Параметры состояния

1. Цель работы
Целью настоящей работы является ознакомление с существующими способами измерения давления в газах и жидкостях, единицами измерения давления и приобретение практических навыков в измерении давления.
2. Краткие теоретические сведения
Давлением называется отношение силы, действующей по нормали и поверхности тела, к единице площади поверхности этого тела.
Давление является однимиз параметров состояния, определяемых непосредственным измерением. При измерении давления в неподвижных газообразных и жидкостных средах различают атмосферное (барометрическое), избыточное, вакуумметрическое и абсолютное давление.
Атмосферное давление b0 создается массой воздушного столба земной атмосферы. Оно имеет переменное значение, зависящее от высоты над уровнем моря, географическойшироты и метеорологических условий.
Избыточное давление p(изб) выражает превышение давления среды над атмосферным давлением.
Вакуумметрическое давлением p(вак) характеризует давление( вакуум), недостающее до атмосферного давления.
Абсолютное давление p(абс) может быть больше или меньше атмосферного. В первом случае (p(абс) > b0 ) абсолютное давление равно сумме атмосферного и избыточногодавлений
Р (абс)= b0 + Р(изб).
В втором случае (p(абс) < b0 ) абсолютное давление равно разности атмосферного и вакуумметрического давлений
Р (абс)= b0 - Р(изб).
Графическая связь между различными давлениями показана на рис 1.

Р(изб)
p(вак)
Р (абс)= b0 b0 b0
Р (абс)< b0

Рис 1.
Единица измерения давления в системе СИ- Па (паскаль) соответствует давлению наплощадь Iм² земли IН (ньютон), т.е. I Па = I Н/ м². Кроме Паскалей применяются следующими соотношениями:
I бар = 10 Па;
I Техническая атмосфера = 0,981∙ 10 Па;
I Физическая атмосфера = 1,013∙ 10 Па;
I Миллиметр ртутного столба = 133 Па;
I Миллиметр водяного столба = 9,81 Па.

3. Классификация приборов для измерения давленя

Приборы для измерения давления делятся на следующиегруппы:

1.Барометры- для измерения атмосферного давления;
2. Манометра избыточного давления- для измерения давления выше атмосферного;
3.Вакуумметры - для измерения давления ниже атмосферного;
4. Тягомеры и напоромеры- для измерения небольших избыточных и вакуумметрических давлений;
5. Дифференциальные нанометры- для измерения разности двух давлений;
6. Манометры абсолютного давления- для измеренияабсолютного давления.

4. Принцип действия различных приборов для измерения давления.

5.1. Жидкостной( ртутный) барометр

В чашку I (рис 2) с ртутью погружен нижний конец предварительно заполненной ртутью стеклянной трубки 2 длинной ~ Iм.

3

2

h

A A
1

Рис. 2
Рядом с трубкой 2 установлена измерительная шкала 3, которую можноперемешать по вертикали для совмещения начала шкалы с уровнем ртути в чашке. В верхней части трубки 2 образуется безвоздушное пространство, заполненное парами ртути. Давление в любой точке сечения A-A одинаково, поэтому можно приравнять величины атмосферного давления В₀ ( на открытую поверхность ртути действует давление атмосферного столба воздуха) и давления, создаваемого столбом ртути высотой h втрубке 2.
В₀ = P/F = Vρg/F = Fhρg/F = ρgh.
P - вес столба ртути;
g= 9.81 м/ с²- ускорение свободного падения;
V- объем столба ртути;
ρ= 13,6 кг/м³- плотность ртути;
F- площадь поперечного сечения столба ртути.
Таким образом, величина В₀ прямо пропорциональна высоте столба ртути в барометре, поэтому атмосферное давление часто измеряют в миллиметрах ртутного столба. Так как плотность ртутизависит от температуры, то при одном и тот же атмосферном давлении, но различной температуре величина В₀ будет разной. В связи с этим при измерении атмосферного давления ртутным барометром одновременно изменяют температуру ртути в чашке Т, после чего измеренную величину В₀ приводят к нормальным условиям (Тн =273,15 ;К=0° С)
Вон = В°[1-α(Т-Тн)] где α=...