![]() Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Способи вимірювання малих тисків.
Манометр Мак-Леода (рис. 183) складається з скляної кулі H, у верхній частині якої є трубка K1, з дуже вузьким каналом, з поділками, запаяна вгорі.
Виміряючи тиск, досліджуваний простір сполучають трубкою а з манометром. Куля G у цей час стоїть у нижньому положенні, і всі трубки, вільні від ртуті, заповнюються газом того самого тиску, під яким перебуває газ у досліджуваній посудині. Потім підіймають кулю G у верхнє положення (рис. 184). При цьому частина газу стала заперта у кулі H і трубці K1. При дальшому підійманні ртуті, газ поволі стискуючись, увійде з H в трубку К1. Решта ртуті вільно підіймається трубкою K2. Через те, що в трубці K1 газ стиснений, у трубці K1 і K2 буде деяка різниця рівнів, яка дорівнюватиме тискові газу в трубці K1, стисненого в певне число разів. Якщо об'єм кулі H дорівнює V, тиск газу, що був у ньому перед стисканням, дорівнює х(він дорівнює тискові газу в досліджуваному просторі), об'єм цього газу після стискання його в трубці K1 дорівнює V1, а різниця стовпів ртуті в трубках K1 і K2 дорівнює h,— то за законом Бойля - Маріотта можна написати:
Наприклад, якщо:
то:
Манометром Мак - Леода можна виміряти тиски до 0,00001 мм. Запитання та вправи. 1. Як побудовано поршневий повітряний насос — всисний і нагнітальний? 2. Як побудовано насос Геде ? 3. Пояснити, як побудовано і як працює Лангмюірів насос ? 4. Пояснити, як побудований і як працює манометр Мак-Леода? 5. Об'єм резервуара, з якого викачують повітря, дорівнює 2400 см3.Циліндр насоса має об'єм 1600 см3. Атмосферний тиск 756 мм. Яке буде розрідження після трьох підіймань поршня ? 6. Нагнітальним насосом накачується повітря в скляну кулю, ємністю в 2 л. Об'єм циліндра поршня насоса 0,5 л. Скільки разів треба опустити поршень, щоб згустити повітря до 4 am ? Обчислити вагу повітря в кулі. Сифон.
Рух рідини в сифоні можна порівняти з рухом перекиненого через блок ланцюжка (рис. 186), кінці якого спущені в посудини D і Е. Якщо підняти посудину D, то від дії ваги зайвої частини ланцюжок буде переміщуватися в посудину Е.
У положенні, показаному на рис. 185, вага стовпа рідини в довгому коліні сифона CB більша від ваги стовпа рідини в короткому коліні AC на величину ваги стовпа Н. Різниця цих ваг переганяє рідину з посудини А в посудину В. Як тільки ця різниця стане рівна нулеві, а це буде коли рівні в A і B стануть однакові, рух рідини в сифоні припиняється. Через це сифон може працювати тільки доти, доки нижній отвір коліна CB і рівень рідини в посудині лежить нижче від рівня рідини в посудині A. Сифону звичайно надають форми, показаної на рис. 187. Закрутивши кран А, через трубку ВАС втягають ротом у сифон рідину. Коли трубка ВАС наповниться, відкручують кран Аі далі сифон працює сам. Щоб рідина під час наповнення сифона випадково не потрапила в рот, у трубці AC є розшир D. Закон Архімеда для газів За законом Архімеда підіймальна сила, що діє на занурене в рідину тіло, дорівнює вазі рідини, витисненої цим тілом. Закон Архімеда стосується не тільки до рідин, а й до газів. Це можна показати на ряді дослідів.
В товстостінну пляшку вставляють гумову пробку, яку міцно прив'язують мотузкою або дротом до шийки пляшки (рис. 188). Крізь пробку проходять дві скляні трубки E і D, на край яких натягнено гумові трубочки. Затисками D і E середина пляшки роз'єднується з зовнішнім повітрям. На трубку E надівають зібгану гумову кульку F з тонкими стінками. Дослід проводять у такому порядку: затиск E закручують, а D відкручують; у пляшку через трубку D ручним насосом накачують деяку кількість повітря. Після цього затиск D закручують, і пляшку ставлять на шальку терезів. Для рівноваги на другу шальку кладуть гирі або дріб. Якщо після цього відкрити затиск E, частина повітря з пляшки ввійде в гумову кулю F, через це куля надується, об’єм її збільшеться й підіймальна сила повітря, що діє на весь прилад, і шалька з гирями переважить (рис. 189 ). Почепимо до вкороченої шальки A терезів дволітрову колбу B, закриту гумовою пробкою, і зрівноважимо терези. Під колбу B підставимо широку посудину C так, щоб вона оточувала всю колбу, і наповнимо цю посудину вуглекислим газом (рис. 190). Рівновага терезів при цьому порушиться. Знову зрівноваживши терези, за вагою додаткових важків, покладених на другу шальку терезів, визначаємо різницю між підіймальною силою вуглекислого газу і повітря. У нашому випадку ця різниця дорівнює
Запитання та вправи. 1. В чому полягає закон Архімеда для газів? 2. Яка справжня маса латунної гирі, що її вага при нормальному атмосферному тискові 1кг, Густина латуні 8,4 г/см3. 3. Кусок алюмінію в повітрі важить 21,6 г, об'єм його 8 см3. Визначити справжню густину алюмінію. 4. Мідна кулька об'ємом на 100 см3 в порожняві важить 890,13 г. Визначити її вагу в повітрі. Основи повітроплавання На всяке тіло, що є в повітрі, діють дві сили: вага тіла і підіймальна сила, яка дорівнює вазі повітря в об'ємі тіла. Ця сила напрямлена вертикально вгору. Якщо підіймальна сила буде більша від ваги, тіло підійматиметься вгору, аж поки обидві сили зрівняються. Якщо вага тіла Р, вага повітря в об'ємі тіла F, то під впливом сили На практиці, щоб протидіяти атмосферному тискові, оболонку повітряного корабля наповнюють будь-яким дуже легким газом: воднем, гелієм або світильним газом. Якщо позначити вагу 1 м3 повітря при 00 буквою P1, а вагу 1 м3 газу буквою P2, то Різниця між вагою кубічного метра повітря і вагою такого самого об'єму газу називається підіймальною силою одного кубічного метра газу. Підіймальна сила 1 м3 водню дорівнює 1,2 кг, гелію —1,11 кг, світильного газу — 0,69 кг. Найбільшу підіймальну силу має водень, через це ним вигідно наповнювати повітряні кораблі. Але водень горить і тому дуже небезпечний. Підіймальна сила повітряного корабля Всі зазначені фактори, а також і багато інших, доводиться брати до уваги, будуючи корабль. Запитання та вправи. 1. Що називається підіймальною силою 1 м3 газу? 2. Яка підіймальна сила дирижабля „Комсомольская Правда", наповненого воднем, якщо його об'єм 2460 м3? 3. Дирижабль В - 3 має об'єм 6800 м3. Яка його підіймальна сила, якщо він наповнений воднем ? Рух рідин. Спостерігаючи, як тече вода в руслі річки або каналі, ми можемо помітити, що частинки води течуть паралельно одна до одної, причому швидкість течії в різних частинах потоку різна. Близько берега вода тече повільніше, ніж на середині потоку; що ближче до середини, то з більшою швидкістю тече рідина. Якщо вода в своєму русі натрапляє на будь-яку перепону, яку вона обходить, ми помічаєм, що позад перепони утворюються вихри — частинки рідини починають обертатися. Вихровий рух спостерігають, коли з ванни виливають воду, витягши пробку. Вода, виливаючись, крутиться, утворюючи вихор. Такий самий вихор можна бачити біля берегів річки з бистрою течією. Причина, що сповільнює швидкість течії біля берегів і спричиняє утворення вихрів,— це тертя між частинками рідини і сторонніми тілами, які є в рідині. Тертя між частинками рідини й сторонніми тілами називається зовнішнім тертям. Тертя між частинками, зумовлене різною швидкістю суміжних шарів рідини, називається внутрішнім тертям. Існування зовнішнього і внутрішнього тертя можна довести дослідом. Поставимо на відцентрову машину циліндричну посудину з водою, на якій плаває дошка з укріпленим на ній прапорцем. Якщо посудині надати руху, то спочатку прапорець залишається непорушним: стінки посудини ковзають відносно води - мале тертя. Але поступово набуває руху і вода, і прапорець починає обертатись. Цей дослід доводить, що тертя між стінками посудини і зовнішніми частинками води спочатку надало руху зовнішнім частинкам води, а потім через внутрішнє тертя були захоплені один за одним і суміжні шари. Коли б не було внутрішнього і зовнішнього тертя, то в потоці, обмеженому паралельними стінками, всі шари рідини рухалися б з однаковою швидкістю паралельно один одному і ніяких вихрів при рухові рідини не виникало б. Для спрощення ми приймемо, що тертя в рідинах немає. Сила потоку. Якщо якоюсь трубою, переріз якої всюди однаковий і рівний q, тече рідина або газ з однаковою швидкістю v,то через усякий поперечний переріз труби в кожний момент часу входить і виходить однакова кількість рідини або газу. Такий потік називається стаціонарним. Кількість рідини, або газу, що протікає за одиницю часу через переріз потоку рідини або газу, називається силою потоку. Якщо переріз потоку q м2 і швидкість потоку ν м/с,то сила потоку При стаціонарній течії і при неоднакових перерізах труби сила потоку повинна бути в усіх частинах труби однакова. Справді, якщо через переріз q в певний час протікає M м3 рідини, то така ж кількість рідини повинна протекти за той час через переріз q1, а це може бути тільки в тому випадку, коли швидкості течії в різних перерізах нерівні. Якщо при перерізі q швидкість потоку v, а при перерізі q1 швидкість потоку ν1, то:
Швидкості рідини в різних частинах стаціонарного потоку обернено пропорційні перерізові потоку. Лінії течії Спостерігати рух окремих частин рідини, можна, якщо потік відкрито зверху, насипати на рідину дрібних паперових окрайків, тирси або порошку алюмінію. Так само можна зробити помітним рух частин газу, якщо в скляну посудину, в якій іде газ, пустити через ряд отворів тонкі струми диму. Для дослідження руху рідини є спеціальні прилади з двох скляних плоских пластинок, розміщених паралельно одна одній і відокремлених одна від одної дуже вузьким простором. За допомогою труби, що підводить воду, її пускають текти між пластинками. До краю однієї з пластинок прилагоджено прилад, за допомогою якого в потік, що тече між стінками, можна ввести кілька забарвлених струмів. Лінії, утворені забарвленими струмами, указують напрям швидкості вданому місці потоку. Ці лінії називаються лініями течії (рис. 192).
Частини рідини, обмежені лініями течії, будемо називати трубками течії. Якщо потік не зустрічає якихось перепон, лінії течії будуть паралельні (рис. 192), і трубки течії мають скрізь однаковий переріз, значить, швидкість течії в усіх частинах потоку однакова. Помістивши між скляними пластинками циліндричний шматок гуми, ми помічаємо, що лінії течії вигинаються і обтікають гуму (рис. 193). Переріз AB потоку води між гумою і рамкою приладу менший, ніж переріз CD. В перерізі AB швидкість потоку більша, ніж у інших місцях, і лінії течії розташовані густіше, ніж в інших місцях. Значить, швидкість потоку ми можемо визначити з розташування ліній потоку. Тиск.
Потік, що обтікає крило аероплана, поданий на рис. 196. Ми бачимо, що зверху крила тиск менший, ніж внизу крила. Різниця тиску на крило зверху і знизу і є сила, що підіймає аероплан. При рухові у воді гвинта пароплава або пропелера в повітрі передня й задня поверхні гвинта або пропелера підпадають під різний тиск. Різниця цих тисків є сила, що надає руху пароплавові або літакові. Рух твердого тіла в рідині. Якщо тверде тіло рухається в рідині, тертя рідини чинить опір цьому рухові.
|
||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-07-23 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |