Задание 47.1. Постройте график зависимости давления p, измеряемого под водой, от глубины погружения h, заполнив предварительно таблицу. Считайте g = 10 Н/кг, $p_{атм}$ = 100 кПа.
Напомним: p = $p_{воды}+p_{атм}$
h,м 0 10 20 30 40
$p_{воды}$, кПа 0 100 200 300 400
p, кПа 100 200 300 400 500$p_{1} = gρh + p_{атм} = (10 * 1000 * 10) + 100 = 200$ кПа.
$p_{2} = (10 * 1000 * 20) + 100 = 300$ кПа.
$p_{3} = (10 * 1000 * 30) + 100 = 400$ кПа.
$p_{4} = (10 * 1000 * 40) + 100 = 500$ кПа.
Задание 47.2. На рисунке изображен открытый жидкостный манометр. Цена деления шкалы прибора 1 см.
а) Определите, на сколько давление воздуха в левом колене манометра отличается от атмосферного.
Уровень в левом колене манометра отличается на 20 см.
Δ p = $p_{л} — p_{пр}$ = gρh;
Δ p = 9,8 Н/кг * 13600 кг/$м^{3}$ * 0,2 м = 26656 Па = 200 мм.рт.ст.
б) Определите давление воздуха в левом колене манометра с учётом того, что атмосферное давление 100 кПа.
$p_{л} = p_{атм} + Δ p$ = 100 000 Па + 26656 Па = 126656 Па.
Задание 47.3. На рисунке показана U−образная трубка, заполненная ртутью, правый конец которой закрыт. Чему равно атмосферное давление, если разность уровней жидкости в коленах U−образной трубки равна 765 мм, а мембрана погружена в воду на глубину 20 см?
Дано:
h = 20 см;
H = 765 мм.
$p_{атм}$ − ?
СИ:
h = 0,2 м;
H = 0, 765 м.
Решение:
$ρ_{рт}gH = p_{атм} + ρ_{в}gh$;
$p_{атм} = ρ_{рт}gH — ρ_{в}gh$;
$ρ_{рт}$ = 13600 кг/$м^{3}$;
$ρ_{в}$ = 1000 кг/$м^{3}$;
g ≈10 Н/кг;
$p_{атм}$ = 13600 * 10 * 0, 765 − 1000 * 10 * 0,2 = 102040 Па = 102 кПа.
Ответ: 102 кПа
Задание 47.4. а) Определите цену деления и показание металлического манометра (рис. а).
б) Опишите принцип действия прибора, используя цифровые обозначения деталей (рис. б).
а) Цена деления: 0,25 Н/$см^{2}$.
Показание: 8,5 Н/$см^{2}$.б) Основная часть металлического манометра – согнутая в дугу металлическая трубка 1, один конец которой запаян. Другой конец трубки сообщается с сосудом для измерения давления с помощью крана 4. Движение трубки при изменении давления с помощью рычага 5 и зубчатки 3 передается на стрелку 2 приборной шкалы. При уменьшении давления трубка и стрелка возвращаются в начальное положение.