Справочник по физике для поступающих в ВУЗы - Гаевой А.И.
Скачать (прямая ссылка):
При подъеме до высоты 600 м через каждые 10,5 м давление понижается на 1 мм рт. ст. По понижению давлення с высотой можно судить о высоте подъема. Барометры, на шкале которых-вместо миллиметров ртутного столба нанесены показания в метрах высоты подъёма, называются высотомерами, нлн альтиметрами.
Приборы, предназначенные для измерении давления в закрытых сосудах, называются манометрами.
Различают жидкостные и металлические манометры. В свою очередь жидкостные манометры бывают открытые и закрытые. Открытый жидкостный манометр представляет собой сообщающиеся сосуды, наполненные до определеиногЬ уровня однородной жидкостью. Один конец их соединен с сосудом, в котором измеряется давление пара нли газа. По разности уровней жидкости в сообщающихся сосудах можно судить об измеряемом давлении. Манометры показывают, на какую величину давление в сосуде больше (или меньше) атмосферного. Если н коленах мвиометра находится не ртуть, то давление
пересчитывается по формуле A = , где рх — плотность жидкости
в манометре, A1 — высота столба этой жидкости, а р и А — те же величины для ртути.
Закрытый жидкостный манометр тоже представляет собой сообщающиеся сосуды, один конец которых запаян. Шкала' закрытого жидкостного манометра рассчитывается по закону Бойля — Мариотта.
- Жидкостные манометры применяются для измерения малых давлений. Для измерения больших давлений пользуются металлическими манометрами. Главной частью металлического манометра является дугообразная упругая полая трубка, запаянная с одного конца. Открытый конец трубки, прикреплен к корпусу манометра; он соеди-
101
няется с сосудом, в котором измеряется давление. Прн увеличенйи давления в трубке последняя выпрямляется (тем больше, чем выше давление). К запаянному кошу трубки при помощи рычагов присоединена стрелка, перемещающаяся над проградуированной шкалой.
Задача 1. Показание барометра-анероида р = 750мм рт. ст. Какое давление будет показывать анероид, установленный под колоколом (с последним соединен жидкостный манометр), если из-под колокола откачать воздух так, чтобы манометр показывал давление р, = 70 мм рт. ст.?
Решен’ие. Атмосферное давление в данном опыте уравновешивается давлением столбика ртути P1 и давлением воздуха р8 под колоколом, т. е. P = Pi+P2- Отсюда р2~ р — рг— (750 — 70) мм рт. ст. — 680 мм рт. ст.
Ответ. Анероид покажет 680 мм рт'. ст.
Задача 2V Манометр показывает давление в котле P1 = I am, а барометр-анероид — давленве рг = 760 мм рт. ст. Какое давление производит пар на стенки котла?
Решение. Давление пара на стенки котла больше атмосферного иа ¦ I am. Следовательно, р= рг + ра я± 9,8 • IO4 н/м2 + 10,13 X X IO4 HlMtt= 19,9 • IO4 HlMi.
Ответ. Давление пара на стенкн котла равно 19,9 10* к/ж8.
Примечание. В приведенных задачах и в последующем давление дается не только в единицах СИ потому, что применяемые на практике приборы имеют шкалы, проградуированные в миллиметрах ртутного столба или в атмосферах.
§ 43. Движение жидкости и газа
При относительном движении слоев жидкости (или газа) между ними возникают силы, замедляющие движение одних слоев и ускоряющие движение других слоев. Сила, с которой один слой жидкости или газа действует на Другой, называется силой внутреннего трения, или силой вязкости. В зависимости от величины силы внутреннего трения вещества подразделяют на более вязкие и менее вязкие.
Жидкость (газ) препятствует движению тел в них. Сила, препятствующая движению тела в жидкости (газе), называется силой сопротивления. Сила сопротивления зависит от формы тела, площади лобового сечения, скорости движения и рода жидкости (газа), в которой движется тело. В воздухе, в частности, силу сопротивления называют аэродинамическим сопротивлением.
До определенной скорости (так называемой критической) слои жидкости скользят друг по другу, т. ?. относительное Движение слоев текущей жидкости (газа) не нарушается. Такое течение называется слоистым, или ламинарным. Когда 'скорость течения превос-
¦102
4
Ходит критическую, взаимное действие скользящих слоев изменяет относительное расположение частиц жидкости (газа); возникают завихрения. Такое движение называется вихревым, или турбулентным.
Если труба, по которой течет жидкость, не имеет ответвлений, то количество жидкости, проходящее через любое сечение трубы, одинаково; в противном случае при длительном течении в одних местах жидкость скапливалась бы, а в других происходил бы разрыв потока. Исходя из» этого, при отсутствии трения объем жидкости, протекающей за единицу времени в одном месте, U1S1 равен объему жидкости, протекающей за единицу времени в другом месте, V2S2, т. е. D1S1=DaSa. Течение, удовлетворяющее данному условию, называется стационарным. Отсюда следует, что при стациоварном течении скорость движущихся частиц жидкости обратно пропорциональна площади сечения трубы.
Все изложенное выше относится в равной мере и к жидкостям, и к газам.
В текущей жидкости различают статическое и динамическое давление. Статическое das- Рнс. 37.
