садот Б не се движи во просторот под клипот, водата не истурете од излезната цевка.
б) Опишете што се случува кога рачката на пумпата се движи нагоре.
Клипот се движи нагоре, водата се крева со неа од садот Б, долниот вентил се отвора и водата се движи зад клипот. Водата се излева од одводната цевка.
48.2. Со клипна пумпа, чиј дијаграм е даден во задача 48.1, при нормален атмосферски притисок можете да ја подигнете водата до висина не поголема од 10 m. Објаснете зошто.
48.3. Вметнете ги зборовите што недостасуваат во текстот за да креирате опис на работата на клипната пумпа со воздушна комора.
49.1. Пополнете ги формулите што ги прикажуваат правилните односи помеѓу областите на клиповите на хидраулична машина и масите на оптоварувањата.
49.2. Површината на малиот клип на хидраулична машина е 0,04 m2, површината на големиот е 0,2 m2. Која сила мора да се примени на малиот клип за рамномерно да се подигне товарот од 100 kg поставен на големиот клип?
49.3. Пополнете ги празните места во текстот што го опишува принципот на работа на хидраулична преса, чиј дијаграм на уредот е прикажан на сликата.
49.4. Опишете го принципот на работа на чекан, чиј дијаграм на уредот е прикажан на сликата.
Компримираниот воздух се снабдува преку цревото 3. Уредот 2, наречен калем, го насочува наизменично кон врвот, а потоа кон долниот делцилиндар. Под влијание на овој воздух, напаѓачот 4 почнува брзо да се движи во една или друга насока, периодично (со фреквенција од 1000 - 1500 отчукувања во минута), влијаејќи на копје 1.
49,5. Сликата покажува дијаграм на пневматски сопирачки уред на железнички вагон.
а) Вметнете ги во текстот броевите што недостасуваат што ги означуваат соодветните делови на сликата. „Кога линијата ____ и резервоарот 3 се полнат со компримиран воздух, неговиот притисок врз клипот ___ на цилиндерот на сопирачката е еднаков од двете страни, а влошките на сопирачките не ги допираат тркалата.
б) Изберете Точен редоследнедостасуваат броеви што укажуваат на детали во текстот.
✓ 1 – 4 – 7 – 4 – 5 – 6
ЗАДАЧИ
За да се извршат пресметки - графичка работа
Во дисциплината „Хидраулика“
Тема: хидростатика
Северодвинск
ОСНОВНИ ТЕОРЕТСКИ ОДРЕДБИ
Хидраулика,или техничка механикатечности е наука за законите за рамнотежа и движење на течностите, за начините на примена на овие закони на решенија практични проблеми;
Течностнаречена супстанца која се наоѓа во такви состојба на агрегација, кој ги комбинира карактеристиките цврста состојба(многу мала компресибилност) и гасовита (флуидност). Законите за рамнотежа и движење на капки течности, во одредени граници, може да се применат и на гасовите.
На течноста може да дејствуваат сили распоредени по нејзината маса (волумен), наречени масивни, и по површината, наречен површни. Првиот ги вклучува силите на гравитација и инерција, вториот - силите на притисок и триење.
Притисоксе нарекува сооднос на силата нормална на површината и површината. На униформа дистрибуција
Напрегање на смолкнувањеОдносот на силата на триење тангента на површината и областа се нарекува:
Доколку притисокот Рсметано од апсолутна нула, тогаш се нарекува апсолутна (p abs), и ако од условна нула (т.е., во споредба со атмосферскиот притисок r a,Тоа вишок(р колиба):
Ако R abs< Р а, то имеется вакуум,чија вредност:
Rvac = R a - R abs
Основни физички карактеристикитечност е густинаρ (kg/m3), определена за хомогена течност според односот на нејзината маса мдо волумен V:
Густина свежа водана температура T = 4°C ρ = = 1000 kg/m 3. Во хидрауликата, концептот често се користи специфична тежина γ(N/m 3), т.е. тежина Гединици за волумен на течност:
Густина и специфична гравитацијамеѓусебно се поврзани со релацијата:
Каде е- забрзување на гравитацијата.
За свежа вода γ вода = 9810 N/m 3
Најважниот физички параметритечности кои се користат во хидраулични пресметки - компресибилност, термичка експанзија, вискозност и испарување.
Компресибилносттечностите се карактеризираат со масовен модул на еластичност ДО,вклучени во генерализираниот Хуковиот закон:
Каде ΔV- зголемување (во во овој случајнамалување) во волуменот на течноста V,предизвикано од зголемување на притисокот од Δр. На пример, за вода K вода ≈2. 10 3 MPa.
Проширување на температуратасе одредува со соодветниот коефициент еднаков на релативната промена на волуменот кога температурата се менува за 1 °C:
Вискозитете способноста на течноста да се спротивстави на смолкнување. Постојат динамични (μ) и кинематска (ν) вискозност. Првиот е вклучен во Њутновиот закон за флуидно триење, кој го изразува тангенталниот стрес τ преку попречниот градиент на брзината dv/dt:
Кинематски вискозитетповрзани со динамиченсооднос
Единицата за кинематска вискозност е m2/s.
Нестабилносттечностите се карактеризираат со притисок заситени пареикако функција на температурата.
Притисок на заситена пареаможе да се смета за апсолутен притисок при кој течноста врие на дадена температура. Според тоа, минималниот апсолутен притисок во кој се наоѓа супстанцијата течна состојба, еднаков на притисокот на заситената пареа Рн.п. .
Главните параметри на некои течности, нивните SI единици и несистемските единици кои се привремено дозволени за употреба се дадени во Додатоци 1...3.
ХИДРОСТАТИКА
Притисокот во стационарна течност се нарекува хидростатичкии ги има следните две својства:
На надворешната површина на течноста секогаш е насочена нормално кон внатрешноста на волуменот на течноста;
Во која било точка во внатрешноста на течноста е ист во сите правци, односно не зависи од аголот на наклон на платформата по која делува.
Равенка која изразува хидростатички притисок Рво која било точка на стационарна течност во случај кога, меѓу силите на масата, само една сила на гравитација дејствува на неа, се нарекува основна равенка на хидростатиката:
Каде стр 0- притисок на која било површина на нивото на течноста, на пример на слободна површина; ч- длабочината на локацијата на точката што се разгледува, мерена од површината со притисок p 0.
Во случаи кога точката што се разгледува се наоѓа над површината со притисок p 0, вториот член во формулата (1.1) е негативен.
Друга форма на пишување на истата равенка (1.1) ја има формата
(1.2)
Каде zи z 0 - вертикални координати произволна точкаи слободна површина, мерена од хоризонталната рамнина нагоре; стр/(стр.)- пиезометриска висина.
Хидростатичкиот притисок може конвенционално да се изрази со висината на течната колона p/ρg.
Во практиката на хидрауличниот инженеринг, надворешниот притисок често е еднаков на атмосферскиот: P 0 = P на
Вредноста на притисокот P при = 1 kg/cm 2 = 9,81. 10 4 n/m gповикани техничка атмосфера.
Притисокот еднаков на една техничка атмосфера е еквивалентен на притисокот на колона вода висока 10 метри , т.е.
Се нарекува хидростатички притисок определен со равенката (1.1). вкупен или апсолутен притисок. Во продолжение ќе го означиме овој притисок p abs или p’.Обично во хидрауличните инженерски пресметки не се интересира вкупниот притисок, туку разликата помеѓу вкупниот притисок и атмосферскиот притисок, односно т.н. мерач на притисок
Во следната презентација ќе ја задржиме ознаката Рза манометарски притисок.
Слика 1.1
Збирот на поимите ја дава вредноста вкупна хидростатска глава
Количина -- изразува хидростатска глава Нсо исклучок на атмосферскиот притисок p на /ρg,т.е.
На сл. 1.1, рамнината на вкупната хидростатска глава и рамнината на хидростатската глава се прикажани за случајот кога слободната површина е под атмосферски притисок p 0 = p at.
Графичка сликаГолемината и насоката на хидростатичкиот притисок што делува на која било точка на површината се нарекува дијаграм на хидростатички притисок. За да изградите дијаграм, треба да ја нацртате вредноста на хидростатичкиот притисок за точката што се разгледува нормална на површината на која делува. Така, на пример, дијаграм на манометриски притисок на рамен наклонет штит АБ(Сл. 1.2,а) ќе претставува триаголник ABC,а дијаграмот на вкупниот хидростатички притисок е трапез А БЕ ЦЕ ДЕ"(Сл. 1.2, б).
Слика 1.2
Секој сегмент од дијаграмот на сл. 1.2,а (на пример ДОБРО)ќе го претставува манометарскиот притисок во точката ДО,т.е. p K = ρgh K,и на сл. 1,2, б - вкупен хидростатички притисок
Силата на притисокот на течноста на рамен ѕид е еднаква на производот на хидростатичкиот притисок ρ sво центарот на гравитација на површината на ѕидот од површината на ѕидот S, т.е.
Центар на притисок(точка на примена на сила Ѓ)се наоѓа под тежиштето на областа или се совпаѓа со второто во случај на хоризонтален ѕид.
Растојанието помеѓу центарот на гравитација на областа и центарот на притисок во правец на нормалата до линијата на пресек на ѕидната рамнина со слободната површина на течноста е еднакво на
каде што J 0 е моментот на инерција на површината на ѕидот во однос на оската што минува низ центарот на гравитација на областа и паралелна линијапресек на ѕидната рамнина со слободната површина: год- координата на центарот на гравитација на областа.
Силата на притисокот на течноста врз закривен ѕид, симетрична во однос на вертикалната рамнина, е збир од хоризонталната Ф Ги вертикална Ф Бкомпоненти:
Хоризонтална компонента Ф Геднаква на силата на притисокот на течноста на вертикалната проекција на даден ѕид:
Вертикална компонента Ф Беднаква на тежината на течноста во волумен V,затворена помеѓу овој ѕид, слободната површина на течноста и вертикалната проекциона површина нацртана по контурата на ѕидот.
Ако прекумерен притисок стр 0на слободната површина на течноста е различна од нула, тогаш кога се пресметува оваа површина треба ментално да се подигне (или спушти) до висина (пиезометриска висина) p 0 / (ρg)
Пловечки тела и нивната стабилност.Условот телото да лебди се изразува со еднаквоста
G=P (1,6)
Каде Г- телесна тежина;
Р- добиената сила на притисокот на течноста врз телото потопено во него - Архимедска сила.
Сила Рможе да се најде со формулата
P=ρgW (1,7)
Каде ρg- специфична тежина на течноста;
В- волуменот на течност поместена од телото, или поместување.
Сила Ре насочен нагоре и минува низ центарот на гравитација на поместувањето.
Нацрттело нанаречена длабочина на потопување надирнавлажнета површина (сл. 1.3,а). Оската на пливање се подразбира како линија што минува низ центарот на гравитација СОи центар на поместување Д,што одговара на нормалната положба на телото во состојба на рамнотежа (сл. 1.3, а )-
Водна линијасе нарекува линија на пресек на површината на пловечко тело со слободната површина на течноста (сл. 1.3, б). Пловечки авион АБЕФнаречена рамнина добиена од пресекот на телото со слободната површина на течноста, или, со други зборови, рамнината ограничена од водената линија.
Слика 1.3
Покрај исполнувањето на условите за навигација (1.5), каросеријата (брод, шлеп, итн.) мора да ги исполнува условите за стабилност. Лебдечкото тело ќе биде стабилно ако, за време на тркалањето, силата на тежината Ги Архимедовата сила Рсоздадете момент кој има тенденција да ја уништи ролната и да го врати телото во првобитната положба.
Слика 1.4
Кога телото ќе излезе на површина (сл. 1.4), центарот на поместување под мали агли на тркалање (α<15°) перемещается по некоторой дуге, проведенной из точки пересечения линии действия силы Рсо пловечка оска. Оваа точка се нарекува метацентар (на Сл. 1.4 точката М).Во иднина, ќе ги разгледуваме условите за стабилност само кога телото лебди на површината под мали агли на тркалање.
Ако центарот на гравитација на телото C лежи под центарот на поместување, тогаш пливањето ќе биде безусловно стабилно (сл. 1.4, а).
Ако тежиштето на телото C лежи над центарот на поместување Д,тогаш пливањето ќе биде стабилно само ако е исполнет следниот услов (сл. 1-9, б):
Каде ρ - метацентричен радиус, односно растојанието помеѓу центарот на поместување и метацентарот
δ - растојание помеѓу тежиштето на телото C и центарот на поместување Д.Метацентричниот радиус ρ се наоѓа со формулата:
каде што J 0 е моментот на инерција на пловечката рамнина или област ограничена од водената линија во однос на надолжната оска (сл. 1-8.6);
В- поместување.
Ако тежиштето на телото C се наоѓа над центарот на поместување и метацентарот, тогаш телото е нестабилно; појавната сила двојка ГИ Рима тенденција да ја зголеми ролната (сл. 1.4, В).
УПАТСТВА ЗА РЕШАВАЊЕ ПРОБЛЕМИ
Кога решавате проблеми во хидростатиката, пред сè, треба темелно да ги разберете и да не ги мешате концептите како што е притисокот Ри силата Ф.
Кога се решаваат проблемите за одредување на притисокот во одредена точка на стационарна течност, треба да се користи основната равенка на хидростатика (1.1). При примена на оваа равенка, треба да имате на ум дека вториот член од десната страна на оваа равенка може да биде или позитивен или негативен. Очигледно, како што се зголемува длабочината, притисокот се зголемува, а како што се зголемува длабочината, се намалува.
Неопходно е цврсто да се направи разлика помеѓу апсолутен, вишок и вакуум притисоци и задолжително да се знае односот помеѓу притисокот, специфичната тежина и висината што одговара на овој притисок (пиезометриска висина).
Кога се решаваат проблеми во кои се дадени клипови или системи на клипови, треба да се напише равенка на рамнотежа, т.е. збирот на сите сили што дејствуваат на клипот (клипниот систем) е еднаков на нула.
Проблемите треба да се решаваат во меѓународниот систем на мерни единици SI.
Решението на проблемот мора да биде придружено со потребните објаснувања, цртежи (доколку е потребно), список на почетните количини (колоната „дадена“) и конверзија на единиците во системот SI.
ПРИМЕРИ НА РЕШАВАЊЕ ПРОБЛЕМИ ВО ХИДРОСТАТИКАТА
Задача 1.Да се определи вкупниот хидростатички притисок на дното на сад исполнет со вода. Садот е отворен на врвот, притисокот на слободната површина е атмосферски. Длабочина на вода во садот h = 0,60 м.
Решение:
Во овој случај, имаме p 0 = p at и затоа ја применуваме формулата (1.1) во форма
p"=9,81,10 4 +9810. 0,6 = 103986 Pa
Одговор p’=103986 Pa
Задача 2.Одредете ја висината на водената колона во пиезометарот над нивото на течноста во затворен сад. Водата во садот е под апсолутен притисок p" 1 = 1,06 на(цртеж за задача 2).
Решение.
Ајде да создадеме услови за рамнотежа за заедничка точка А(види слика ). Точка притисок Алево:
Десен притисок:
Изедначувајќи ги десните страни на равенките и намалувајќи за γg, добиваме:
Посочената равенка може да се добие и со создавање на состојба на рамнотежа за точките лоцирани во која било хоризонтална рамнина, на пример во рамнината ОО(види слика). Да ја земеме рамнината како почеток на скалата за читање на пиезометарот ООа од добиената равенка ја наоѓаме висината на водената колона во пиезометарот ч.
Висина че еднакво на:
=0,6 метри
Пиезометарот ја мери големината на манометарскиот притисок изразен со висината на течната колона.
Одговор: h = 0,6 метри
Задача 3.Определете ја висината до која се крева водата во вакуумномер ако апсолутниот воздушен притисок во цилиндерот p' = 0,95 на(Слика 1-11). Наведете каков притисок мери вакуумномерот.
Решение:
Ајде да создадеме состојба на рамнотежа во однос на хоризонталната рамнина O-O:
хидростатички притисок што делува одвнатре:
Хидростатички притисок во авион ЗА-ЗА,дејствувајќи однадвор,
Бидејќи системот е во рамнотежа, тогаш
Задача 4.Одреди го притисокот на манометарот во точката Ацевковод, ако висината на живата колона според пиезометарот е h 2 = 25 cm Центарот на цевководот се наоѓа на h 1 = 40 cm под линијата на поделба помеѓу водата и живата (цртеж за проблемот).
Решение:Најдете го притисокот во точката Б: стр" Б = п" А-γ ч 1,од точка ВОсе наоѓа над точката Апо износот ч 1.Во точката C притисокот ќе биде ист како во точката ВО,од притисокот на водениот столб чмеѓусебно избалансиран, т.е.
оттука и притисокот на манометарот:
Замена на нумерички вредности , добиваме:
r "A -r atm=37278 Па
Одговор: p" A -r atm=37278 Па
ЗАДАЧИ
Задача 1.1.Канистер наполнет со бензин и без воздух се загревал на сонце на температура од 50 °C. Колку би се зголемил притисокот на бензинот во канистерот кога би бил апсолутно крут? Почетната температура на бензинот е 20 0 C. Масовниот модул на бензинот е земен еднаков на K = 1300 MPa, коефициентот на термичка експанзија β = 8. 10 -4 1/степен.
Проблем 1.2.Определете го вишокот притисок на дното на океанот, чија длабочина е h = 10 km, земајќи ја густината на морската вода ρ = 1030 kg/m 3 и сметајќи ја за некомпресибилна. Одредете ја густината на водата на иста длабочина, земајќи ја предвид компресибилноста и земајќи го модулот на волуменска еластичност K = 2. 10 3 MPa.
Задача 1.3.Најдете го законот за промена на притисокот Ратмосферски воздух на висина z , со оглед на зависноста на неговата густина од притисокот изотермичен. Всушност, до височина z = 11 km температурата на воздухот опаѓа по линеарен закон, т.е. T=T 0 -β z,каде β = 6,5 степени/км. Дефинирајте ја зависноста p = f(z)земајќи ја предвид вистинската промена на температурата на воздухот со надморска височина.
Задача 1.4.Одредете го вишокот притисок на вода во цевката ВО,ако отчитувањето на манометарот е p m = 0,025 MPa. Цевката за поврзување се полни со вода и воздух, како што е прикажано на дијаграмот, со H 1 = 0,5 m; H 2 = 3 m.
Како ќе се промени отчитувањето на манометарот ако, при ист притисок во цевката, целата поврзувачка цевка се наполни со вода (воздухот се ослободува преку чешмата К)? Висина H 3 = 5 m.
Задача 1.5.Цевката во форма на буквата У се полни со вода и бензин. Одреди ја густината на бензинот ако h b = 500 mm; h во = = 350 mm. Игнорирајте го капиларниот ефект.
Задача 1.6.Водата и бензинот се истураат во цилиндричен резервоар со дијаметар од D = 2 m до ниво од H = 1,5 m. Нивото на водата во пиезометарот е h = 300 mm пониско од нивото на бензинот. Да се определи количината на бензин во резервоарот ако ρ b = 700 kg/m 3 .
Задача 1.7.Да се определи апсолутниот воздушен притисок во садот ако отчитувањето на живиот уред е h = 368 mm, висина H = 1 m Густина на жива ρ = 13600 kg/m 3. Атмосферски притисок 736 mm Hg. чл.
Задача 1.8.Одредете го вишокот притисок p 0 на воздухот во резервоарот за притисок според отчитувањето на манометарот составен од две цевки во форма на буквата У со жива. Поврзувачките цевки се полни со вода. Ознаките за ниво се дадени во метри. Која висина Нмора да има пиезометар за мерење на истиот притисок p 0 Густина на жива ρ = 13600 kg/m 3.
Задача 1.9.Одреди ја силата на притисокот на течноста (вода) врз капакот на шахтата со дијаметар D=l m во следните два случаи:
1) читање на манометар p m = 0,08 MPa; H 0 =1,5 m;
2) отчитување на живин вакуум мерач ч= 73,5 mm на a= 1m; ρ RT = 13600 kg/m 3; H 0 =1,5 m.
Задача 1.10.Да се определи волуметрискиот модул на еластичност на течноста ако е под влијание на оптоварување Асо маса од 250 kg, клипот поминува растојание Δh = 5 mm. Почетна висина на положбата на клипот (без оптоварување) H = 1,5 m, дијаметри на клипот d = 80 mm N резервоар D= 300 mm, висина на резервоарот h = 1,3 m Занемарете ја тежината на клипот. Резервоарот се смета за апсолутно крут.
Задача 1.11.За да се изврши притисок подземен цевковод со вода (проверете дали има протекување), се користи рачна клипна пумпа. Одреди го волуменот на водата (модул на еластичност ДО= 2000 MPa), кој мора да се пумпа во цевководот за да се зголеми вишокот притисок во него од 0 на 1,0 MPa. Сметаат дека гасоводот е апсолутно крут. Димензии на цевководот: должина L = 500 m, дијаметар d = 100 mm. Која е силата на рачката на пумпата во последниот момент на стегање, ако дијаметарот на клипот на пумпата d n = 40 mm и односот на краците на механизмот на рачката а/в= 5?
Задача 1.12. Одреди го апсолутниот воздушен притисок во резервоарот стр 1,ако при атмосферски притисок што одговара на h a = 760 mm Hg. Уметност, читање на живин вакуумномер h RT = 0,2 m, висина h = 1,5 m Која е отчитувањето на пружинскиот вакуумски мерач? Густината на живата е ρ=13600 kg/m3.
Задача 1.13. Кога славината на цевководот е затворена ДОда се определи апсолутниот притисок во резервоар закопан на длабочина од H = 5 m, ако отчитувањето на вакуум манометар инсталиран на висина од h = 1,7 m е еднакво на pvac = 0,02 MPa. Атмосферскиот притисок одговара на p a = 740 mm Hg. чл. Густина на бензинот ρ b = 700 kg/m 3.
Задача 1.14.Одреди притисок стр 1, ако отчитувањето на пиезометарот h =0,4 м.Што е манометарски притисок?
Задача 1.15.Дефинирајте вакуум rvacи апсолутен притисок во внатрешноста на цилиндерот стр" во(Сл. 1-11), ако читањето на вакуумномерачот h =0,7 m ква. чл.
1) во цилиндерот и во левата цевка - вода , а во десната цевка - жива (ρ = 13600 kg/m 3 );
2) во цилиндерот и левата цевка - воздух , а во десната цевка има вода.
Определи колкав процент е пресметан притисокот на воздушниот столб во цевката од манометарскиот притисок во вториот случај?
Кога решавате проблем, земете ч 1 = 70 см, ч 2 = = 50 цм.
Задача 1.17.Колкава ќе биде висината на живата колона h 2 (сл. за задача 1.16) ако мерачот притисок на маслото во цилиндерот A p a = 0,5 во,и висината на нафтениот столб (ρ=800 kg/m 3) ч 1 =55 цм?
Задача 1.18.Одреди ја висината на живата колона ч 2, (слика), ако локацијата на центарот на гасоводот Аќе се зголеми во споредба со она што е наведено на сликата и ќе стане ч 1 = 40 смнад линијата на поделба помеѓу водата и живата. Земете го манометарскиот притисок во цевката да биде 37.278 Pa .
Задача 1.19.Одреди на која висина zнивото на жива во пиезометарот ќе се утврди ако, при манометарски притисок во цевката R A = 39240 Paи читање h=24 цмсистемот е во рамнотежа (види слика).
Задача 1.20.Да се определи специфичната тежина на гредата со следните димензии: ширина b=30 cm, висина h=20 cmи должина l = 100 смако нејзиниот нацрт y=16 cm
Задача 1.21.Парче гранит тежи 14,72 N во воздух и 10,01 N во течност со релативна специфична тежина од 0,8. Одреди го волуменот на парче гранит, неговата густина и специфичната тежина.
Задача 1.22Во водата се спушта дрвена греда со димензии 5,0 x 0,30 m и висина од 0,30 m. До која длабочина ќе потоне ако релативната тежина на гредата е 0,7? Определете колку луѓе можат да застанат на гредата така што горната површина на гредата да се израмни со слободната површина на водата, под претпоставка дека секоја личност има просечна маса од 67,5 kg.
Задача 1.23Правоаголен метален шлеп долг 60 m, широк 8 m, висок 3,5 m, натоварен со песок, тежи 14126 kN. Одреди го нацртот на шлеп. Колкав волумен на песок V p треба да се истовари така што длабочината на потопување на бродот е 1,2 m, ако релативната специфична тежина на влажниот песок е 2,0?
Задача 1.24.Волуметриското поместување на подморницата е 600 m 3 . За да се потопи чамецот, преградите беа наполнети со морска вода во количина од 80 m 3. Релативната специфична тежина на морската вода е 1,025. Определете: кој дел од волуменот на чамецот (во проценти) ќе биде потопен во вода ако целата вода се извади од подморницата и таа исплива нагоре; Колкава е тежината на подморницата без вода?