Манометри – фізика

Ми вже знаємо, що для вимірювання атмосферного тиску застосовують барометри. Для вимірювання тисків, більших або менших атмосферного, використовують манометри (від грец. Манос – рідкісний, нещільний, метрео – вимірюю). Манометри бувають рідинні й металеві.

Розглянемо спочатку пристрій і дія відкритого рідинного манометра. Він складається з двоколійні скляної трубки, в яку наливають якусь рідину. Рідина встановлюється в обох колінах на одному рівні, так як на її поверхню в колінах посудини діє тільки атмосферний тиск.

Щоб зрозуміти, як працює такий манометр, його можна з’єднати гумовою трубкою з круглою плоскою коробкою, одна сторона якої затягнута гумовою плівкою (рис. 138). Якщо злегка натиснути пальцем на плівку, то рівень рідини в коліні манометра, з’єднаному з коробкою, знизиться, в іншому коліні підвищиться. Чим це пояснюється?

При натисканні на плівку збільшується тиск повітря в коробці. За законом Паскаля це збільшення тиску передається і рідини в тому коліні манометра, яке приєднане до коробки. Тому тиск на рідину в цьому коліні буде більше, ніж в іншому, де на рідину діє атмосферний тиск. Під дією сили цього надлишкового тиску рідина почне переміщатися. У коліні зі стисненим повітрям рідина опуститься, в іншому – підніметься. Рідина прийде в рівновагу (зупиниться), коли надлишковий тиск стисненого повітря урівноважиться тиском, який виробляє надлишкову стовп рідини в іншому коліні манометра.

Чим сильніше тиснути на плівку, тим вище надлишковий стовп рідини, тим більше його тиск. Отже, про зміну тиску можна судити по висоті цього надлишкового стовпа.

На малюнку 139 показано, як таким манометром можна вимірювати тиск усередині рідини. Чим глибше занурюють в рідину коробочку, тим більше стає різниця висот стовпів рідини в колінах манометра, тим, отже, і більший тиск виробляє рідину.

Якщо встановити коробочку приладу на який-небудь глибині всередині рідини і повертати її плівкою вгору, убік і вниз, то показання манометра при цьому не будуть змінюватися. Так і повинно бути, адже на одному і тому ж рівні всередині рідини тиск в усіх напрямках однаково.

На малюнку 140 зображений металевий манометр. Основна частина такого манометра – зігнута в дугу металева трубка 1 (рис. 141), один кінець якої закритий. Інший кінець трубки за допомогою крана 4 повідомляється з посудиною, в якому вимірюють тиск. При збільшенні тиску трубка розгинається. Рух закритого кінця її за допомогою важеля 5 і зубчатки 3 передається стрілці 2, що рухається близько шкали приладу. При зменшенні тиску трубка завдяки своїй пружності повертається в колишнє положення, а стрілка – до нульової поділки шкали.

Питання
1. Як називають прилади для вимірювання тисків, більших або менших атмосферного?
2. Чому у відкритому манометрі рівні однорідної рідини в обох колінах однакові?
3. Що доводить досвід, зображений на малюнку 127?
4 Як показати, що тиск в рідині на одній і тій же глибині однаково в усіх напрямках?
5. Як влаштований діє металевий манометр?

Посилання на основну публікацію