Меню

Барометр прибор для измерения атмосферного давления



Барометры. Манометры

Барометры — приборы, служащие для измерения атмосферного давления. Ртутный барометр (рис. 1) состоит из заполненной ртутью U-образной стеклянной трубки, один конец которой запаян, а на другом находится открытый резервуар с ртутью. Барометр имеет шкалу с миллиметровыми делениями, по которой непосредственно измеряют атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба. Оно численно равно высоте столба ртути между ее уровнями в закрытом и открытом коленах барометра.

Преимущество таких барометров -большая точность показаний. Недостатки — они громоздки, хрупки, пары ртути вредны для здоровья людей.

Металлический барометр — анероид (рис. 2) состоит из цилиндрической камеры K, из которой откачан воздух. Камера герметично закрыта тонкой гофрированной крышкой-мембраной М.

Чтобы атмосферное давление не сплющило мембрану, она соединена посредством тяги Т с пружиной П, закрепленной на корпусе прибора. К пружине прикреплена стрелка С, конец которой перемещается по шкале Ш. При изменении атмосферного давления мембрана прогибается внутрь или наружу и перемещает стрелку по шкале.

Преимущества анероидов в том, что они удобны в работе, прочны, малогабаритны. Основной недостаток — они менее точны, чем ртутные барометры.

Для измерения давления, большего или меньшего атмосферного, используют манометры. Манометры бывают жидкостные и металлические.

Жидкостный манометр делают в виде U-образной трубки с жидкостью (обычно водой или ртутью), одно колено которой присоединяется к сосуду, давление в котором нужно измерить (рис. 3, а). Уровень жидкости в этом колене понизится (если давление в сосуде больше атмосферного) или повысится (если оно меньше атмосферного) по сравнению с уровнем жидкости во втором колене. Измеряемое давление будет p = pa ± pgh, где pa — атмосферное давление, pgh — гидростатическое давление избыточного столба жидкости в колене манометра.

Для измерения таким манометром давления внутри жидкости к одному из его колен присоединяют с помощью резиновой трубки плоскую коробочку, одна сторона которой затянута резиновой пленкой (рис. 3, б).

Простейший металлический манометр устроен следующим образом (рис. 3, в). Тонкая упругая пластинка М — мембрана — герметически закрывает коробку К, из которой частично откачан воздух. К мембране присоединен указатель Р, вращающийся около оси О. При погружении прибора в жидкость мембрана прогибается под действием сил давления, и ее прогиб передается указателю, передвигающемуся по шкале.

Источник

Барометр — прибор для измерения атмосферного давления

Плотная оболочка воздушной массы, образованная вокруг Земли, представляет собой атмосферу. В природе все взаимосвязано и сбалансированно между собой, поэтому на каждый человеческий организм в определенной степени воздействует атмосферное давление.

Резкие скачки давления для некоторых переносятся тяжело, в то время как другие могут совершенно не замечать изменений. При воздействии установленных показателей в соответствии с нормой для человека организм не будет ощущать внешнее влияние.

Определение и суть

Воздух в атмосфере — это смесь газов, имеющих определенную плотность. Так как воздушная масса притягивается к земному шару, он давит на всю поверхность планеты. В том числе и на людей.

Атмосферное давление – это масса воздуха, которая давит на человека.

В числовом эквиваленте вес воздушной массы, которая ежедневно оказывает давление на нас, колеблется между 14 и 16 тоннами или 1,033/см³. Так почему же мы не замечаем такой тяжести? Все потому что жидкости в нашем организме уравновешивают давление. Если сила по какой-то причине меняется, баланс нарушается.

В чем измеряется

Атмосферное давление измеряется с помощью барометра и термогигрометра.

Так единицами измерения давления являются:

  • миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.);
  • Паскали;
  • бары;
  • кг/см³;
  • атмосферы.

Что влияет на показатель

Атмосферное давление – непостоянный показатель, он меняется в зависимости от многих факторов:

  • Расположение местности над уровнем моря.
  • Времени суток.
  • Погодных условий.
  • Климатических условий.
  • Рельефа.

При подъеме на один километр давление падает на 0,13 от предыдущего значения. Например, на километре от уровня моря атмосферное давление составляет уже 760, а 730 миллиметров. Эта закономерность точно соблюдается на небольших высотах. Потом она сбивается.

При спуске на определенную глубину давление меняется в такой же пропорции.

В ночное время суток давление увеличивается на 1-2 миллиметра ртутного столба от дневного показателя.

Из-за смены циклонов, в которых господствует пониженное давление, и антициклонов, которые несут повышенное атмосферное давление, показатель может колебаться от 641 до 816 мм рт. ст. на уровне моря.

Так как тело человека адаптируется к условиям проживания, люди имеют разные нормы давления. Так, норма жителя Канады будет существенно отличаться от нормы австралийца. И даже в пределах страны показатель может отклоняться.

Это интересно: Легковоспламеняющаяся жидкость (ЛВЖ)

Метеоневроз

Это заболевание не числится среди официально признанных, однако по статистике им страдает каждый 4 житель планеты. Оно определяется не только зависимостью от смены погодных условий, но и адаптационным потенциалом организма. Страдающие на метеоневроз люди могут жаловаться на ухудшение самочувствия, доказать которые врачам не под силу.

То есть с медицинской точки зрения этот факт подтвердить не удается. Плохое самочувствие не является преувеличением или симуляцией и связано с психологическими факторами.

Такое состояние может быть вызвано следующими причинами:

  • Высокая умственная нагрузка.
  • Ожирение.
  • Наследственность.
  • Слабая двигательная активность.
  • Недостаточное количество времени, проведенное на свежем воздухе.
  • Пренебрежения рекомендациями относительно здорового образа жизни.

Человек может страдать от внезапно наступившего головокружения без видимых причин, одышки, ощущать повышенное сердцебиение и головные боли. Кроме этого, заметно ухудшается настроение, появляется нервозность и раздражительность. При сдаче анализов во время обследования все показатели остаются в норме, не подтверждая факт наличия заболевания.

Почему его измеряют?

Почему человечество измеряет атмосферное давление?
Поскольку атмосферное давление создается вышележащими пластами газовой оболочки, по мере повышения высоты оно изменяется. На него могут оказывать влияние как плотность воздуха, так и высота самого воздушного столба. Кроме того, давление меняется в зависимости от места на нашей планете. Это связано с тем, что разные районы Земли расположены на различных высотах над уровнем моря.

Кстати, время от времени над земной поверхностью создаются медленно передвигающиеся области повышенного или пониженного давления. В первом случае они носят название антициклоны, во втором – циклоны. В среднем показатели давления на уровне моря варьируются от 641 до 816 мм ртутного столба, хотя внутри торнадо могут опускаться до 560 мм.

Приборы для измерения давления атмосферы – барометры

Давление возникает в разных средах. Поэтому, различают:

  • Атмосферное
  • Вакуумметрическое – это то, параметры которого не достигают величин нормального показателя давления воздуха
  • Гидростатическое.

В зависимости от величины параметра выделяют:

  • Избыточное, его параметры превышают стандартные нормативные значения атмосферы.
  • Абсолютное – отсчитывается от параметров вакуума.

Но, независимо от того, как измеряется данный параметр и в какой среде, применяют для этого измерительные изделия (приборы), называющиеся манометрами. А те, которые измеряют непосредственно давление атмосферы – являются барометрами. Но, в зависимости от конструктивных особенностей и принципов работы, они могут быть самыми разнообразными.

Как измеряют атмосферное давление?

Барометр Торричелли используют до сих пор. Этот простой прибор помогает определить примерную высоту над уровнем моря. Альпинисты берут его с собой высоко в горы. Барометр – обязательный прибор кабины каждого летательного аппарата, будь то самолёт или спутник Земли. В наши дни его «братья» спускаются и на дно морей. Из высотомеров они превратились в глубиномеры.

За три с лишним века барометры изменились: стали автоматическими, самозаписывающими, научились управлять другими механизмами.

Ртутный барометр измеряет атмосферное давление с наибольшей точностью

Старые ртутные барометры. Автор: GianniG46

Читайте также:  В таблице Менделеева появились новые названия

На метеорологических станциях давление атмосферного воздуха измеряют всё те же ртутные барометры, так как они обладают наибольшей точностью. Они работают по тому же принципу, что и изобретение Торричелли.

При измерении величины давления вводят поправки на температуру, так как при повышении температур, ртуть и шкала барометра расширяются. На практике пользуются готовой таблицей поправок, которая сразу же даёт нужную величину.

Мембранные барометры

Для измерения атмосферного давления применяют также мембранные манометры. Простейший мембранный манометр показан схематически на рис 1.

Рис. 1. Мембранный барометр

Тонкая упругая пластинка-мембрана 1 герметически закрывает коробку 2, из которой откачана часть воздуха. С мембраной соединён указатель 3, поворачивающийся около О на угол, зависящий от степени прогиба мембраны, которая в свою очередь зависит от разности измеряемой силы давления воздуха вне коробки и внутри коробки.

Такие манометры называют барометрами-анероидами. Их градуируют и выверяют по ртутному барометру. Они менее точны, зато более удобны в обращении, поскольку не содержат ртути. При определении давления анероидом вносятся три поправки (на шкалу, на температуру и дополнительная на прибор), указанные в сертификате прибора. Анероид может давать надежные показания только в том случае, если он время от времени подвергается тщательной проверке.

Барометр-анероид. Изображение Wolfgang Eckert с сайта Pixabay

Анероид может быть градуирован непосредственно на высоту атмосферы. Такие анероиды называют альтиметрами; или высотомерами, они используются в авиалайнерах и позволяют пилоту контролировать высоту полёта.

Высотомер Булова Б-11, с самолёта-истребителя. Автор: Дозиметр

Для непрерывной регистрации изменения атмосферного давления применяется самопишущий прибор — барограф . Приёмной частью барографа является несколько соединённых между собой малых анероидных коробок.

Другие приборы

(
гипсометр
,
термобарометр
,
баротермометр
) — прибор для измерения атмосферного давления по температуре кипящей жидкости (обычно воды). Он более точен, чем анероид.

Состоит из кипятильника и термометра со шкалой, разделённой на 0°,01. Этот прибор обычно применяется в экспедиционных условиях для барометрического нивелирования.

Штормгласс – это химический или кристаллический барометр, состоящий из стеклянной колбы или ампулы, заполненных спиртовым раствором, в котором в определённых пропорциях растворены камфора, нашатырь и калийная селитра.

Этим химическим барометром активно пользовался во время своих морских путешествий английский гидрограф и метеоролог, вице-адмирал Роберт Фицрой, который тщательно описал поведение барометра, это описание используется до сих пор. Поэтому штормгласс также называют «Барометром Фицроя». В 1831–1836 гг. Фицрой возглавлял океанографическую экспедицию на корабле «Бигль», в которой участвовал Чарльз Дарвин.

Весной и осенью резкое падение показателей барометра предвещает ветреную погоду. Летом, в сильную жару, оно предупреждает о грозе. Зимой, особенно после продолжительных морозов, быстрое падение ртутного столба говорит о предстоящей перемене направления ветра, сопровождающейся оттепелью и дождём. Напротив, повышение ртутного столба во время продолжительных морозов предвещает снегопад.

Приборы для измерения атмосферного давления

В гигиенических исследованиях применяются два типа барометров:

— металлические барометры – анероидные.

Принцип работы различных модификаций жидкостных барометров основан на том, что атмосферное давление уравновешивает определенной высоты столб жидкости в запаянной с одного конца (верхнего) трубке. Чем меньше удельный вес жидкости, тем выше столб последней, уравновешиваемый давлением атмосферы.

Наибольшее распространение получили ртутные барометры, так как высокий удельный вес жидкой ртути позволяет сделать прибор более компактным, что объясняется уравновешиванием давления атмосферы менее высоким столбом ртути в трубке.

Используются три системы ртутных барометров:

Указанные системы ртутных барометров схематически представлены на рисунке 35.

Станционные чашечные барометры (рисунок 35). В этих барометрах в чашку, заполненную ртутью, помещается запаянная сверху стеклянная трубка. В трубке над ртутью образуется так называемая торичеллиевая пустота. Воздух в зависимости от состояния обусловливает то или иное давление на ртуть, находящуюся в чашке. Таким образом, уровень ртути устанавливается на ту или иную высоту в стеклянной трубке. Именно данная высота будет уравновешивать давление воздуха на ртуть в чашке, а значит отражать атмосферное давление. Высоту уровня ртути, соответствующую атмосферному давлению, определяют по так называемой компенсированной шкале, имеющейся на металлической оправе барометра. Изготавливаются чашечные барометры со шкалами от 810 до 1110 мб и от 680 до 1110 мб. Рис. 35. Чашечный барометр (слева) А – шкала барометра; Б – винт; В – термометр; Г – чашечка со ртутью Ртутный сифонный барометр (справа) А – верхнее колено; В – нижнее колено; Д – нижняя шкала; Е – верхняя шкала; Н – термометр; а – отверстие в трубке

В отдельных модификациях имеются две шкалы – в мм рт. ст. и мб. Десятые доли мм рт. ст. или мб отсчитываются по подвижной шкале – нониусу. Для этого необходимо винтом установить нулевое деление шкалы нониуса на одной линии с вершиной мениска ртутного столба, отсчитать число целых делений миллиметров ртутного столба по шкале барометра и число десятых до-лей миллиметра ртутного столба до первой отметки шкалы нониуса, совпадающей с делением основной шкалы.

Пример. Нулевое деление шкалы нониуса находится между 760 и 761 мм рт. ст. основной шкалы. Следовательно, число целых делений равно 760 мм рт. ст. К этой цифре необходимо прибавить число десятых долей миллиметра ртутного столба, отсчитанных по шкале нониуса. Первым с делением основной шкалы совпадает 4-е деление шкалы нониуса. Барометрическое давление равно 760 + 0,4 = 760,4 мм рт. ст.

Как правило, в чашечные барометры встроен термометр (ртутный или спиртовый в зависимости от предполагаемого диапазона температуры воздуха при исследованиях), так как для получения окончательного результата необходимо специальными расчетами привести давление к стандартным условиям температуры (0°С) и барометрического давления (760 мм рт. ст.).

В чашечных экспедиционных барометрах перед наблюдением предварительно с помощью специального винта, расположенного в нижней части прибора, устанавливают уровень ртути в чашке на нулевую отметку.

Сифонные и сифонно-чашечные барометры (рисунок 35). В этих барометрах величина атмосферного давления измеряется по разнице высот ртутного столба в длинном (запаянном) и коротком (открытом) коленах трубки. Данный барометр позволяет производить измерение давления с точностью до 0,05 мм рт. ст. При помощи винта в нижней части приборов уровень ртути в коротком (открытом) колене трубки приводят к нулевой точке, а затем отсчитывают показания барометра.

Сифонно-чашечный инспекторский барометр. Данный прибор имеет две шкалы: слева в мб и справа в мм рт. ст. Для определения десятых долей мм рт. ст. служит нониус. Найденные значения атмосферного давления, как и при работе с другими жидкостными барометрами, необходимо с помощью вычислений или специальных таблиц привести к 0°С.

На метеорологических станциях в показания барометров вводят не только температурную поправку, но и так называемую постоянную поправку: инструментальную и поправку на силу тяжести.

Устанавливать барометры следует в отдалении или изолированно от источников теплового излучения (солнечное излучение, нагревательные приборы), а также в отдалении от дверей и окон.

Металлический барометр-анероид (рисунок 36). Данный прибор особенно удобен при проведении исследований в экспедиционных условиях. Однако этот барометр перед использованием должен быть выверен по более точному ртутному барометру.

Рис. 36.Барометр-анероид Рис. 37. Барограф

Принцип устройства и действия барометра-анероида очень прост. Металлическая подушечка (коробка) с гофрированными (для большей эластичности) стенками, из которой удален воздух до остаточного давления 50-60 мм рт. ст., под воздействием давления воздуха изменяет свой объем и в результате деформируется. Деформация передается по системе рычажков стрелке, которая и указывает на циферблате атмосферное давление. На циферблате барометра анероида вмонтирован изогнутой формы термометр в связи с необходимостью, как указывалось выше, приведения результатов измерения к 0°С. Градуировка циферблата может быть в мб или в мм рт. ст. В некоторых модификациях барометра-анероида имеются две шкалы – как в мб, так и в мм рт. ст.

Читайте также:  Таблицы gdt и ldt

Анероид-высотомер (альтиметр). В измерении высоты по уровню атмосферного давления заложена закономерность, согласно которой между давлением воздуха и высотой имеется зависимость, весьма близкая к линейной. То есть при подъеме на высоту пропорционально снижается атмосферное давление.

Данный прибор предназначен для измерения атмосферного давления именно на высоте и имеет две шкалы. На одной из них нанесены величины давления в мм рт. ст. или мб, на другой – высота в метрах. На летательных аппаратах применяют альтиметры с циферблатом, на котором по шкале определяется высота полета.

Барограф (барометр-самописец). Данный прибор предназначен для непрерывной регистрации атмосферного давления. В гигиенической практике применяются металлические (анероидные) барографы (рисунок 37). Под влиянием изменений атмосферного давления пакет соединенных вместе анероидных коробок в результате деформации оказывает влияние на систему рычажков, а через них на специальное перо с незасыхающими специальными чернилами. При увеличении атмосферного давления анероидные коробки сжимаются и рычажок с пером поднимается кверху.

При уменьшении давления анероидные коробки с помощью помещенных внутри их пружин расширяются и перо чертит линию книзу. Запись давления в виде непрерывной линии вычерчивается пером на градуированной в мм рт. ст. или мб бумажной ленте, помещенной на цилиндрический вращающийся с помощью механического завода барабан. Используются барографы с недельным или суточным заводом с соответствующими градуированными лентами в зависимости от цели, задач и характера исследований. Выпускаются барографы с электрическим приводом, вращающим барабан.

Однако на практике данная модификация прибора менее удобна, так как ограничивается его использование в экспедиционных условиях. Для устранения температурных влияний на показания барографа в них вставляется биметаллические компенсаторы, автоматически осуществляющие коррекцию (поправку) движения рычажков в зависимости от температуры воздуха. Перед началом работы рычажок с пером с помощью специального винта устанавливается в исходное положение, соответствующее времени, обозначенном на ленте и на уровень давления, измеренный точным ртутным барометром.

Чернила для записи барограмм можно приготовить по следующей прописи:

· глицерин — 200 мл
· анилиновая краска в порошке — 2,4 г
· гуммиарабик, предварительно разведенный в 10 мл воды — 3 г
· спирт этиловый — 10 мл

Приведение объема воздуха к нормальным условиям (760 мм рт. ст., 0°С). Данный аспект измерения барометрического давления весьма важен при измерении концентраций загрязняющих веществ в воздухе. Игнорирование указанного аспекта может обусловить значительные ошибки в расчетах концентраций вредных веществ, которые могут достигать 30 и более процентов.

Приведение объема воздуха к нормальным условиям производится по формуле:

Источник

Таблица «Барометры и манометры»

Бобылева Любовь Анатольевна

Какую физическую величину измеряет

Основные части прибора

Принцип работы прибора

Ртутный барометр (греч.барос— «тяжесть» и метрео— «измеряю»)

Измеряет атмосферное давление

Р туть, чаша, стеклянная трубка( 90см)

Атмосферное давление уравновешивается весом столба ртути

(Барометры такого типа практически не используются, ртуть является опасным ядовитым веществом)

Измеряет атмосферное давление

Г офрированная пустотелая металлическая коробочка, металлическая плоская пружина, спиральная пружина, нить, передаточный механизм, стрелка-указатель

В середине прибора располагается коробка с тонкими гофрированными стенками из металла, под силой действия воздуха стенки сжимаются или разжимаются, рычажок поворачивает стрелку в ту или иную строну.

Жидкостный манометр ( манометр от двух греческих слов: манос – неплотный, метрео – измеряю.)

Измеряет небольшие давления в жидкости на различной глубине

Стеклянная трубка в форме буквы U, жидкость, круглая плоская коробочка, затянутая резиновой пленкой.

Принцип действия основан на уравновешивании измеряемого давления или разности давлений давлением столба жидкости.

Измеряет высокие давления

С огнутая в дугу полая трубка стрелка , зубчатка, кран, рычаг.

Один конец трубки запаян. Давление увеличивается, трубка разгибается, при этом воздействуя на рычаг. Рычаг через зубчатку действует на стрелку.

Свидетельство участника экспертной комиссии

Для скачивания материалов с сайта необходимо авторизоваться на сайте (войти под своим логином и паролем)

Если Вы не регистрировались ранее, Вы можете зарегистрироваться.
После авторизации/регистрации на сайте Вы сможете скачивать необходимый в работе материал.

Источник

Конспект урока по физике на тему «Барометр-анероид. Манометры» (7 класс)

Конспект урока на тему: «Барометр-анероид. Манометры».

Цель урока: узнать что такое «Барометр-анероид» и «Манометр», познакомиться с устройством этих приборов, принципом их действия и узнать где на практике они применяются.

— обучающие: изучить устройство и принцип действия барометра- анероида, жидкостного манометра, металлического манометра; научить пользоваться ими;

-развивающие: развивать познавательные, коммуникативные, экспериментаторские, рефлексивные компетенции учащихся;

-воспитательные: воспитывать внимательное доброжелательное отношение к участникам учебного процесса, личную ответственность за выполнение коллективной работы, понимание необходимости заботиться о чистоте атмосферного воздуха и соблюдать правила охраны природы, приобретение житейских навыков.

Структура урока:

Повторение пройденного материала.

Изучение нового материала.

Организационная часть:

— несколько слов о предстоящем уроке (постановка задачи).

2. Проверка знаний, умений и навыков учащихся по предыдущим темам.

Фронтальный опрос:

— Что такое давление? (Давление-это физическая величина, равная отношению силы, действующая на тело к площади этой поверхности, р= F / S )

— Что называется атмосферным давлением? ( Атмосферное давление – давление атмосферы или воздушной оболочки Земли)

— Что такое атмосфера? (Атмосфера – воздушная оболочка земли)

— Фамилия учёного, который создал первый прибор для измерения атмосферного давления (Торричелли)

— Фамилии учёного, чьим учеником был Торричелли? (Г. Галилей)

— Расскажите об опыте Торричелли

Решить задачи из задачника В. И. Лукашик № 572,547,548.

hello_html_m763decee.png

hello_html_m7e56ea46.jpg

hello_html_2081d79f.jpg

Изучение нового материала.

В практике для измерения атмосферного давления используют металлический барометр, называемый анероидом (в переводе с греческого – безжидкостный. Так барометр называют потому, что он не содержит ртути).

Внешний вид анероида изображен на рисунке. Главная часть его — металлическая коробочка 1 с волнистой (гофрированной) поверхностью. Из этой коробочки выкачан воздух, а чтобы атмосферное давление не раздавило коробочку, ее крышку пружиной 2 оттягивают вверх. При увеличении атмосферного давления крышка прогибается вниз и натягивает пружину. При уменьшении давления пружина выпрямляет крышку. К пружине с помощью передаточного механизма 3 прикреплена стрелка-указатель 4, которая передвигается вправо или влево при изменении давления. Под стрелкой укреплена шкала, деления которой нанесены по показаниям ртутного барометра. Так, число 750, против которого стоит стрелка анероида показывает, что в данный момент в ртутном барометре высота ртутного столба 750 мм. Следовательно, атмосферное давление равно 750 мм рт. ст., или ≈ 1000 гПа.

Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 °С, называется нормальным атмосферным давлением

hello_html_1af332c4.jpg

Знание атмосферного давления весьма важно для предсказывания погоды на ближайшие дни, так как изменение атмосферного давления связано с изменением погоды. Барометр — необходимый прибор при метеорологических наблюдениях.

Ребята, приходилось ли вам накачивать колёса велосипеда, мотоцикла, машины? Нужно ли знать давление в колесе? (Нужно)

Что можно сказать о давлении внутри шин по сравнению с атмосферным?

Как же это давление измерить? Подойдут ли известные нам приборы для измерения давления в этом случае?

Для измерения давлений, больших или меньших атмосферного используются приборы, о которых у нас пойдёт речь на сегодняшнем уроке. Эти приборы называются манометры.

Манометры бывают жидкостные и металлические. Рассмотрим сначала устройство и действие открытого жидкостного манометра.

Нhello_html_m7daa462.jpgа следующем рисунке изображен жидкостный манометр. Он имеет форму буквы U.

В его состав входит стеклянная трубка в форме буквы U. В эту трубочку налита жидкость. Один из концов трубки с помощью резиновой трубки соединяют с круглой плоской коробочкой, которая затянута резиновой пленкой.

Читайте также:  Волейбол Россия live результаты Уралочка НТМК Ж расписание завершенные матчи

Принцип действия жидкостного манометра

В исходном положении вода в трубках будет находиться на одном уровне. Если же на резиновую пленку будет оказываться давление, то уровень жидкости в одном колене манометра понизится, а в другом, следовательно, повысится. Это показано на рисунке. Мы давим на пленку пальцем.

Когда мы надавливаем на пленку, давление воздуха, который находится в коробочке, увеличивается. Давление передается по трубке и доходит до жидкости, при этом вытесняя её. При понижении уровня в этом колене, уровень жидкости в другом колене трубки, будет увеличиваться.

По разности уровней жидкости, можно будет судить о разности атмосферного давления и того давления, что оказывается на пленку.

hello_html_47e73ee9.jpg

На следующем рисунке показано, как с помощью жидкостного манометра измерить давление в жидкости на различной глубине.

А теперь поговорим немного о металлическом манометре.

На следующем рисунке изображен трубчатый металлический манометр.

hello_html_m6793a6d8.jpg

Его изобрел в 1848 году француз Э. Бурдон.

hello_html_193a6ab4.jpg

Основные составные части это: согнутая в дугу полая трубка (1), стрелка (2), зубчатка(3), кран(4), рычаг(5).

Принцип действия трубчатого манометра

Один конец трубки запаян. В другой конец трубки, с помощью крана соединяется с сосудом, в котором необходимо измерить давление. Если давление начнет увеличиваться, трубка будет разгибаться, при этом воздействуя на рычаг. Рычаг через зубчатку связан со стрелкой, поэтому при увеличении давления стрелка будет отклоняться, указывая давление.

Если же давление будет уменьшаться, то трубка будет сгибаться, а стрелка двигаться в обратном направлении.

Решение задач.

Задачи взяты из задачника «Сборник задач по физике» 7-9 классы, авторы В. И. Лукашик, Е.В. Иванова.)

hello_html_202baee0.png

hello_html_m414d33ea.png

hello_html_m17667427.png

hello_html_3c4b670f.png

Закрепление

Прибор для измерения атмосферного давления. (Барометр)

Безжидкостный барометр. (Анероид)

Прибор для измерения давлений, больших или меньших атмосферного. (Манометр)

Виды манометров. (Жидкостный и металлический)

Принцип действия манометров.

Какое атмосферное давление называют нормальным?

Источник

Различия между барометрами и манометрами 2021

Манометры

Манометр — это устройство, которое измеряет давление, обычно атмосферное давление. Манометры использовались на протяжении веков и выпускаются в различных исполнениях: от старых стеклянных труб, содержащих ртуть или воду, до новых цифровых устройств.

Барометры

Как и манометр, барометр также измеряет атмосферное давление. Фактически, барометр представляет собой манометр с закрытым концом. Однако барометры более ограничены по конструкции и функциям, чем манометры. Все барометры — манометры, но не все манометры — барометры.

Различия между манометрами и барометрами

  1. Форма и дизайн

Барометры

В качестве подразделения манометров барометры входят в одну базовую конструкцию: трубку с закрытым контуром. В частности, традиционным барометром является стеклянная трубка с одним открытым концом и вакуум на другом конце. На открытом конце атмосферные газы оказывают давление на жидкость внутри трубки. Эта жидкость, обычно ртуть, будет соответствовать высоте давления, приложенного внешними газами, поскольку вакуум на закрытом конце трубы не приведет к изменению высоты ртути.

Барометры с закрытым контуром могут быть U-образными или хорошо сформированными. В хорошо сформированном барометре труба с ртутью стоит вверх дном или перевернута в большой яме ртути, так что закрытый конец с вакуумом является самой высокой точкой, а открытый конец подвешен в жидкости. Наружные газы затем надавливайте на лунку ртути, которая расширяется в закрытую трубку.

Барометры также могут быть цифровыми или анороидными сегодня, что делает их переносимыми — традиционные стеклянные барометры должны быть прикреплены к столу или слева. Анероидные барометры, подобные тем, которые можно найти в автомобилях, могут иметь цифровой или часовой интерфейс. Эти барометры имеют ряд ячеек, заполненных воздухом, который поднимается в зависимости от атмосферного давления. Это тянет рычаги, прикрепленные к ячейкам, меняя циферблат на интерфейсе барометра.

Манометры

Манометры могут быть открытыми, закрытыми или цифровыми. Манометр с открытым контуром заполнен жидкостью, такой как вода или ртуть, и труба U-образная. Оба вершины U-образной трубки могут быть открыты, так что атмосферные газы оказывают давление на каждую сторону. Манометры с открытым контуром не обязательно должны иметь одинаковые размеры их трубок и даже иметь колодец на одном конце.

В дополнение к простому U-образному манометру с открытым контуром у многих манометров есть лампа или другое крепление на одном конце, заполненное газом высокого давления. Этот газ оказывает давление на его конец трубки, а атмосферные газы — на другом конце. Таким образом, манометры могут измерять различные виды газового давления.

Другой более точный тип манометра — манометр с наклонной трубкой. Это манометр с открытым концом, который обычно наклонена на вертикальный подъем на 1 дюйм, а на нижнем конце скважины. Наклон позволяет более точно измерять низкие давления.

В манометре с закрытым концом один конец манометра прикрепляется к газопроводу высокого давления, а другой имеет вакуум газа вместо открытого воздуха. Барометры также заполняют эту функцию, но измеряют только атмосферные газы.

  1. Внутренняя жидкость

Барометры

Барометры обычно заполняются ртутью. Требуется тяжелая жидкость, или барометр должен быть очень высоким, чтобы показать относительно большие изменения атмосферного давления. В цифровом или анороидном барометре нет жидкости — вместо этого есть воздух.

Манометры

Как и барометры, стеклянные манометры обычно заполняются ртутью или другой тяжелой жидкостью. Однако манометры с открытым контуром также могут быть заполнены более легкими жидкостями, которые могут показывать меньшие изменения давления. Эти жидкости включают воду, масло, бромиды и бензолы. Использование воды или масла может решить проблемы с ртутью, такие как отравление и токсичность.

  1. Расчет давления

Барометры

Чтение ртутного барометра относительно просто. Поскольку открытый конец является единственной стороной, влияющей на высоту ртути, пользователю просто нужно прочитать отмеченную высоту на закрытом вакуумном конце. Это должно дать атмосферное давление в миллиметрах или дюймах, которое может быть преобразовано в торр. (Например, типичное атмосферное давление на высоте уровня моря на ртутном барометре должно составлять 760 мм рт. Ст. Или миллиметры ртути).

Манометры

Атмосферное давление в манометре с открытым контуром считывается исходя из разницы в высоте между жидкостью в каждом плече трубки. На манометре с открытым контуром с атмосферным газом с обеих сторон разность высот рассчитывается либо в миллиметрах, либо в дюймах, что может быть преобразовано в гектопаскали.

Когда манометр открыт на одном конце, а также прикреплен к газопроводу высокого давления, следует учитывать, какая рука имеет больше жидкости. Если сторона, открытая для воздуха, имеет больше жидкости, то газ высокого давления оказывает большее усилие, а высота должна быть добавлена ​​к атмосферному давлению. Если для плеч верно обратное, тогда высота должна быть вычтена из атмосферного давления. Это даст давление, оказываемое газом высокого давления.

Если манометр закрыт на одном конце (создавая вакуум), а также прикрепляется к газому высокого давления, то, как барометр, давление представляет собой просто высоту закрытого рычага.

  1. Цель

Барометры

Барометр с закрытым вакуумом особенно хорош для измерения атмосферного давления. Это сделало ртутный барометр традиционным инструментом прогнозирования погоды и метеорологии, полями, которые зависят от изменений атмосферного давления для прогнозирования погодных условий.

Манометры

Другие типы манометров, кроме барометров, могут использоваться для измерения давления как ниже, так и выше атмосферного. Присоединяя лампу или другое устройство газа высокого давления к манометру, можно вычислить давление этого газа. Однако в некоторых случаях для измерения базового атмосферного давления все еще может потребоваться барометр.

Источник

Adblock
detector