Презентация на тему "манометр". Приборы для измерения давления Специальный аммиачный манометр

Приборы для измерения атмосферного давления

Презентация по физике

7 класс

Шаронова С.М.

Давление - это физическая величина, показывающей действующую силу на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности. Давление определяется, как P = F / S, где P – давление, F – сила давления, S – площадь поверхности. Из этой формулы видно, что давление зависит от площади поверхности тело действующего с некой силой. Чем меньше площадь поверхности, тем больше давление.

Единицей измерения давления является ньютон на квадратный метр (H/м2). Также мы можем перевести единицы давления Н/м2 в паскали, - единицы измерения, названные в честь французского ученого Блеза Паскаля, который вывел, так называемый, Закон Паскаля.

1 Н/м2 = 1 Па.

Торричелли. Его трубка со ртутью была первым барометром.

Чашечный барометр- усовершенствованный вариант барометра Торричелли.

Для научных и житейских целей нужно уметь измерять атмосферное давление. Для этого существуют специальные приборы - барометры. Самый первый прибор для измерения атмосферного давления был изобретен...

Каких бы размеров ни брали чашку со ртутью, какого бы диаметра ни была трубка, ртуть всегда поднимется на одну и ту же высоту - 760 мм. Барометрической трубке можно придать различную форму, важно лишь одно, один конец трубки должен быть закрыт, чтобы сверху не было воздуха.

Можно заполнить трубку кроме ртути любой жидкостью, но нужно помнить о необходимости изменения ее длины.

Водяные барометры были сооружены Паскалем (г. Руан, 1646г.) ...

… и Отто фон Герике (г. Магдебург, 1660г.)

Самый большой водяной барометр высотой 12 м был сконструирован в 1987 году Бертом Болле, хранителем Музея барометров в Мартенсдейке, Нидерланды, где он и установлен.

Ртутные барометры дают точные показания, но требуют большой осторожности в обращении с ними. Современный барометр сделан безжидкостным!

Он называется барометр-анероид. Металлические барометры менее точны, но не столь громоздки и хрупки.

Внутреннее устройство анероида.

Такой барометр называется барометрический высотомер или альтиметр.

Барометр-анероид – очень чувствительный прибор. Например, поднимаясь на последний этаж 9-ти этажного дома, из-за различия атмосферного давления на различной высоте мы обнаружим уменьшение атмосферного давления на 2-3 мм рт. ст.

Барометр может служить для определения высоты полета самолета.

Идея опыта Паскаля легла в основу конструкции альтиметра. Он определяет высоту подъема над уровнем моря по изменению атмосферного давления.

При наблюдении погоды в метеорологии, если необходимо зарегистрировать колебания атмосферного давления в течение некоторого промежутка времени, пользуются самопишущим прибором - барографом.

Для измерения давления пользуются различными единицами: мм ртутного столба, физическими атмосферами,

в системе СИ

Паскалями.

Все живые организмы приспособлены для жизни при определенных значениях атмосферного давления. Человек и большинство животных плохо переносят условия высокогорья, однако некоторые птицы достигают в полете значительных высот. Птица кондор может подниматься на высоту до 9000м, горные галки - до 8200м, гриф и ястреб - до 6000-7000м, орел - до 5000м, остальные птицы держатся на высоте не более 4000м.

Самый большой водяной барометр высотой 12 м был сконструирован в 1987 г. Бертом Болле, хранителем Музея барометров в Мартенсдейке, Нидерланды, где он и установлен.

Может ли человек произвести давление в 1000 атм? Да, втыкая иголку в ткань!

Вспомни опыт Отто фон Герике - 1654 год в городе Магдебурге. Оказывается, что "магдебургские полушария" имеются у каждого человека: головки бедренных костей удерживаются в тазовом суставе атмосферным давлением.

Как шоферу помочь товарищу и отлить бензин из своей машины в бензобак другой? Есть такое простое устройство - сифон. Его работа основана на действии атмосферного давления.

По своему строению атмосфера Земли напоминает многоэтажный дом.

Первый "этаж" - тропосфера: высотой до 11км на д уровнем моря, содержит 4/5 массы всего воздуха, температура падает с высотой, здесь зарождаются облака.
Второй "этаж" - стратосфера: до 55км над уровнем моря, содержит 1/5 всего воздуха, царство стужи с температурой около минус 40 градусов Цельсия, здесь расположен озоновый слой.
Третий "этаж" - мезосфера: до 200км над уровнем моря, воздух сильно разрежен, давление составляет 1/25000 от нормального атмосферного давления.

Четвертый "этаж" - термосфера: невиданная жара около 1000-2000 градусов Цельсия, плотность воздуха исключительно мала, здесь возгораются падающие метеоры.
Пятый "этаж" - экзосфера: внешняя оболочка атмосферы, высотой до 600 км, самое сильное разрежение воздуха, еще выше признаки частиц воздуха прослеживаются до высоты более 1000 км.

О СТРАННОЙ РЫБЕ - ПРИЛИПАЛЕ

Эта рыба с такой силой присасывается к акуле, что оторвать ее невозможно. На этот живой крючок в Австралии и до сих пор ловят акул и крупных рыб, а в Южной Америке – черепах. С помощью рыбы – прилипала вылавливают рыб массой до 18 кг. Существуют металлические вакуумные грузозахватные приспособления. Эти присоски представляют собой металлические или резиновые чаши, подобные магндебургским полушариям в диаметре от 50 до 600 мм, они могут поднимать поднимают груз массой до 700 кг. Присоединяя к предмету несколько присосок, можно поднять груз массой до 10 тонн!

В последнее время в медицине стали применять « жидкий скальпель», т.е. разрез тканей при операции осуществляется тонкой струей физиологического раствора под давлением около 120 атмосфер.

ПОРАЗМЫСЛИМ НА "5"?

1. В чем различие между изменением плотности воздуха с высотой и плотности воды на различных морских глубинах? 2. Какой барометр чувствительнее: ртутный или масляный? Почему? 3. Можно ли измерить давление на борту космической станции ртутным барометром, а анероидом?

4. Какого типа барометр следует применять для измерения давления внутри космического корабля, когда он движется с выключенным двигателем? Почему?

Вариант 7-3-1
1. Определить площадь одной гусеницы трактора, который при массе 3880 кг оказывает давление на грунт 4 Н/кв.см.? 2. На меньший поршень гидравлической машины площадью 5 кв.см. действует сила 2500 Н. Какой груз поднимает машина большим поршнем, площадь которого 200 кв.см.? 3. Какое давление на дно сосуда оказывает слой керосина высотой 0,6 метра? 4. С какой силой воздух давит на стол площадью 0,7 кв.м.? Почему мы, поднимая стол, не испытываем действия этой силы. 5. В одно колено сообщающихся сосудов налита вода до высоты 10 см, до какой высоты нужно в другое колено налить ртути, чтобы достичь равновесия жидкостей в коленах сосуда?
Каждый решает свой вариант

Вариант 7-3-2.

1. Какое давление на грунт оказывает кирпичная стена высотой 2,5 метра?

2. Насос нагнетает масло в гидравлический пресс под давлением 30 Н/кв.см. С какой силой пресс сдавливает прессуемую деталь, если площадь поршня пресса 0,08 кв.м.?

З. В баке с керосином имеется боковое отверстие, закрытое пробкой площадью 8 кв.см. Какой величины сила должна удерживать пробку от вылета, если отверстие находится на глубине 1,8 метра?

4. Определите, с какой силой атмосфера давит на оконное стекло площадью 1,5 кв.м. Почему от такой страшной силы стекло не разлетается вдребезги?

5. В одно колено сообщающихся сосудов налита вода до высоты

6 см. До какой высоты нужно в другое колено налить керосина, чтобы достичь равновесия жидкостей в коленах сосуда?

Вариант 7-3-3.

1. Трактор, имеющий площадь опоры двух гусениц 2,4 кв.м., производит давление на грунт, равное 5 Н/см.кв. Определить массу трактора.

2. Площадь малого поршня гидравлической машины в 10 раз меньше площади второго поршня. Какую силу нужно приложить к большому поршню, чтобы удержать в равновесии груз массой 1 кг, находящийся на малом поршне?

3. Труба выдерживает давление 500 000 Н/кв.м. На какую высоту по этой трубе можно подать воду?

4. С какой силой атмосфера давит на человека, площадь поверхности кожи которого 2 кв.м.? Почему человек не замечает действия этой силы на себе?

5. В сообщающихся сосудах одинаковой формы находятся 10 куб. см. воды и 10 куб.см. керосина. Какова разница уровней жидкостей в правом и левом сосудах?

Вариант 7-3-4.

1. Найти площадь поршня, который при давлении на него сжатого воздуха 48 Н/кв.см. развивает силу 120 000 Н.

2. Сосуд кубической формы объёмом 1 куб.м. наполнен водой. Определите давление на дно сосуда.

З. В цилиндре под поршнем площадью 0,1 кв.м. находится 9 кг воды. Каково давление на дно цилиндра, если на поршень постами вить гирю массой 1 кг?

4. Давление воздуха на высоте 10 км 26000 Па. С какой силой воздух в самолете выдавливает наружу стекло иллюминатора площадью 800 кв.см?

5. В сообщающихся сосудах одинаковой формы находятся 10 куб.см. воды и 3 куб.см. ртути. Какова разница уровней жидкостей в правом и левом сосудах?

Вариант 7-3-5.

1. Какова должна быть площадь лыж, чтобы человек массой 70 кг оказывал на снег давление не больше 0,5 Н/см.кв.?

2. Поршень гидравлической машины площадью 2 кв.см. опускается под действием силы 150 Н. Каков вес груза, поднимаемого вторым поршнем площадью 8 кв.см.?

З. Вода фонтана поднимается на высоту 5 м. Каково давление воды в трубе, подающей воду к фонтану?

4. Какая сила атмосферного давления действует на тетрадный лист площадью 350 кв.см.? Почему этот лист не рвется от действия такой огромной силы?

5. С одной стороны сообщающихся сосудов налита вода до высоты 4 см, а с другой налили неизвестную жидкость, которой до достижения равновесия в сообщающихся сосудах потребовалось налить до высоты 5 см. Что это за жидкость?

Ответы

задача\вариант

7 - 3 - 1

7 - 3 - 2

7 - 3 - 3

7 - 3 - 4

7 - 3 - 5

плотность 800 кг/м 3 , скорее всего это керосин

Cлайд 1

Cлайд 2

* Атмосфера (греч. «атмос»- пар, воздух и «сфера»- шар) – воздушная оболочка, окружающая Землю. Атмосфера простирается на высоту несколько тысяч километров от поверхности Земли. Поверхность Земли – дно воздушного океана. Поверхность Земли и все тела на ней испытывают давление всей толщи воздуха. Это давление называется атмосферным.

Cлайд 3

* Подтверждение существования атмосферного давления. Существование атмосферного давления могут быть объяснены многие явления, с которыми мы встречаемся в жизни. Рассмотрим некоторые из них. На рисунке изображена стеклянная трубка, в нутрии которой находится поршень, плотно прилегающий к стенкам трубки. Конец трубки опущен в воду. Если поднимать поршень, то за ним будет подниматься вода, Происходит это по тому, что при подъёме поршня между ним и водой образуется безвоздушное пространство. В это пространство под давлением наружного воздуха и поднимается вслед за поршнем вода.

Cлайд 4

* В 1654 г. Отто Герике в городе Магдебурге, чтобы доказать существование атмосферного давления, произвел такой опыт. Он выкачал воздух из полости между двумя металлическими полушариями, сложенными вместе. Давление атмосферы так сильно прижало полушария друг к другу, что их не могли разорвать восемь пар лошадей.

Cлайд 5

* Опыт Торричелли. Впервые атмосферное давление измерил итальянский учёный Эванджелиста Торричелли в опыте, носящем его имя. Давление столба ртути высотой в 1 мм равно: 1мм.рт.ст= 133,3 Па 1 гПа (гектопаскаль) = 100 Па.

Cлайд 6

* Торричелли заметил, что высота столба ртути в трубке меняется, и эти изменения атмосферного давления как-то связаны с погодой. Если прикрепить к трубке с ртутью вертикальную шкалу, то получиться простейший ртутный барометр (греч. «барос» - тяжесть, «метрео» - измеряю) – прибор для измерения атмосферного давления. Вывод:

Cлайд 7

* Учащиеся записывают в тетрадь: Единица атмосферного давления – 1 мм рт. ст. Соотношение между Па и мм. рт.ст. P= ρgh = 13 600 кг/м3 9,8Н/кг 0,001 м = 133,3 Па 1 кПа = 1000 Па 1 гПа = 100 Па 760 мм.рт.ст. ≈ 101 300 Па ≈ 1013 гПа Единицы измерения атмосферного давления.

Cлайд 8

Атмосферное давление в живой природе Мухи и древесные лягушки могут держаться на оконном стекле благо даря крошечным присоскам, в которых создается разрежение, и атмосфер ное давление удерживает присоску на стекле. Рыбы-прилипалы имеют присасывающую поверхность, состоящую из ряда складок, образующих глубокие «карманы». При попытке оторвать присоску от поверхности, к которой она прилипла, глубина карманов уве личивается, давление в них уменьшается и тогда внешнее давление еще сильнее прижимает присоску. *

Cлайд 9

* Слон использует атмосферное давление всякий раз, когда хочет пить. Шея у него короткая, и он не может нагнуть голову в воду, а опускает только хобот и втягивает воздух. Под действием атмосферного давления хобот наполняется водой, тогда слон изгибает его и выливает воду в рот. Засасывающее действие болота объясняется тем, что при поднятии ноги под ней образуется разреженное пространство. Перевес атмосферного дав ления в этом случае может достигать 1000 Н / на площадь ноги взрослого человека. Однако копыта парнокопытных животных при вытаскивании из трясины пропускают воздух через свой разрез в образовавшееся разрежен ное пространство. Давление сверху и снизу копыта выравнивается, и нога вынимается без особого труда.

Подобные документы

Средства измерения температуры. Характеристики термоэлектрических преобразователей. Принцип работы пирометров спектрального отношения. Приборы измерения избыточного и абсолютного давления. Виды жидкостных, деформационных и электрических манометров.

учебное пособие, добавлен 18.05.2014

Основные понятия и виды давления, его физические параметры и единицы измерения для жидкой и газообразной среды. Назначение манометров и измерительных преобразователей, особенности их эксплуатации. Характеристика основных методов преобразования давления.

курсовая работа, добавлен 14.07.2012

Гидростатическое давление и его свойства. Дифференциальное уравнение равновесия жидкости. Распределение гидростатического давления. Приборы для измерения давления. Сила гидростатического давления на плоские стенки и на криволинейную поверхность.

курс лекций, добавлен 20.12.2011

Датчики, преобразующие деформацию в электрический сигнал. Виды тензодатчиков. Принцип действия жидкостных манометров. Расчет индуктивного сопротивления. Психрометрический метод. Измерение влажности. Труба Вентури. Структурные составляющие ротаметра.

реферат, добавлен 26.11.2012

Атмосфера, единицы измерения давления воздуха. Барическая ступень и градиент. Барометрическая формула Лапласа. Приборы для измерения атмосферного давления, его изменчивость и влияние на погоду, приведение к уровню моря с помощью таблиц. Плотность воздуха.

контрольная работа, добавлен 04.11.2014

Магнитоэлектрические измерительные механизмы. Метод косвенного измерения активного сопротивления до 1 Ом и оценка систематической, случайной, составляющей и общей погрешности измерения. Средства измерения неэлектрической физической величины (давления).

курсовая работа, добавлен 29.01.2013

Основные типы, устройство, принцип действия датчиков, применяемых для измерения давления. Их достоинства и недостатки. Разработка пьезоэлектрического преобразователя. Элементы его структурной схемы. Расчет функций преобразования, чувствительности прибора.

курсовая работа, добавлен 16.12.2012

Принцип действия микроманометра с наклонной трубкой и расходомера переменного перепада давления на сужающем устройстве. Распределение статического давления при установке в трубопроводе диафрагмы и сопла Вентури. Устройство автоматического потенциометра.

контрольная работа, добавлен 12.01.2011

Описание экспериментальной установки, принцип измерения давления воздуха и определение его оптимального значения. Составление журнала наблюдения и анализ полученных данных. Вычисление барометрического давления аналитическим и графическим методом.

лабораторная работа, добавлен 06.05.2014

Понятия и устройства измерения абсолютного и избыточного давления, вакуума. Определение силы и центра давления жидкости на цилиндрические поверхности. Границы ламинарного, переходного и турбулентного режимов движения. Уравнение неразрывности для потока.

Презентация на тему "Манометры" по физике в формате powerpoint. Цель данной презентации для школьников 7 класса дать представление об устройстве и принципах работы жидкостного и металлического манометров, рассмотреть их применение в различных областях. Автор презентации: учитель физики, Гагарина Марианна Сергеевна.

Фрагменты из презентации

Тест

Кто из ученых предложил способ измерения атмосферного давления?
Какой буквой обозначают атмосферное давление?
Какова единица атмосферного давления?
Как называется прибор для измерения атмосферного давления?
Чему равно значение нормального атмосферного давления?
Как называется прибор для измерения высоты, используемый в авиации?

Манометры – приборы для измерения давлений, больших или меньших атмосферного (от греческого «манос» – редкий, неплотной и «метрео» - измеряю.

Манометры бывают:

жидкостные
металлические

Жидкостный манометр

Жидкостный манометр состоит из двухколенной стеклянной трубки, в которую налита какая – нибудь жидкость.
Устройство и принцип работы открытого жидкостного манометра

Устройство металлического манометра

Согнутая в дугу металлическая трубка
Рычаг
Зубчатка
Стрелка

Манометры применяются во всех случаях, когда необходимо знать, контролировать и регулировать давление. Наиболее часто манометры применяют в теплоэнергетике, на химических, нефтехимических предприятиях, предприятиях пищевой отрасли.

Сфигмоманометр (тонометр) - прибор для измерения артериального давления. Состоит из манжеты, надеваемой на руку пациенту, устройства для нагнетания воздуха в манжету и манометра, измеряющего давление воздуха в манжете. Также, сфигмоманометр оснащается либо стетоскопом, либо электронным устройством, регистрирующим пульсации воздуха в манжете.

Закрепление

С какими приборами мы сегодня познакомились?
Почему в открытом манометре уровни жидкости в обоих коленах одинаковые?
Почему при погружении коробочки в воду изменяются уровни жидкости в коленах манометра?
Как с помощью жидкостного манометра показать, что на одной и той же глубине давление одинаково по всем направлениям?
Как устроен металлический манометр?
В каких единицах градуируется шкала металлического манометра?

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Лицей № 7» г. Бердск

Манометры Поршневой жидкостный насос Гидравлический пресс

7 класс

Учитель физики И.В.Торопчина

Манометры

Для измерения большего или меньшего

атмосферного давления используют манометры

(от греч. «манос» - неплотный, «метрео» - измеряю).

Манометры бывают жидкостные и металлические .

Жидкостный манометр

Жидкостный манометр состоит из двухколенной стеклянной трубки,

в которую наливают какую-нибудь жидкость. С помощью гибкой

трубки одно из колен манометра соединяют с круглой плоской

коробочкой, затянутой резиновой плёнкой.

Жидкостный манометр

Работа манометра основана на сравнении давления в закрытом

колене с внешним давлением в открытом колене. Чем глубже

погружают в жидкость коробочку, тем больше становится

разность высот столбов жидкости в коленях манометра, и тем

большее давление производит жидкость.

Металлический манометр

С помощью металлического манометра

измеряют давление сжатого воздуха и других газов.

1.Согнутая в дугу металлическая трубка

2. Стрелка

3.Зубчатка

4. Кран

5. Рычаг

Устройство металлического манометра

Конец трубки с помощью крана 4 сообщается с сосудом, в котором измеряют давление.

При увеличении давления трубка

разгибается. Движение закрытого

конца её при помощи рычага 5 и

зубчатки 3 передаётся стрелке

2, движущейся около шкалы прибора.

При уменьшении давления трубка

(благодаря своей упругости)

возвращается в прежнее положение, а

стрелка - к нулевому делению

шкалы.

Применение манометров

Манометры применяются во всех случаях, когда

необходимо знать, контролировать и регулировать

давление. Наиболее часто манометры применяют в

теплоэнергетике, на химических, нефтехимических

предприятиях, предприятиях пищевой отрасли.

Манометр для измерения артериального давления называется: тонометр

Поршневой жидкостный насос

Действие поршневых жидкостных насосов основано

на том, что под действием атмосферного давления

вода в трубке поднимается за поршнем .

Устройство поршневого жидкостного насоса

1 – поршень 2 – 2 – клапаны

Принцип действия насоса

При движении поршня вверх вода под действием атмосферного давления входит в трубу, поднимает нижний клапан и движется за поршнем. При движении поршня вниз вода, находящаяся под поршнем, давит на нижний клапан, и он закрывается.

Принцип действия насоса

Одновременно под давлением воды открывается клапан внутри

поршня, и вода переходит в пространство над поршнем. При

последующем движении поршня вверх вместе с ним поднимается и

находящаяся над ним вода, которая выливается в бочку. За поршнем

поднимается новая порция воды, которая при последующем опускании поршня

окажется над ним, и т.д.

Как работает поршневой насос с воздушной камерой?

1-поршень

2-всасывающий клапан

3-нагнетательный клапан

4-воздушная камера

5-рукоятка

Механизмы, работающие при помощи какой-нибудь жидкости, называются гидравлическими (греч. "гидро" - вода, жидкость).

Основной частью гидравлической машины служат два цилиндра разного диаметра, снабжённые поршнями и соединённые трубкой.
Пространство под поршнями и трубку заполняют жидкостью (обычно минеральным маслом).
Высоты столбов жидкости в обоих цилиндрах одинаковы, пока на поршни не действуют силы.

Формула гидравлической машины

Обозначим силы, действующие на поршни, - F 1 и F 2 , площади поршней - S 1 и S 2 .

Тогда давление под малым поршнем: p 1 = F 1 S 1 , а под большим: p 2 = F 2 S 2 .
По закону Паскаля, давление жидкостью передаётся по всем направлениям одинаково, поэтому p 1 = p 2 Подставив соответствующие значения, получим