informations générales
Les substances liquides et gazeuses agissent avec une certaine force sur les corps en contact avec elles. L'ampleur de cet effet, qui dépend des propriétés de la substance et de facteurs externes (température, compression, etc.), est caractérisée par la notion de pression.
La pression est le rapport de la force agissant perpendiculairement à la surface à la surface, à condition que la force soit uniformément répartie sur toute la surface. Faire la distinction entre la pression absolue et la pression relative.
La pression absolue est la pression totale d'un gaz ou d'un liquide, en tenant compte de toutes les forces agissantes, y compris la pression atmosphérique. La pression manométrique est la différence entre la pression absolue et la pression atmosphérique, à condition que la pression absolue soit supérieure à la pression atmosphérique. En ingénierie, en règle générale, la surpression est mesurée.
La pression absolue peut être inférieure à la pression atmosphérique. Si en même temps leur différence est faible, on parle alors de raréfaction, si elle est suffisamment grande - vide.
Les manomètres sont utilisés pour mesurer la surpression, c'est pourquoi cette pression est souvent appelée pression relative. Le vide et le vide sont mesurés avec des vacuomètres, la pression atmosphérique avec des baromètres.
L'unité SI de pression est le newton par mètre carré (N/m2). Cependant, les appareils fabriqués sont toujours calibrés dans d'anciennes unités - millimètres de colonne d'eau (mm de colonne d'eau), millimètres de colonne de mercure (mm Hg) et atmosphères techniques (kgf / cm2).
Une atmosphère technique est égale à la pression sur une surface de 1 cm2 d'une colonne de mercure de 735,56 mm de hauteur à une température de 0°C ou d'une colonne d'eau de 10 m de hauteur à une température de 4°C, soit 1 kgf/cm2 = = 735,56 mmHg. Art. = 104mm CE Art.
Le vide est mesuré en pourcentage de la pression atmosphérique ou dans les mêmes unités que la pression. La valeur moyenne de la pression atmosphérique atmosphérique a été déterminée à la suite de nombreuses mesures et est de 760 mm Hg,
Mesurer la pression avec un manomètre
Classé sous : Expériences , Artisanat , physique , Expériences | Tags : Mesure de la pression avec un manomètre, Expériences, Artisanat, physique, expérience | 20 juin 2013 | Svetlana
Pour mesurer la pression d'air ou de gaz à l'intérieur d'un récipient avec un manomètre, il est nécessaire d'attacher son tube en caoutchouc à ce récipient. Surveillez le niveau de liquide dans les deux branches du manomètre.
a) Si le liquide est au même niveau dans les deux coudes du manomètre, considérez que la pression du gaz à l'intérieur du récipient est la même que la pression de l'air ambiant.
b) Si le niveau de liquide dans la branche courte du manomètre est plus bas que dans l'autre, considérer que la pression à l'intérieur du récipient est supérieure à la pression de l'air ambiant.
c) Si le liquide dans la branche courte du manomètre est plus élevé que dans l'autre branche, considérez que la pression à l'intérieur du récipient est inférieure à la pression de l'air ambiant.
Avec une différence de niveaux de liquide dans les tubes du manomètre, le calcul de la différence de pression atmosphérique et de pression dans le récipient se fait selon la formule:
Vous pouvez faire les expériences suivantes en utilisant votre manomètre.
En plaçant fermement l'extrémité du tube en caoutchouc du manomètre sur l'entonnoir en verre, serrez la large ouverture avec un film en caoutchouc. Lorsque le liquide dans le manomètre s'est calmé, abaissez l'entonnoir dans un seau d'eau. Regardez comment la pression à l'intérieur de l'eau change avec la profondeur de l'entonnoir. Après avoir installé l'entonnoir à une certaine profondeur dans l'eau, tournez son trou dans différentes directions, de haut en bas, en suivant la lecture du manomètre.
2. Ouvrez la cheminée du four qui a été chauffé peu de temps avant l'expérience. Insérez le tube en caoutchouc du manomètre dans le four. Le niveau d'eau dans la branche courte du manomètre augmente. Calculer la pression d'air chaud dans le four (avec tirage).
3. Gonflez légèrement le sac en caoutchouc du coussin chauffant médical avec de l'air et connectez-le fermement au tube en caoutchouc du manomètre.Posez le sac horizontalement et placez-y des livres épais (chargez) les uns après les autres. Le manomètre indiquera bien le changement de pression d'air fermé dans le sac.
4. Si vous obtenez un tube de verre d'une longueur totale d'environ 1,7 m, vous pouvez fabriquer un manomètre pour mesurer une surpression beaucoup plus élevée, par exemple la pression d'air la plus élevée lors du soufflage par la bouche. De cette façon, la "force des poumons" est contrôlée. Il faut souffler non pas par saccades, mais en augmentant progressivement la pression.
5. Le même instrument peut mesurer le plus grand vide créé par l'aspiration orale. Dans ce cas, vous devez aspirer l'air de l'extrémité supérieure du tube avec votre bouche.
6. Si dans l'appareil de la 4ème expérience, au lieu d'un coude court du tube, un tube rétréci est inséré, alors en soufflant dans le long coude, une fontaine battra du tube court.
FR Sokolov "Au jeune physicien"
Physique pour le lycée
Baromètres. Manomètres
Les baromètres sont des instruments utilisés pour mesurer la pression atmosphérique. Le baromètre à mercure (Fig. 1) consiste en un tube de verre en forme de U rempli de mercure, dont une extrémité est scellée et l'autre extrémité contient un réservoir ouvert de mercure. Le baromètre a une échelle avec des divisions millimétriques, qui mesure directement la pression atmosphérique en millimètres de mercure. Il est numériquement égal à la hauteur de la colonne de mercure entre ses niveaux dans les genoux fermés et ouverts du baromètre.
Riz. un
L'avantage de ces baromètres est la plus grande précision des lectures. Inconvénients - ils sont encombrants, fragiles, les vapeurs de mercure sont nocives pour la santé humaine.
Un baromètre métallique anéroïde (Fig. 2) est constitué d'une chambre cylindrique K d'où l'air est évacué. La chambre est hermétiquement fermée avec une fine membrane de couvercle ondulée M.
Riz. 2
Afin que la pression atmosphérique n'aplatisse pas la membrane, celle-ci est reliée au moyen d'une tige T à un ressort P fixé sur le boîtier de l'instrument. Une flèche C est attachée au ressort, dont l'extrémité se déplace le long de l'échelle W. Lorsque la pression atmosphérique change, la membrane se plie vers l'intérieur ou vers l'extérieur et déplace la flèche le long de l'échelle.
Les avantages des anéroïdes sont qu'ils sont faciles à utiliser, durables et de petite taille. Le principal inconvénient est qu'ils sont moins précis que les baromètres à mercure.
Les manomètres sont utilisés pour mesurer la pression, supérieure ou inférieure à la pression atmosphérique. Les manomètres sont liquides et métalliques.
Un manomètre à liquide se présente sous la forme d'un tube en forme de U avec un liquide (généralement de l'eau ou du mercure), dont un coude est relié au récipient dans lequel la pression doit être mesurée (Fig. 3, a). Le niveau de liquide dans cette jambe va diminuer (si la pression dans la cuve est supérieure à la pression atmosphérique) ou monter (si elle est inférieure à la pression atmosphérique) par rapport au niveau de liquide dans la deuxième jambe. La pression mesurée sera p = pune ±pgh, où pune - pression atmosphérique, pgh - pression hydrostatique de la colonne de liquide en excès dans le coude du manomètre.
Riz. 3
Pour mesurer la pression à l'intérieur du liquide avec un tel manomètre, une boîte plate est fixée à l'un de ses genoux à l'aide d'un tube en caoutchouc dont un côté est recouvert d'un film en caoutchouc (Fig. 3, b).
Le manomètre métallique le plus simple est disposé comme suit (Fig. 3, c). Une fine plaque élastique M - une membrane - ferme hermétiquement la boîte K, d'où l'air est partiellement évacué. Un pointeur P est attaché à la membrane, tournant autour de l'axe O. Lorsque l'appareil est immergé dans un liquide, la membrane se plie sous l'action des forces de pression et sa déviation est transférée au pointeur se déplaçant le long de l'échelle.
Classement des instruments
Les types de manomètres diffèrent de deux manières : par le type d'indicateur qu'ils mesurent et par le principe de fonctionnement.
Selon la première caractéristique, ils sont divisés en:
- des instruments destinés à mesurer la pression atmosphérique, sinon on les appelle baromètres ;
- instruments de mesure de l'excès et de l'absolu ;
- vacuomètres, conçus pour mesurer la différence entre les pressions atmosphériques et absolues;
- les manomètres mesurent les petites surpressions (jusqu'à 40 kPa);
- les tagonomètres, un type de jauge à vide qui mesure la surpression de la limite supérieure de 40 kPa ;
- manomètres différentiels, mesurer la différence de pression.
Ils fonctionnent sur le principe de l'équilibrage de la différence de pression avec une certaine force. Par conséquent, le dispositif des manomètres est différent, en fonction de la manière exacte dont cet équilibrage se produit.
Selon le principe d'action, ils sont divisés en:
- liquide, l'équilibrage de la différence de pression dans de tels appareils se produit en raison de la pression hydrostatique de la colonne de liquide, l'appareil utilise le principe des vases communicants;
- le ressort a une conception simple et est largement utilisé pour mesurer la pression du milieu dans une large gamme;
- membrane, basée sur la compensation pneumatique, l'équilibrage de pression se produit en raison de la force élastique de la boîte à membrane;
- électrocontact, utilisé dans les systèmes de contrôle et de signalisation automatiques, car ils peuvent être utilisés pour réguler le milieu mesuré grâce au mécanisme d'électrocontact intégré dans le boîtier ;
- différentiel sont utilisés pour mesurer le niveau de liquides sous pression, le débit de liquide, de vapeur et de gaz à l'aide de diaphragmes.
https://youtube.com/watch?v=MLdd1XPX7cA
Sur rendez-vous, il existe des types de manomètres tels que:
- les instruments techniques généraux sont utilisés pour mesurer la pression de liquides, de gaz et de vapeurs chimiquement neutres par rapport aux alliages de cuivre ;
- oxygène, ils sont produits dans des boîtiers bleus avec O2 indiqué sur le cadran, ils sont utilisés pour mesurer la pression d'oxygène dans des bouteilles ou des aspirateurs;
- l'acétylène sont utilisés pour contrôler la surpression d'acétylène ;
- les références sont utilisées pour vérifier d'autres instruments, car elles ont une grande précision;
- les navires sont utilisés dans les navires et le transport maritime ;
- le rail est utilisé dans le transport ferroviaire ;
- les enregistreurs ont un mécanisme intégré qui vous permet de reproduire le résultat du travail sur papier.
https://youtube.com/watch?v=rq3BMjXM7PY
