Атмосферное давление на разных высотах. Манометры
Материалы к уроку
Конспект урока
Воздух — это смесь газов. Давление воздуха зависит от его состава. Например, давление воздуха, насыщенного водяными парами, уменьшается, так как масса молекул воды меньше массы молекул азота и кислорода, также входящих в состав воздуха.
А как вычислить атмосферное давление на различных высотах?
Способ для вычисления давления жидкости нам уже известен. Плотность воды и других жидкостей на различных глубинах будет практически одинаковой. Величина давления однородной жидкости будет зависеть только от высоты столба жидкости.
Вещество в газообразном состоянии легко сжимаемо. Плотность воздуха с увеличением высоты становится меньше. Наибольшее давление, создаваемое воздухом, — у поверхности Земли.
Все, кто приезжают в горы, вначале чувствуют дискомфорт из-за нехватки воздуха. Говорят, что воздух в горах разряжен. Это означает, что расстояние между молекулами стало больше, то есть плотность уменьшилась. Зависимость давления воздуха от высоты более сложная, нежели у воды. Наблюдения показывают, что атмосферное давление в местностях, лежащих на уровне моря, в среднем равно 760 мм ртутного столба. Принято считать атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0°С, нормальным.
Нормальное атмосферное давление равно 101300 Па или 1013гПа: 760 мм рт. ст.=101300Па. Измеряя давление на разных высотах, мы убеждаемся, что чем больше высота над уровнем моря, тем давление меньше. При небольших подъемах, в среднем на каждые 12 метров подъема, давление уменьшается на 1 мм рт. ст. Если известна зависимость давления от высоты, то по изменившимся показаниям барометра можно определить высоту над уровнем моря. Анероиды, имеющие шкалу, по которой непосредственно можно отсчитать высоту, называют высотомерами. Они нашли свое применение в воздухоплавании и при подъемах на горы. Для измерения разности давлений в сосуде и атмосферного давления служат манометры (в переводе с греческого м а н о с — редкий, неплотный, м е т р е о — измеряю). Глядя на шкалу этого прибора, можно оценивать давление, сравнивая его с атмосферным.
Простейший манометр — жидкостный. Он представляет собой у-образную трубку, заполненную жидкостью и открытую с двух концов. Справа и слева на жидкости действует атмосферное давление. Присоединим к одному из концов манометра колбу, заполненную воздухом. Нагревая колбу, мы увидим, как жидкость в манометре приходит в движение. Это происходит потому, что избыточное давление передается по всем направлениям, согласно закону Паскаля. Жидкость придет в равновесие, когда слой жидкости «a», уравновесит добавочное давление.
Охладим колбу, при этом столб жидкости начнет двигаться в противоположном направлении. Мы наблюдаем уменьшение давления.
Заменим стеклянную колбу на металлическую коробку с мягкой резиновой стенкой. Нажав на стенку, убедимся, что давление повышается.
Теперь опустим коробку в сосуд с водой и будем наблюдать, как изменяется давление с увеличением глубины. Чем глубже погружаем прибор в воду, тем больше разница между уровнями жидкости в манометре, следовательно, давление вода оказывает большее. Металлический трубчатый манометр изобрел в 1848 году француз Эжен Бурдон.
Рассмотрим его устройство.
Данный прибор состоит из следующих элементов: согнутая в дугу полая трубка (1), стрелка (2), зубчатка(3), кран(4), рычаг(5).
Один конец трубки запаян, другой присоединен к емкости, в которой 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.
А как вычислить атмосферное давление на различных высотах?
Способ для вычисления давления жидкости нам уже известен. Плотность воды и других жидкостей на различных глубинах будет практически одинаковой. Величина давления однородной жидкости будет зависеть только от высоты столба жидкости.
Вещество в газообразном состоянии легко сжимаемо. Плотность воздуха с увеличением высоты становится меньше. Наибольшее давление, создаваемое воздухом, — у поверхности Земли.
Все, кто приезжают в горы, вначале чувствуют дискомфорт из-за нехватки воздуха. Говорят, что воздух в горах разряжен. Это означает, что расстояние между молекулами стало больше, то есть плотность уменьшилась. Зависимость давления воздуха от высоты более сложная, нежели у воды. Наблюдения показывают, что атмосферное давление в местностях, лежащих на уровне моря, в среднем равно 760 мм ртутного столба. Принято считать атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0°С, нормальным.
Нормальное атмосферное давление равно 101300 Па или 1013гПа: 760 мм рт. ст.=101300Па. Измеряя давление на разных высотах, мы убеждаемся, что чем больше высота над уровнем моря, тем давление меньше. При небольших подъемах, в среднем на каждые 12 метров подъема, давление уменьшается на 1 мм рт. ст. Если известна зависимость давления от высоты, то по изменившимся показаниям барометра можно определить высоту над уровнем моря. Анероиды, имеющие шкалу, по которой непосредственно можно отсчитать высоту, называют высотомерами. Они нашли свое применение в воздухоплавании и при подъемах на горы. Для измерения разности давлений в сосуде и атмосферного давления служат манометры (в переводе с греческого м а н о с — редкий, неплотный, м е т р е о — измеряю). Глядя на шкалу этого прибора, можно оценивать давление, сравнивая его с атмосферным.
Простейший манометр — жидкостный. Он представляет собой у-образную трубку, заполненную жидкостью и открытую с двух концов. Справа и слева на жидкости действует атмосферное давление. Присоединим к одному из концов манометра колбу, заполненную воздухом. Нагревая колбу, мы увидим, как жидкость в манометре приходит в движение. Это происходит потому, что избыточное давление передается по всем направлениям, согласно закону Паскаля. Жидкость придет в равновесие, когда слой жидкости «a», уравновесит добавочное давление.
Охладим колбу, при этом столб жидкости начнет двигаться в противоположном направлении. Мы наблюдаем уменьшение давления.
Заменим стеклянную колбу на металлическую коробку с мягкой резиновой стенкой. Нажав на стенку, убедимся, что давление повышается.
Теперь опустим коробку в сосуд с водой и будем наблюдать, как изменяется давление с увеличением глубины. Чем глубже погружаем прибор в воду, тем больше разница между уровнями жидкости в манометре, следовательно, давление вода оказывает большее. Металлический трубчатый манометр изобрел в 1848 году француз Эжен Бурдон.
Рассмотрим его устройство.
Данный прибор состоит из следующих элементов: согнутая в дугу полая трубка (1), стрелка (2), зубчатка(3), кран(4), рычаг(5).
Один конец трубки запаян, другой присоединен к емкости, в которой 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.
Остались вопросы по теме? Наши педагоги готовы помочь!
Подготовим к ЕГЭ, ОГЭ и другим экзаменам
Найдём слабые места по предмету и разберём ошибки
Повысим успеваемость по школьным предметам
Поможем подготовиться к поступлению в любой ВУЗ