Как обозначается атмосферное давление: Соотношения между единицами измерения. Физические величины. Давление

Содержание

Соотношения между единицами измерения. Физические величины. Давление

Физические величины. Давление 

 

Атмосферное давление   РО

Атмосферное давление является давлением окружающего воздуха следствие его веса. Оно зависит от высоты и на уровне моря нормальное атмосферное давление составляет: 1 атм = 1,01325 бар = 760 мм ртутного столба = 10,332 м.водного столба = 101325 Па = 1,033 кгс/см2

Чем выше точка измерения, тем меньше атмосферное давление, так на высоте1000 матмосферное давление равно 89860 Па, а на высоте2000 м– 79720 Па.

Избыточное давление Ризб  

Избыточное давление Ризб – это давление над атмосферным. Уточняющий индекс «изб» часто опускается.

Абсолютное давление Рабс

 

Абсолютное давление  Рабс – это сумма атмосферного давления РО и избыточного давления  Ризб. В полном вакууме, абсолютное давление равно 0. В атмосфере на уровне моря, абсолютное давление составляет 1 атм.

                                                                            

Для измерения давления сжатого воздуха используется понятие «техническая атмосфера» (1ат = 1 кгс/см2). Если давление измеряется в технических атмосферах, то абсолютное давление обозначается как «ата», а избыточное – как «ати».

В соответствии с международной системой единиц СИ, давление надлежит указывать в паскалях (Па).                                                                                                         

Для перевода давлений из одной единицы измерения в другую Вы можете воспользоваться конвертером единиц измерения.

Атмосферное давление, его виды и единицы измерения

Определение атмосферного давления весьма просто – это давление атмосферы на объекты, что находятся в ней, и на поверхность планеты. Другими словами, атмосферное давление – это давление отдельно взятого столба воздуха, что находится сверху, с площадью 1 метр квадратный.

Измерение атмосферного давления

Единицами измерения давления являются паскали, бары и миллиметры ртутного столба. Последнее применяется в барометрах (специальных измерительных приборах) и очень понятно обычным людям, поскольку барометрами пользуются многие. Многие знают, что 760 мм ртутного столба является нормальным давлением (таково атмосферное давление на уровне моря, потому оно и принято за норму). Только стоит добавить, что нормальным оно считается при температуре 0 °C.

Другая популярная единица измерения, часто применяемая в физике – паскали. Значение в 101325 Па называется нормальным давлением и эквивалентно 760 мм ртутного столба.

Ну а последняя единица измерения – бары. 1 бар = 100000 Па. В таком случае нормальным считается давление в 1,01325 бар.

Для упрощения подсчётов, в химии используется понятие стандартное атмосферное давление. Оно почти равно нормальному – 100000 Па (100 кПа) или 1 бар.

Нормальное атмосферное давление

760 мм ртутного столба барометра при температуре 0 °C – это нормальное давление

. Именно такие значения выдаёт прибор на уровне моря. Именно от этого значения обычно и отталкиваются, приняв его за стандарт.

Кто-то слышал выражение одна атмосфера или три атмосферы, к примеру? Так вот, атмосферой в данном случае называют нормальное давление (то, о котором мы говорили выше). А вот давление, равное трём атмосферам, уже никак нормальным не назовёшь, ведь оно в три раза превышает норму.

Влияние атмосферного давления на погоду

Благодаря колебаниям атмосферного давления можно делать выводы о том, какая погода ожидается в ближайшем будущем. Правда, подобные прогнозы не могут похвастаться абсолютной точностью, поскольку зависит погода от многих параметров. К тому же, для разных регионов Земли характерно разное давление, из-за чего точный прогноз затруднителен.

Однако, определить ожидаемую погоду по показателям давления может любой человек. Так, если давление опускается ниже нормы, следует ожидать пасмурную, дождливую погоду. А если атмосферное давление поднимается выше нормы, следует ожидать солнечную погоду. Всё просто, не правда ли?

Правда, стоит понимать, что зимой ситуация несколько иная. Понижение давления говорит о повышенной влажности (возможно, будет снег), ожидается потепление. А повышение давления сулит нам ясную погоду, из-за чего стоит ожидать похолодания.

Узнаем как обозначается давление воздуха. Чем его измеряют. Эксперименты

Давлением атмосферы называют силу, с которой воздух давит на Землю, человека и все, что его окружает. Статья расскажет, как в XVII в. с помощью эксперимента впервые была показана сила давления воздуха. Это очень интересно! Мы узнаем, как обозначается давление атмосферы и чем измеряется.

Опыт Отто фон Герике

Насколько велико атмосферное давление, мир узнал в 1654 году. Произошло это благодаря бургомистру города Магдебург (Германия) Отто фон Герике. Он продемонстрировал опыт с так называемыми магдебургскими полушариями. Тогда не шла речь о том, как обозначается давление воздуха, потому что измерять его еще не умели. Как выглядят полушария, видно на фотографии из магдебургского музея.

Это две бронзовых полусферы, одна из них сплошная, а во второй есть отверстие. Между полусферами для герметичности помещали промасленную кожаную прокладку и соединяли их. Через отверстие из полушарий выкачивали воздух. Интересно, что сам Герике за четыре года до этого, в 1650 г., изобрел вакуумный насос. Он тоже запечатлен на фото. Когда воздух был откачан, полусферы сдавливало атмосферное давление. Для того чтобы отсоединить их друг от друга, использовали тяговую силу лошадей.

Эксперимент с магдебургскими полушариями

Перед тем как узнать, как обозначается давление атмосферы, проведем опыт. Для него будем использовать модель магдебургских полушарий. Присоединим к отверстию полусферы при помощи резинового шланга вакуумный насос. Включим его, откроем кран на одном из полушарий. Давление в пространстве между ними понизится. Следовательно, сила, действующая на полушария изнутри, понижается, а действующая снаружи — увеличивается.

Во время откачивания воздуха разъединить полусферы оказывается невозможным, так как они плотно прилегают друг к другу. Выключим насос, отсоединим резиновый шланг. Воздух начнет заходить в пространство между полушариями. Тогда они легко разделятся.

Какой буквой обозначается давление воздуха

Попробуем рассчитать силу, которая сдавливала полусферы. Когда мы откачиваем воздух, на полушария действует только сила атмосферного давления. Она сдавливает полушария и направлена от внутренних стенок полых сфер к центру пространства между ними. Диаметр полушарий (d) у Герике был 35,5 см.

Исходя из того, что мы не смогли разъединить полусферы, становится понятно, что сила давления очень большая. Даже восемь лошадей с каждой стороны не смогли разорвать эти полушария. Вот гравюра, которая иллюстрирует опыт Отто фон Герике.

Какой буквой обозначается давление? Буквой Р. Нормальное атмосферное давление (Ратм) равно 100 килопаскалям (кПа). На каждый участок полушария действует такая сила. Сила давления F равна произведению атмосферного давления на площадь сечение полушарий S.

S=π*d2/4. F=100*103 Па*3,1 (0,355 м)2/4≈10 кН (килоньютонов). Это вес груза массой одна тонна, поэтому лошади не смогли разорвать эти полушария.

Барометр

Как обозначается атмосферное давление, мы знаем, а чем его измеряют? Барометр, который изобрел итальянец Торричелли в первой половине XVII в., имел недостатки. Его легко можно было разбить, он был наполнен ядовитой ртутью, а ведь так хотелось возить его по разным местам, чтобы предсказывать погоду.

Нужно было придумать устройство без стеклянной трубки, т. е. безжидкостное. Такой барометр изобрели только через двести лет и назвали его анероид. Это слово в переводе на русский язык означает безжидкостный. Рассмотрим, что собой представляет барометр-анероид.

Это прибор небольшого размера. В отличие от ртутной трубки Торричелли высотой в один метр, его можно легко возить с собой куда угодно. Что же в нем внутри? Посмотрим на барометр в разобранном виде.

Как обозначается давление в нем? В устройстве есть шкала, похожая на циферблат часов. Давление в килопаскалях показывается стрелкой. Позади циферблата мы видим три уплощенные коробочки. Из них выкачан воздух, а внутри находится пружина. Если бы ее не было, атмосфера бы раздавила коробочки. Дальше от пружины отходит рычажок, он передает движения коробочек. Почему они двигаются? Коробочки могут менять свою толщину. Когда атмосферное давление больше, воздух сжимает коробочки, их толщина уменьшается. Когда давление меньше, пружина распрямляется и коробочки становятся толще. Через механизм рычажков движение передается стрелке.

Устройство безжидкостного барометра

Мы узнали, как обозначается давление в безжидкостном барометре, а теперь нарисуем его схему.

Три коробочки придают устройству большую точность, но в принципе достаточно и одной. Она специально сделана гофрированной для того, чтобы обладать способностью менять свою толщину. Вспомните гофрированные, а поэтому гибкие шланги пылесосов. Нижняя часть коробочки прикреплена к основанию. К верхней ее части прикреплена пружина, которая пытается расправить коробочку так же, как алюминиевая линейка, если ее согнуть, пытается распрямиться. Атмосферное давление, наоборот, пытается сжать коробочку.

Когда давление увеличивается, толщина коробочки уменьшается, значит, рычаг поворачивает ось. Если к оси прикрепить стрелку, то она будет поворачиваться вправо, когда толщина уменьшается, и влево, когда толщина увеличивается.

Виды давления в системе измерения

 

Давление — действующая сила, находящаяся на поверхности тела, деленная на площадь данной поверхности. В системе СИ измеряется в Па (Паскалях). Метрологи измеряют давление в единицах измерения – миллибар, которая равно 100 Па. Для обозначения типа в нашем каталоге в разделе датчики давления у каждого датчика существует специально поле “Тип измеряемого давления”. Разберем какие бывают типы.

 

 

  • Абсолютное давление (ДА)   

Абсолютное давление – величина измеренная относительно давления равного абсолютному нулю. Другими словами, давление относительно абсолютного вакуума. Если вам нужен прибор этого типа или просто интересно как он выглядит, то тут можно посмотреть датчик этого типа.

 

  • Барометрическое давление (ДБ) 

Барометрическое давление — это абсолютное давление земной атмосферы. Свое название этот тип давления получил от измерительного прибора барометра, который как известно определяет атмосферное давление в определенный момент времени при определенно температуре и на определенной высоте над уровнем моря. Относительно этого давления определяются избыточное давление и вакуум.

 

  • Давление избыточное (ДИ) 

Избыточное давление имеет место в том случае если имеется положительная разность между измеряемым давлением и барометрическим. То есть избыточное давление — это величина на которую измеряемое давлением больше барометрического. Для измерения этого вида давления используют манометр. В качестве примера датчика этого типа можете посмотреть прибор Агат-100М-ДИ.

 

  • Вакуум (разряжение) в топке котла, печи и т. д. (ДВ) 

Вакуум или по-другому вакуумметрическое давление — это величина на которую измеряемое давление меньше барометрического.

Если избыточное давление обозначается в положительных единицах, то вакуум в отрицательных. Например, датчик Агат-100М-ДВ, способный измерять вакуум. Приборы способные измерять этот тип давления называют вакуумметрами.

 

  • Дифференциальное давление (ДД) 

Дифференциальное давление имеет место если сравнивается одно давление относительно другого, причем ни одно из них не равно барометрическому. Избыточное давление и вакуум меряется относительно барометрического давления. Если же измерить эти величины относительно любой другой величины, то мы получим уже дифференциальное. Мы могли бы привести пример и датчика дифференциального давления, но лучше дадим вам ссылку на поиск с помощью которого можно найти датчик любого типа из описанных в этой статье типа.

 

  • Гидростатическое давление (ДГ) 

Гидростатическое давление –  давление столба воды над условным уровнем. Измеряется высотой столба воды в единицах длины или в атмосферах.  Благодаря полной удобоподвижности своих частиц капельные и газообразные жидкости, находясь в покое, передают давление одинаково во все стороны; давление это действует на всякую часть плоскости, ограничивающей жидкость, с силой Р, пропорциональной величине этой поверхности, и направленной по нормали к ней. Отношение Pw, т. е. давление р на поверхность равную единице, называется гидростатическим давлением.

 

Атмосферное давление и ветер

Каким бы невесомым ни казался нам воздух, он оказывает давление на земную поверхность. Оно постоянно изменяется, что приводит к возникновению ветров.

Атмосферное давление

Воздух имеет определённый вес. Он оказывает на земную поверхность давление в среднем 1 килограмм 33 грамма на каждый квадратный сантиметр. Холодный воздух тяжелее тёплого и поэтому давит на поверхность сильнее. Солнце нагревает земную поверхность неравномерно, из-за этого неравномерно нагревается и воздух. В связи с этим на поверхности образуются области с более высоким и более низким атмосферным давлением.

Они последовательно сменяют друг друга от экватора к полюсам.

Традиционно давление воздуха измеряют ртутным барометром. Показателем давления служит высота ртутного столба, которая измеряется в миллиметрах (мм рт. ст.). Среднее давление на уровне моря при температуре О С составляет 760 мм рт. ст. Эта величина принимается за нормальное атмосферное давление. Па географических картах для изображения величины давления используют способ особых изолиний — изобар. Области высокого давления, окружённые изобарами, обозначают буквой — В, а низкого — Н.

Ветер

Неравномерное распределение атмосферной) давления у земной поверхности — основная причина возникновения горизонтального перемещения воздуха — ветра. Ветер всегда дует из областей с высоким давлением в области с низким давлением и характеризуется направлением, скоростью и силой. Направление ветра определяют по той стороне горизонта, откуда он дует. Например, северо-восточный ветер дует с северо-востока на юго-запад.

Для изображения направления ветров на карте используются стрелки.

О направлении господствующих ветров в данной местности можно судить по специальному графику — розе ветров. На нём отмечается число дней, в течение которых дул ветер того или иного направления. Роза ветров может быть построена на день, месяц или год. Скорость ветра измеряется в метрах в секунду (м/с) и зависит от разницы в давлении между областями повышенного и пониженного давления. Сила ветра зависит от его скорости и определяется по шкале Бофорта от 0 до 12 баллов.

Постоянные ветры

Постоянные ветры образуются вследствие существования на Земле поясов повышенного и пониженного атмосферного давления. От 30-х широт, где сформировались пояса высокого давления, к экватору — в сторону пояса низкого давления дуют пассаты. Из областей высокого давления 30-х широт в области пониженного давления в умеренных широтах дуют постоянные ветры западного переноса. В полярных широтах господствуют полярные восточные ветры.

Благодаря осевому вращению Земли ветры отклоняются от своего первоначального направления в Северном полушарии вправо, в Южном — влево. Например, южные ветры приобретают в Северном полушарии юго-западное направление, а в Южном полушарии юго-восточное.

Сезонные ветры

Сезонные ветры возникают в определённые сезоны года. К ним относят муссоны — ветры, возникающие на границе суши и моря и дважды в год меняющие своё направление на противоположное. Причина их возникновения — неравномерность нагревания и охлаждения воды и суши и, как следствие, сезонная смена давления.

Суточные ветры

Разница в нагревании и охлаждении суши и океанов проявляется не только в разные сезоны года, но и в различное время суток. Поэтому на границе суши с морем или озером в течение суток идёт образование бризов.

Значение ветров

Венгры могут изменять погоду, перенося огромные массы тёплого или холодного воздуха, облака, а вместе с ними и осадки. Именно ветер переносит влажный воздух океанов на материки. В ветреную погоду в городах легче дышится, так как ветер уносит загрязнённый воздух. Ветры, дующие над морями и океанами, порождают волны и течения. На участках суши, лишённых растительности, ветер может выдувать горные породы, вызывать пыльные бури и эрозию почв. Ветры, дующие постоянно в одном и том же направлении, всегда были морякам верными помощниками, наполняя паруса и подгоняя корабли. Люди издавна использовали энергию ветра и строили ветряные мельницы. Сегодня в ряде районов действуют ветровые электростанции, которые превращают силу ветра в электричество.

2. Изменение атмосферного давления. Опыт Торричелли. Ртутный барометр

В \(1643\) году итальянский физик Эванджелиста Торричелли (\(1608-1647\)) предложил опыт:

 

 

Рис. \(1\). Опыт Торичелли

  1. Стеклянную трубку длиной примерно \(1\) метр, запаянную с одного конца, наполняют ртутью.
  2. Второе отверстие закрывают, чтобы ртуть не вылилась и опускают открытым концом в сосуд с ртутью.
  3. Удаляют перекрытие с открытого конца. Столб ртути снижается до \(760\) мм над уровнем ртути в сосуде.
  4. С запаянного конца образованный столб воздуха может изменяться в зависимости от атмосферного давления.
  5. Давление столба ртути равно атмосферному давлению. При увеличении давления воздуха столб ртути поднимается, поэтому этот прибор можно использовать для наблюдения за погодой.

Атмосферное давление равно давлению столба ртути в трубке:

pатм=pртути=ρgh=13600⋅9.8⋅0.76=101293(Па).

Опыт показывает, что атмосферное давление составляет \(760\) мм ртутного столба. При увеличении атмосферного давления столбик ртути поднимается, при уменьшении атмосферного давления столбик ртути уменьшает свою высоту. Это означает, что внешнее давление воздуха пропорционально высоте столбика ртути.

 \(1 \) мм рт. ст. \(= 133,3\) Па

 \(760\) мм рт. ст.  = \(101293\) Па = \(1013\) гПа 

 

 Видео «Атмосферное давление. Опыт Торричелли»:

 

Ртутный барометр

 

Рис. \(2\). Ртутный барометр

 

Рассмотрим устройство прибора для измерения атмосферного давления. Для этого к трубке с ртутью (из опыта Торричелли) прикрепляют линейку для измерения высоты столбика ртути (она будет служить шкалой измерения).

Галилео Галилей предложил использовать для измерения погодный условий и их предсказания специальный прибор. Эванджелиста Торричелли и его помощник Винценцо Вивиани в \(1644\) году воплотили идею Галилея — изобрели ртутный барометр.

Барометр (др.-греч. \(βάρος\) — «тяжесть» и \(μετρέω\) — «измеряю») — прибор для измерения атмосферного давления.

С помощью барометра можно получать данные для составления прогноза погоды. При увеличении давления воздух становится суше и ожидается прояснение. Низкое давление может говорить о приближающемся дожде или шторме.

Источники:

Рис. 2. “Mercury Barometer” by Me in ME is licensed under CC BY 2.0

Давление атмосферное (барометрическое – Энциклопедия по машиностроению XXL

Давление атмосферное барометрическое………р  [c.13]

Давление атмосферное (барометрическое)  [c.351]

Различают абсолютное и избыточное давления. Абсолютное, или полное, давление газа равно давлению атмосферному (барометрическому), сложенному с давлением избыточным (манометрическим)  [c.5]

Давление можно также измерять высотой столба жидкости (ртути, воды, спирта и др.), уравновешивающего давление газа (воздуха). На рис. 1 изображен сосуд с газом, к которому припаяна изогнутая трубка, наполненная какой-либо жидкостью. Если давление в сосуде больше атмосферного (барометрического), то жидкость в правом колене трубки поднимается если же оно ниже, то жидкость поднимается в левом колене (рис. 2).  [c.4]


Так как влажный воздух имеет давление близкое к атмосферному (барометрическому 5), то можно записать, что  [c.127]

Удельный вес. Удельным весом называется вес 1 газа в кг при нормальных условиях, т. е. при атмосферном барометрическом давлении, равном 760 мм рт. ст., и температуре, равной 20° С. Обозначается объем 1 м сокращенно — м . Каждый газ имеет свой удельный вес, обозначаемый буквой у.  [c.11]

Барометрическое давление атмосферного ноз  [c.234]

Барометрическое давление атмосферного воздуха. …… То же, приведенное к 0° С……. мм рт. ст. мм рт. ст. Бо  [c.469]

Атмосферное (барометрическое) давление измеряется анероидом. Анероид устанавливается на высоте 1,5 м от поверхности земли. Запись показаний производится каждые 30 мин.  [c.111]

Разность между атмосферным (барометрическим) давлением и абсолютным, если последнее меньше атмосферного, называется разрежением, или вакуумом, Вакуум выражают в единицах давления или в процентах относительно атмосферного давления.[c.12]

Объясняя атмосферное давление, называемое барометрическим и обозначаемое знаком рв, преподаватель говорит, что Земля окружена слоем воздуха в несколько сот километров и что мы живем на дне этого воздушного пространства. Как вода давит на всякое тело, находящееся в ней, так и воздух давит на все предметы, находящиеся на земле. Окружающий Землю слой воздуха называется а т мосферой (слово атмосфера происходит от греческих слов атмос — воздух и сфера — шар). Давление воздуха, окружающего земной шар, на поверхность.земли и на все находящееся на ней, называется атмосферным давлением. Наличие атмосферного давления показывается на очень простом опыте. Наполняется стакан до краев водой, покрывается бумагой и осторожно опрокидывается дном вверх убеждаемся, что вода из стакана не выливается, так как она поддерживается давлением воздуха снизу. Это основана на законе Паскаля давле- ние на жидкость, заключенную в закрытом сосуде, передается во все стороны с одинаковой силой.[c.28]

Давление газа может быть измерено существующими приборами (манометрами, дифманометрами, насадком с отверстиями, пьезоэлектрическими датчиками и т.д.). Необходимо учитывать, что в газовой динамике используется в расчетах только абсолютное давление, а приборы измеряют избыточное. Поэтому необходимо параллельно с измерением избыточного давления замерять барометрическое давление (атмосферное). К установке приборов предъявляются повыщенные требования. Отверстия в стенках каналов для подключения приборов давления должны быть малых диаметров, чтобы избежать возникновения вихрей, строго перпендикулярными к внутренней поверхности канала и не должны иметь выступов и заусениц. При наличии выступов, заусениц и при измерении давления насадком с отверстием (рис. 7.1) при скоростях, близких к звуковым, и при сверхзвуковых скоростях появляются скачки уплотнения, и это искажает результат. При измерении давления насадком боковое отверстие в насадке должно быть расположено на расстоянии ( 10. .. 5)D от носика.  [c.131]


Так как влажный воздух используется обычно при атмосферном (барометрическом) давлении В, то закон Дальтона (2.84) принимает вид  [c.143]

Если абсолютное давление меньше атмосферного, то надо измерить атмосферное (барометрическое) давление Pq барометром и вакуумметрическое давление Р вакуумметром Р =Р – Рв-  [c.151]

Абсолютное давление раво, если оно больше атмосферного (барометрического) рб, определяется как сумма  [c.40]

Для получения абсолютного давления надо к избыточному (манометрическому) давлению прибавить барометрическое (давление атмосферного воздуха по показанию барометра)  [c.11]

В технической литературе и на практике широко используется термин разрежение или вакуум V, т. е. разность между атмосферным (барометрическим) давлением и абсолютным давлением в конденсаторе  [c. 201]

Физической или барометрической атмосферой называется единица измерения давления атмосферного воздуха, равного давлению столба ртути высотой 760 мм на свое основание на уровне океана при температуре ртути 0° С.  [c.10]

Нормальным атмосферным давлением называют такое давление, которое равно давлению ртутного столба высотой 760 мм на его горизонтальное основание при плотности ртути 13,5951 г/сл и при нормальном ускорении свободного падения 980,665 см сек . Можно также сказать, что нормальным давлением называется барометрическое давление, равное одной физической атмосфере, т. е. являющееся частны.м случаем барометрического давления.  [c.12]

С и-образной трубкой, в которой находится жидкость. При открытом сосуде давление внутри него равно атмосферному (барометрическому) давлению. Если сосуд закрыть и увеличить в нем давление, то часть жидкости из левого колена и-образной трубки будет вытеснена в правое, вследствие чего образуется разность уровней. Давление в сосуде, так называемое абсолютное давление будет уравновешиваться давлением атмосферы р , измеряемым барометром и давлением столба жидкости высотой Н, называемым избыточным давлением р . Таким образом,  [c.7]

Если условно отметить уровень нулевого давления и от него отложить барометрическое (атмосферное) и манометрическое давления, то получим схему, показанную на рис. 3. Давление атмосферного воздуха переменно, поэтому его уровень отмечен пунктирной линией.  [c.8]

Жидкостный манометр (рис. 2.2) представляет собой и-образную трубку, наполовину заполненную жидкостью. Один конец трубки соединен с сосудом, в котором измеряется давление, другой — с атмосферой. Под действием давления газа в сосуде часть жидкости из левого колена трубки переместится в правое. Избыток столба жидкости высотой Я над уровнем в левом колене, а также атмосферное (барометрическое) давление уравновесят давление в сосуде. Поэтому манометр измеряет не абсолютное (истинное) давление газа р, а разность между давлением газа и барометрическим давлением.[c.19]

Параметром состояния газа, т. е. величиной, от которой зависят его свойства, является абсолютное давление газа. Чтобы найти абсолютное давление, надо к показаниям манометра прибавить давление атмосферного воздуха, т. е. барометрическое давление  [c.19]

В физике часто за единицу измерения давления принимают давление атмосферного воздуха. В среднем на уровне океана оно равно давлению столба ртути высотой 760 мм. Эта единица измерения (в технике не употребляемая) называется физической, или барометрической, атмосферой.  [c.19]

Принцип действия конденсатора смешения заключается в конденсации пара при непосредственном его смешении с водой. Смесь охлаждающей воды и конденсата отводится в барометрический бак. Труба, соединяющая этот бак с конденсатором, вьшолняет роль гидравлического затвора, поэтому ее высота соответствует разности давлений атмосферного и в конденсаторе.  [c.117]

Атмосферное (барометрическое) давление (ре) — давление окружающего воздуха, измеряемое барометром.[c.735]

Увеличение длительности дня. Удлинение дня на 7—8 мин также объясняется принципом Ферма. Как известно, с удалением от земноС] поверхности происходит уменьшение атмосферного давления согласно барометрическому закону .  [c.170]

Атмосферное давление измеряют барометром и оно называется барометрическим рбар. Если давление среды в резервуаре больще рбар, то измеряют избыточное или манометрическое) давление. Сумма барометрического и манометрического давлений равна абсолютному давлению р. Если давление в резервуаре меньше Рбар, образуется разрежение, т. е. вакуум, измеряющийся величиной рвак- Таким образом, давление определяется по показаниям приборов с учетом следующих соотношений  [c.6]


Применяемые в технике приборы для измерения давления (манометры) фиксируют разность мехкду абсолютным давлением раос в месте измерения и внешним атмосферным (барометрическим) давлением, т. е. так называемое избыточное давление разб (рис. 1.2).  [c.12]

Для измерения давления в технике применяют барометры, манометры, вакуумметры. Приборы, служащие для измерения давления выше атмосферного называются лшножетражн. Они показывают избыточное (манометрическое) давление р . Приборы, служащие для измерения атмосферного давления, называются барометрами. Они показывают атмосферное (барометрическое) давление Для измерения давления ниже атмосферного применяются вакуумметры, показывающие давление разрежения p . Если давление в резервуаре больше атмосферного, то полное (абсолютное) давление р определится по формуле  [c.8]

Если Рн получится больше атмосферного (барометрического) давления, то в объект сначала подают воздух или другой нейтральный газ до давления Р = Рн, а затем — индикаторный газ до давления Р = Ропр. Если Р получится меньше атмосферного давления, то полость объекта сначала вакуумируют до давления Р=Рн, после чего подают индикаторный газ до давления Р Ропр. Для объектов, которые нельзя вакуумировать, объект продувают индикаторным газом или осуществляют циклический процесс заполнение — стравливание .  [c.56]

Параметром состояния является абсолютное давление тела р, отсчитываемое от нуля, равное сумме атмосферного (барометрического) давления В и из-быточного (манометрического) давления Ризб-  [c.8]

Абсолютное давление пара или газа в закрытом сосуде представляет собой сумму избыточного (манометрического) и атмосферного (барометрического) давлений, когда эта сумма давлений больше атмосферного. Абсолютное давление — это истинное давление, испытываемое данной поверхностью. Например, если манометр у турбины показывает давление пара 30 кгс/сж , то абсолютное давление его будет равно 30 kb I ju плюс барометрическое давление атмосферного воздуха, которое приближенно может быть принято равным 1 Ka j M . Таким образом, абсолютное давление пара перед турбиной будет равно 31 кгс1см . При всех теплотехнических расчетах в формулы подставляется абсолютное давление пара или газа.[c.12]

Ответ. Манометром (вакуумметром) и барометрог.. Абсолютное давление / а можно определить, зная избытовдое давление Р , измеряемое манометром, и атмосферное (барометрическое) давление Рб, измеряемое барометром, т. е. Р2,=Рц + Рб-Это в случае, если абсолютное давление больше атмосферного.  [c.151]

В термическое уравнение состояния, как и в большинстве аналитических выражений, описывающих физические законы, входит абсолютное давление, обусловленное молекулярно-кинетической теорией. Существуют приборы, позволяющие измерить величину этого давления, однако, устройство их достаточно сложное, а стоимость высокая. На практике проще организовать измерение не абсолютной величины давления, а разности двух давлений искомого и атмосферного (барометрического). Знание величины атмосферного давления, измеренного с помо-  [c.35]

Параметром, характеризующим состояние рабочего тела, является абсолютное давление, производимое ударами молекул об оболочку резервуара, находящихся по одну (внутрениююу его сторону. Оболочка резервуара, заполненная сжатым газом, окружена атмосферным воздухом и воспринимает давление с двух сторон внутреннее и наружное (атмосферное или барометрическое). Манометры показывают избыток действительного (абсолютного) давления над атмосферным (барометрическим). Абсолютное давление принято обозначать—ama, а избыточное (манометрическое) — ати.  [c.11]

Различают давление атмосферное (или барометрическое), абсолютное, избыточное и вакуумметрическое. Абсолютное давление представляет собой сумму избы-точного и атмосферного давлений. Вакуумметрическое давление (разрежение) — давление меньше атмосферного. Для измерения давления применяют манометры, которые по принципу действия подразделяются на жидкостные, деформационные, грузопоршневьш, электрические, ионизационные и тепловые. Грузопоршневые манометры — образцовые приборы электрические имеют ограниченное применение в эксплуатации котлов ионизационные и тепловые в теплотехнике не используют.  [c. 30]

Если давление измеряется высотой вертикального столба жидкости, то одна техническая атмосфера соответствует 10 м вод. ст. и 735,6 мм рт. ст. Абсолютное давление, выраженное в технических атмосферах, обозначается словом ата (1 ата = 1 кГ1см ). В отличие от абсолютного давления, сверх-барометрическое давление, иначе называемое также манометрическим или избыточным (представляющее собой разность между абсолютным давлением и атмосферным барометрическим давлением, если первое больше второго) обозначается словом ати.  [c.33]

Давление атмосферного воадуха измеряется барометром, поэтому оно называется барометрическим, или атмосферны1М, и обозначается рбар- Давление газа, большее атмосферного, измеряется манометром. Оно называется избыточным, или манометрическим, и обозначается ризб или р ан- Е сли давление газа меньше атмосферного, то оно называется разреже-  [c.10]

На фиг. 6 приведены результаты измерения статического давления по оси сопла при различной сухости и начальном давлении 3,3 ата. По оси ординат отложена разность статического давления в сечении сопла P и атмосферного (барометрического) давления Рг, в числах делений манометра (300 делений соответствуют 4 кГ1см ). По оси абсцисс — расстояния в миллиметрах, причем за начало отсчета принято положение среза сопла. Из графика видно, что если сопло работает в расчетном режиме при а = 1,0, то и при X, отличных от единицы, режим сохраняется расчетным, т. е. давление на срезе остается равным или близким атмосферному.  [c.17]


Виды давления. Атмосферное давление, называемое иначе барометрическим Рб (по названию прибора, которым оно измеряется), зависит от высоты места над уровнем моря (чем выше, тем давление меньше) и от состояния погоды. Нормальное барометрическое давление равно 760 мм ртутного столба, что соответствует 1 атм ( -1 кПсм ).  [c.126]

Манометрическое давление, называемое иначе избыточным Ризб, — это давление, возникающее в жидкости сверх атмосферного — барометрического. Как видно, из основного уравнения гр.ростатики, оно определяется произведением рдН, т. е. в конечном счете высотой Л или эквивалентным ей напором, создаваемым насосом.  [c.126]


Что такое барометрическое давление?

Проще говоря, барометрическое давление – это измерение давления воздуха в атмосфере, в частности, измерение веса, оказываемого молекулами воздуха в данной точке на Земле. Атмосферное давление постоянно меняется и всегда разное в зависимости от того, где происходит чтение.

Среднее барометрическое давление на уровне моря обычно обозначается как 14,7 фунтов на квадратный дюйм (PSI) . Однако это всего лишь средний показатель.На самом деле барометрическое давление различается по всему миру, особенно на больших высотах, где атмосферное давление намного ниже, чем на уровне моря. Фактически, на высоте 18 000 футов молекул воздуха на 50% меньше, чем на уровне моря. Один из способов определения высоты полета самолета – измерение атмосферного давления. Высотомеры могут считывать давление воздуха относительно откалиброванного показания на земле и преобразовывать эту информацию в показания в футах или метрах.

Атмосферное давление также меняется с погодой – точнее, погода меняется с изменениями атмосферного давления.Возможность измерять и анализировать небольшие изменения атмосферного давления помогает метеорологам отслеживать погоду и предсказывать штормы. Фактически, Национальная метеорологическая служба (NWS) управляет большим массивом буев с данными через Тихий и Атлантический океаны для выполнения этой функции. Возможность точно считывать и передавать данные об изменениях давления с этих станций имеет решающее значение для отслеживания крупных штормовых систем, таких как ураганы и тайфуны.

SETRA BLOG: Что такое буй данных?

Хотя стандартное давление на уровне моря измеряется в фунтах на квадратный дюйм, барометрическое давление обычно измеряется либо в дюймах ртутного столба (дюймы ртутного столба), либо в миллибарах. Национальная метеорологическая служба использует ртуть для измерения приземного давления воздуха, хотя большинство ученых обычно предпочитают использовать гектор паскали (гПа) в качестве стандартной единицы. Традиционно барометры строились из стеклянных колонн, заполненных жидкой ртутью; изменения атмосферного давления будут отражаться, когда уровень ртути повысится или упадет относительно ближайшего эталона.

Многие бытовые барометры сделаны из стеклянных трубок, заполненных жидкостью, или имеют вид типичного индикатора часового типа.Однако барометры для промышленного использования или для использования на метеостанциях представляют собой емкостные преобразователи давления. Эти датчики чрезвычайно чувствительны и точны – до 0,02% полной шкалы. Основным преимуществом емкостных датчиков является их способность преобразовывать показания давления в аналоговый электрический сигнал, что является идеальным решением для аванпостов, которым необходимо передавать информацию о атмосферном давлении обратно в центральное место.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы узнать больше об инструментах, используемых для измерения атмосферного давления.

9.4: Измерение давления – Химия LibreTexts

Атмосферное давление действует в во всех направлениях , а не только вниз, на любой заданной высоте. Вы можете показать это с помощью простого трюка для вечеринки, который позволяет перевернуть чашку воды, не пролив ни капли.

Видео выше, безусловно, имеет большое значение для демонстрации того, что воздух оказывает давление во всех направлениях, но как нам измерить это давление? Ниже вы видите барометр, который представляет собой устройство для измерения давления, изобретенное давным-давно и используемое до сих пор.Чтобы узнать, как это работает, читайте дальше.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \) Ртутный барометр. (a) Трубка, заполненная Hg (l), закрывается пробкой и опускается в стакан с ртутью. (b) Когда пробка удалена, ртуть вытекает из трубки до тех пор, пока атмосферное давление (в точке A) не уравновесит давление столба ртути (в точке B). Область C над ртутью в трубке представляет собой почти идеальный вакуум с нулевым давлением. Следовательно, давление ртутного столба высотой h равно атмосферному давлению.

Барометры измеряют давление довольно косвенным образом, используя вытеснение жидкости, чтобы определить, какое давление приложено. Перевернутая трубка (см. Выше) помещается в стакан, наполненный жидкостью (часто ртутью или водой). Давление воздуха оказывает давление на жидкость в стакане, заставляя ее подниматься в трубку. Количество жидкости, поднимающейся в трубку, можно измерить (обычно по высоте) и сравнить, что дает нам сопоставимые и повторяемые измерения.

Подводя итог, можно сказать, что максимальная высота жидкости, на которую может воздействовать атмосферное давление, является мерой давления.Оказывается, столб воды высотой около 10 м (более 30 футов) может удерживаться земной атмосферой. Эту высоту было бы неудобно измерять в лаборатории, поэтому вместо нее используется более плотная жидкость – ртуть. Ртутный барометр, устройство для измерения атмосферного давления, показано на рисунке \ (\ PageIndex {1} \).

Еще один инструмент измерения – манометр, изображенный ниже. У манометра есть колба (изображенная ниже в виде гигантского круга) с известным давлением. Отрезок трубки, соединенный с шаром, заполнен жидкостью, в данном случае ртутью.Конец трубки открыт для атмосферы, которая оказывает давление на ртуть. Давление внутри колбы оказывает давление с другой стороны.

Если атмосферное давление больше внутреннего давления, манометр будет выглядеть как на втором изображении. Если атмосферное давление меньше внутреннего давления, то манометр будет выглядеть как на первом изображении. Если давление одинаковое, уровни будут одинаковыми с каждой стороны. Разницу в высоте между двумя сторонами можно измерить количественно, обеспечивая измерение давления.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \) Использование ртутного манометра. а) измерение давления выше атмосферного; (б) измерение давления ниже атмосферного. P A = атмосферное давление, P Hg = давление ртутного столба; P газ = давление ограниченного газа.

Хотя Паскаль является принятой единицей давления в системе СИ, в Соединенных Штатах он еще не получил широкого распространения. Следовательно, нужно также быть знакомым с атмосферой. Атмосфера удобна еще и потому, что 1.000 атм – это почти то же самое атмосферное давление, которое каждый из нас испытывает каждый день своей жизни. Это дает конкретную ссылку, с которой можно сравнивать другие давления. По этим причинам мы обычно будем использовать атмосферу в качестве единицы давления до конца этой главы. Тем не менее, есть ряд случаев, когда использование Паскаля дает существенное представление о поведении газа. В таких случаях мы будем использовать более новую международно признанную единицу.

Пример: \ (\ PageIndex {1} \): атмосферное давление

Барометр построен, как показано на рисунке 1.{-2} = 101,33 \ text {кПа} \)

Предыдущий пример показывает, что ртутный столбик высотой 760,0 мм и площадью 1 000 см 2 создает давление 101,33 кПа (1 атм). Также можно показать, что только высота ртутного столба влияет на его давление. Для большего поперечного сечения имеется большая масса ртути и, следовательно, большая сила, но она действует на большую площадь, оставляя неизменной силу на единицу площади. По этой причине удобно измерять давление газов по высоте ртутного столба, который может поддерживаться.То есть, мы могли бы указать атмосферное давление в Примере 1 как 760 мм рт. Ст. Вместо 101,3 кПа или 1000 атм. Полезно помнить, что \ (760 \ text {mmHg} = 1.000 \ text {atm} = 101.3 \ text {kPa} \) Давление газа в баллоне часто измеряется относительно атмосферного давления с помощью манометра. Это U-образная трубка, содержащая ртуть и соединяющая емкость с воздухом (рис. 2).

Пример \ (\ PageIndex {2} \): Давление

Ртутный манометр используется для измерения давления газа в колбе.Как показано на Рисунке 2 b , уровень ртути выше в рукаве, соединенном с колбой, но разница в уровнях составляет 43 мм. Атмосферное давление 737 мм рт. Рассчитайте давление в баллоне ( a ) в миллиметрах ртутного столба; ( b ) в килопаскалях; и ( c ) в атмосферах.

Решение

а) \ (P_ {газ} + P_ {Hg} = P_ {A} \)

\ (P_ {газ} = P_ {A} – P_ {Hg} \)

\ (P_ {gas} = 737 \ text {mmHg} – 43 \ text {mmHg} = 694 \ text {mmHg} \)

б) \ (P_ {газ} = \ text {694 мм рт. Ст.} \ Times \ text {} \ frac {\ text {101} \ text {.3 кПа}} {\ text {760 мм рт. Ст.}} = \ Text {92} \ text {.5 кПа} \) c) \ (P_ {gas} = \ text {694 мм рт. Ст.} \ Times \ text {} \ frac {\ text {1 атм}} {\ text {760 мм рт. ст.}} = \ text {0} \ text {0,913 атм} \)

Обратите внимание, что, по сути, той же процедуры достаточно для преобразования миллиметров ртутного столба в килопаскали или атмосферу. Лабораторные измерения обычно производятся в миллиметрах ртутного столба, но дальнейшие вычисления почти всегда более удобны, если используются килопаскали или атмосфера.

11.

6. Манометрическое давление, абсолютное давление и измерение давления

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Определите избыточное и абсолютное давление.
  • Понимать работу анероидных барометров и барометров с открытой трубкой.

Если вы прихрамываете на заправочной станции с почти спущенной шиной, вы заметите, что манометр на авиалинии показывает почти ноль, когда вы начинаете заправлять ее. Фактически, если бы в вашей шине было зияющее отверстие, датчик показывал бы ноль, даже если в шине существует атмосферное давление.Почему датчик показывает ноль? Здесь нет никакой загадки. Манометры просто предназначены для считывания нуля при атмосферном давлении и положительного значения, когда давление выше атмосферного.

Точно так же атмосферное давление увеличивает кровяное давление во всех частях кровеносной системы. (Как отмечалось в Принципе Паскаля, полное давление в жидкости – это сумма давлений из разных источников – в данном случае сердца и атмосферы. ) Но атмосферное давление не оказывает общего влияния на кровоток, поскольку оно добавляет к выходному давлению. сердца и возвращение в него тоже.Важно то, насколько кровяное давление на больше атмосферного. Таким образом, измерения артериального давления, как и давления в шинах, производятся относительно атмосферного давления.

Короче говоря, манометры очень часто игнорируют атмосферное давление, то есть считывают ноль при атмосферном давлении. Поэтому мы определяем манометрическое давление как давление относительно атмосферного давления. Избыточное давление положительно для давлений выше атмосферного и отрицательно для давлений ниже него.

Определение: избыточное давление

Манометрическое давление – это давление относительно атмосферного давления. Избыточное давление положительно для давлений выше атмосферного и отрицательно для давлений ниже него.

Фактически, атмосферное давление действительно увеличивает давление в любой жидкости, не заключенной в жесткий контейнер. Это происходит из-за принципа Паскаля. Таким образом, полное давление или абсолютное давление складывается из манометрического и атмосферного давления:

\ [P_ {abs} = P_g + P_ {atm} \]

где \ (P_ {abs} \) – абсолютное давление, \ (P_g \) – манометрическое давление, а \ (P_ {atm} \) – атмосферное давление.Например, если ваш манометр показывает 34 фунта на квадратный дюйм, то абсолютное давление составляет 34 фунта на квадратный дюйм плюс 14,7 фунта на квадратный дюйм (\ (P_ {атм} \) в фунтах на квадратный дюйм) или 48,7 фунта на квадратный дюйм (эквивалент 336 кПа).

Определение: абсолютное давление

Абсолютное давление – это сумма манометрического и атмосферного давления.

По причинам, которые мы рассмотрим позже, в большинстве случаев абсолютное давление в жидкости не может быть отрицательным. Жидкости выталкивают, а не вытягивают, поэтому наименьшее абсолютное давление равно нулю.(Отрицательное абсолютное давление – это притяжение.) Таким образом, минимально возможное манометрическое давление равно \ (P_g = -P_ {atm} \) (это делает \ (P_ {abs} |) равным нулю).

Теоретически нет предела тому, насколько большим может быть манометрическое давление.

Существует множество устройств для измерения давления, от шинных манометров до манжет для измерения кровяного давления. Принцип Паскаля имеет большое значение в этих устройствах. Непрерывная передача давления через жидкость обеспечивает точное дистанционное измерение давления. Дистанционное зондирование часто удобнее, чем установка измерительного устройства в систему, например в артерию человека.

На рисунке показан один из многих типов механических манометров, используемых сегодня. Во всех механических манометрах давление представляет собой силу, которая преобразуется (или преобразуется) в некоторый тип считывания.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): В этом анероидном манометре используются гибкие сильфоны, соединенные с механическим индикатором для измерения давления.

Целый класс датчиков использует свойство, согласно которому давление, обусловленное весом жидкости, определяется выражением \ (P = h \ rho g \).

Рассмотрим, например, U-образную трубку, показанную на рисунке.Эта простая трубка называется манометром . На рисунке (а) обе стороны трубы открыты для атмосферы. Таким образом, атмосферное давление одинаково снижается с каждой стороны, поэтому его эффект нивелируется. Если жидкость глубже с одной стороны, давление на более глубокой стороне больше, и жидкость течет от этой стороны до тех пор, пока глубины не сравняются.

Давайте посмотрим, как манометр используется для измерения давления. Предположим, что одна сторона U-образной трубки подключена к некоторому источнику давления \ (P_ {abs} \), например, игрушечному воздушному шарику на рисунке (b) или вакуумной банке с арахисом, показанной на рисунке (c).Давление передается на манометр в неизменном виде, и уровни жидкости больше не равны. На рисунке (b), \ (P_ {abs} \) больше атмосферного давления, тогда как на рисунке (c) \ (P_ {abs} \) меньше атмосферного давления. В обоих случаях \ (P_ {abs} \) отличается от атмосферного давления на величину \ (h \ rho g \), где \ (\ rho \) – плотность жидкости в манометре. На рисунке (b) \ (P_ {abs} \) может поддерживать столб жидкости высотой \ (h \), и поэтому он должен оказывать давление \ (h \ rho g \), превышающее атмосферное давление (манометр давление \ (P_g \) положительное).На рисунке (c) атмосферное давление может поддерживать столб жидкости высотой \ (h \), поэтому \ (P_ {abs} \) меньше атмосферного давления на величину \ (h \ rho g \) ( манометрическое давление \ (P_g \) отрицательное). Манометр с одной стороной, открытой в атмосферу, является идеальным устройством для измерения манометрического давления. Манометрическое давление равно \ (P_g = h \ rho g \) и определяется путем измерения \ (h \).

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Манометр с открытой трубкой имеет одну сторону, открытую в атмосферу. (a) Глубина жидкости должна быть одинаковой с обеих сторон, иначе давление, оказываемое каждой стороной на дно, будет неравным, и поток будет идти с более глубокой стороны.(b) Положительное избыточное давление \ (P_g = h \ rho g \), передаваемое на одну сторону манометра, может поддерживать столб жидкости высотой \ (h \). (c) Аналогично, атмосферное давление больше отрицательного манометрического давления \ (P_g \) на величину \ (h \ rho g \). Жесткость банки предотвращает передачу атмосферного давления на арахис. Манометры

Mercury часто используются для измерения артериального давления. Надувная манжета надевается на плечо, как показано на рисунке. Сжимая грушу, человек, производящий измерение, оказывает давление, которое в неизменном виде передается как на главную артерию руки, так и на манометр.Когда это приложенное давление превышает кровяное давление, кровоток под манжетой прекращается. Затем человек, производящий измерение, медленно снижает приложенное давление и ожидает возобновления кровотока. Артериальное давление пульсирует из-за перекачивания сердца, достигая максимума, называемого систолическим давлением, и минимума, называемого диастолическим давлением, с каждым ударом сердца. Систолическое давление измеряется путем учета значения \ (h \), когда кровоток впервые начинается при понижении давления в манжете. Диастолическое давление измеряется по непрерывному кровотоку.Типичное артериальное давление молодого взрослого человека поднимает ртуть до высоты 120 мм при систолическом и 80 мм при диастолическом. Обычно это 120 на 80 или 120/80. Первое давление соответствует максимальной мощности сердца; второй – из-за эластичности артерий в поддержании давления между ударами. Плотность ртутной жидкости в манометре в 13,6 раз больше, чем у воды, поэтому высота жидкости будет 1 / 13,6 от высоты водяного манометра. Эта уменьшенная высота может затруднить измерения, поэтому ртутные манометры используются для измерения более высоких давлений, например артериального давления.Плотность ртути такова, что \ (1 \, мм \, Hg = 133 \, Па \).

Определение: систолическое давление

Систолическое давление – это максимальное артериальное давление.

Определение: диастолическое давление

Диастолическое давление – это минимальное кровяное давление.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): при обычных измерениях артериального давления надувная манжета помещается на плечо на том же уровне, что и сердце. Кровоток определяется сразу под манжетой, и соответствующие значения давления передаются на манометр, заполненный ртутью.(Источник: фотография армии США, сделанная специалистом Мика Э. Клэр \ 4TH BCT)

Пример \ (\ PageIndex {1} \): Расчет высоты мешка для внутривенных вливаний: артериальное давление и внутривенное введение

Настои

Внутривенные инфузии обычно производятся с помощью силы тяжести. Предполагая, что плотность вводимой жидкости составляет 1,00 г / мл, на какой высоте следует поместить мешок для внутривенного вливания над точкой входа, чтобы жидкость просто попадала в вену, если артериальное давление в вене на 18 мм рт. Ст. Выше атмосферного. ? Предположим, что мешок для внутривенных вливаний складной.

Стратегия для (а)

Чтобы жидкость просто попала в вену, ее давление на входе должно превышать артериальное давление в вене (на 18 мм рт. Ст. Выше атмосферного давления). Поэтому нам нужно найти высоту жидкости, которая соответствует этому манометрическому давлению.

Решение

Сначала нам нужно преобразовать давление в единицы СИ. Поскольку \ (1.0 \, мм \, Hg = 133 \, Па \),

\ [\ begin {align *} P = 18 \, мм \, Hg \ times \ dfrac {133 \, Pa} {1.0 \, mm \, Hg} = 2400 \, Pa \\ [5pt] & = 0 .24 \, Па \ end {align *} \]

Обсуждение

Мешок для внутривенных вливаний должен быть размещен на высоте 0,24 м над точкой входа в руку, чтобы жидкость просто попала в руку. Как правило, мешки для внутривенных вливаний размещаются выше. Вы могли заметить, что мешки, используемые для сбора крови, размещаются под донором, чтобы кровь могла легко течь от руки к сумке, что является противоположным направлением потока, чем требуется в представленном здесь примере.

Барометр – прибор для измерения атмосферного давления.Ртутный барометр показан на рисунке. Это устройство измеряет атмосферное давление, а не манометрическое, потому что над ртутью в трубке создается почти чистый вакуум. Высота ртути такова, что \ (h \ rho g = P_ {atm} \). Когда атмосферное давление меняется, ртуть поднимается или падает, давая важные подсказки синоптикам. Барометр также можно использовать как высотомер, поскольку среднее атмосферное давление зависит от высоты. Ртутные барометры и манометры настолько распространены, что единицы измерения атмосферного давления и артериального давления часто используются в миллиметрах ртутного столба.В таблице приведены коэффициенты пересчета для некоторых наиболее часто используемых единиц давления.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): ртутный барометр измеряет атмосферное давление. Давление, обусловленное весом ртути, \ (h \ rho g \), равно атмосферному давлению. Атмосфера способна поднять ртуть в трубке на высоту \ (h \), потому что давление над ртутью равно нулю.
Пересчет в Н / м 2 (Па) Преобразование из банкомата
\ (1.2 \) \ (1,0 атм = 1013 миллибар \)

Коэффициенты преобразования для различных единиц давления

Резюме

  • Манометрическое давление – это давление относительно атмосферного давления.
  • Абсолютное давление – это сумма манометрического и атмосферного давления.
  • Анероидный манометр измеряет давление с помощью сильфона и пружины, соединенного со стрелкой калиброванной шкалы.
  • Манометры с открытой трубкой имеют U-образную форму трубки, один конец которой всегда открыт.Он используется для измерения давления.
  • Ртутный барометр – это прибор, измеряющий атмосферное давление.

Глоссарий

абсолютное давление
сумма манометрического давления и атмосферного давления
диастолическое давление
минимальное артериальное давление в артерии
избыточное давление
давление относительно атмосферного
систолическое давление
максимальное артериальное давление в артерии

Авторы и указание авторства

Пол Питер Урон (почетный профессор Калифорнийского государственного университета, Сакраменто) и Роджер Хинрикс (Государственный университет Нью-Йорка, колледж в Освего) с авторами: Ким Диркс (Оклендский университет) и Манджула Шарма (Сиднейский университет).Эта работа лицензирована OpenStax University Physics в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License (4.0).

Что такое избыточное давление и как его измеряют?

WIKA USA отвечает на часто задаваемые вопросы (FAQ) об основных физических принципах измерения давления и давления. Это включает обсуждение абсолютного давления, атмосферного давления, манометрического давления и дифференциального давления.

Давление обычно определяется как сила, которая действует равномерно на определенной площади.Есть несколько видов давления и способов их измерения.

Что такое манометрическое давление?

Схема для манометрического давления

Манометрическое давление, также называемое избыточным давлением, – это давление в системе выше атмосферного. Манометрическое давление отсчитывается от нуля относительно давления окружающего воздуха (или атмосферного), поэтому показания манометрического давления включают давление от веса атмосферы. Это означает, что манометрическое давление меняется в зависимости от высоты над уровнем моря, а также от погодных условий.Учитывая, что все процессы на нефтеперерабатывающем заводе или производственном предприятии происходят при одинаковом давлении воздуха, измерения манометрического давления достаточно для большинства промышленных применений.

Какая связь между избыточным и абсолютным давлением?

Измерение давления, основанное на нулевом опорном давлении или его отсутствии, называется абсолютным давлением. Нулевое давление существует только в идеальном вакууме, и космическое пространство – единственное место, где это происходит естественным образом. Следовательно, показание абсолютного давления равно атмосферному (окружающему) давлению плюс манометрическое давление.Это означает, что манометрическое давление равно абсолютному давлению минус атмосферное (окружающее) давление. Когда абсолютное давление больше атмосферного, это состояние называется положительным избыточным давлением; когда абсолютное давление меньше атмосферного, это называется отрицательным избыточным давлением.

Что такое атмосферное давление?

Атмосфера Земли имеет вес и создает давление. Атмосферное давление, также называемое атмосферным давлением или атмосферным давлением, подвержено погодным колебаниям.Природные явления, такие как циклоны и антициклоны, могут вызывать изменение атмосферного давления на целых 5%.

Что такое перепад давления?

Дифференциальное давление – это разница давлений между двумя точками процесса. Манометр дифференциального давления обычно имеет два входных отверстия (по одному для каждой контролируемой точки). Манометр дифференциального давления означает, что операторам не нужно постоянно контролировать два отдельных манометра и определять разницу в показаниях. Манометры дифференциального давления используются во многих отраслях промышленности как часть систем контроля фильтрации, уровня жидкости и расхода жидкости.

Какие единицы используются для измерения давления?

В Соединенных Штатах для измерения давления чаще всего используются фунты на квадратный дюйм (psi), бар и миллибар (мбар). Международная стандартная единица измерения давления – паскаль (сокращенно Па): Н / м 2 , или ньютон на квадратный метр. 1 бар = 100 000 Па. Давление также можно измерять в атмосферах (атм), дюймах ртутного столба (дюймы ртутного столба), миллиметрах ртутного столба (мм ртутного столба) и торр (около 133,3 Па). Используемая единица измерения зависит от прибора для измерения давления, отрасли, а также от национальных предпочтений и стандартов измерения.

WIKA – мировой лидер в области приборов для измерения давления. Свяжитесь со специалистами WIKA USA, если у вас есть вопросы о том, что такое манометрическое давление и какие из наших 120+ манометров подходят для ваших процессов и бюджета.

9.1 Давление газа – химия

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Определить свойство давления
  • Определение и преобразование единиц измерения давления
  • Описать работу обычных инструментов для измерения давления газа
  • Рассчитать давление по данным манометра

Атмосфера Земли оказывает давление, как и любой другой газ.Хотя обычно мы не замечаем атмосферное давление, мы чувствительны к изменениям давления – например, когда ваши уши «хлопают» во время взлета и посадки во время полета или когда вы ныряете под водой. Давление газа вызывается силой, действующей при столкновении молекул газа с поверхностями объектов (рис. 1). Хотя сила каждого столкновения очень мала, любая поверхность значительной площади подвергается большому количеству столкновений за короткое время, что может привести к высокому давлению. Фактически, нормальное давление воздуха достаточно велико, чтобы раздавить металлический контейнер, если он не уравновешен равным давлением внутри контейнера.

Рис. 1. Атмосфера над нами оказывает сильное давление на объекты на поверхности земли, примерно равное весу шара для боулинга, давящего на область размером с ноготь человека.

В этом коротком видеоролике представлена ​​наглядная иллюстрация атмосферного давления, на которой показан взрыв железнодорожной цистерны при понижении внутреннего давления.

Кратко объясняется демонстрация этого явления в меньшем масштабе.

Атмосферное давление создается за счет веса столба молекул воздуха в атмосфере над объектом, например цистерной.На уровне моря это давление примерно такое же, как у взрослого африканского слона, стоящего на коврике, или обычного шара для боулинга, опирающегося на большой палец руки. Может показаться, что их огромное количество, и так оно и есть, но жизнь на Земле развивалась под таким атмосферным давлением. Если вы на самом деле поместите шар для боулинга на ноготь большого пальца, испытываемое давление будет удвоено обычного давления, и ощущение будет неприятным.

Как правило, давление определяется как сила, действующая на заданную область: [латекс] P = \ frac {F} {A} [/ latex].Обратите внимание, что давление прямо пропорционально силе и обратно пропорционально площади. Таким образом, давление можно увеличить либо за счет увеличения силы, либо за счет уменьшения площади, по которой оно применяется; давление можно уменьшить, уменьшив силу или увеличив площадь. 2 [/ latex]

Рисунок 2. Хотя (а) вес слона большой, что создает очень большую силу на земле, (б) фигуристка оказывает гораздо большее давление на лед из-за небольшой площади поверхности ее коньков. (кредит а: модификация работы Гвидо да Роззе; кредит б: модификация работы Рёске Яги)

Единица давления в системе СИ – паскаль (Па) , где 1 Па = 1 Н / м 2 , где N – ньютон, единица силы, определяемая как 1 кг м / с 2 . Один паскаль – это небольшое давление; во многих случаях удобнее использовать единицы килопаскаль (1 кПа = 1000 Па) или бар (1 бар = 100000 Па).В Соединенных Штатах давление часто измеряется в фунтах силы на площади в один квадратный дюйм – фунтов на квадратный дюйм (psi) – например, в автомобильных шинах. Давление также можно измерить с помощью прибора атмосфера (атм) , который первоначально представлял среднее атмосферное давление на уровне моря на приблизительной широте Парижа (45 °). В таблице 1 представлена ​​некоторая информация об этих и некоторых других распространенных единицах измерения давления

Название устройства и сокращение Определение или отношение к другой единице
паскаль (Па) 1 Па = 1 Н / м 2

Рекомендуемый блок IUPAC

килопаскаль (кПа) 1 кПа = 1000 Па
фунтов на квадратный дюйм (psi) Давление воздуха на уровне моря составляет ~ 14.7 фунтов на кв. Дюйм
атмосфера (атм) 1 атм = 101,325 Па

Давление воздуха на уровне моря ~ 1 атм

бар (бар или бар) 1 бар = 100 000 Па (точно)

обычно используется в метеорологии

миллибар (мбар или мбар) 1000 мбар = 1 бар
дюймов ртутного столба (дюймы рт. Ст.) 1 дюйм рт. Ст. = 3386 Па

используется в авиационной промышленности, а также некоторые сводки погоды

торр [латекс] 1 \; \ text {torr} = \ frac {1} {760} \; \ text {atm} [/ latex]

имени изобретателя барометра Евангелисты Торричелли

миллиметры ртутного столба (мм рт. Ст.) 1 мм рт. Ст. ~ 1 торр
Таблица 1. Единицы давления

Пример 1

Преобразование единиц давления
Национальная метеорологическая служба США сообщает давление как в дюймах ртутного столба, так и в миллибарах. Преобразуйте давление 29,2 дюйма рт. Ст. В:

(а) торр

(б) атм

(c) кПа

(d) мбар

Решение
Это проблема преобразования единиц измерения. Соотношения между различными единицами измерения давления приведены в таблице 1.

(a) [латекс] 29.2 \; \ rule [0.5ex] {2.2em} {0.1ex} \ hspace {-2.2em} \ text {in Hg} \ times \ frac {25.4 \; \ rule [0.25ex ] {1.2em} {0.1ex} \ hspace {-1.2em} \ text {mm}} {1 \; \ rule [0.25ex] {0.6em} {0.1ex} \ hspace {-0.6em} \ text { in}} \ times \ frac {1 \; \ text {torr}} {1 \; \ rule [0.25ex] {2em} {0.1ex} \ hspace {-2em} \ text {мм рт. ст.}} = 742 \ ; \ text {torr} [/ latex]

(b) [латекс] 742 \; \ rule [0.5ex] {1.8em} {0.1ex} \ hspace {-1.8em} \ text {torr} \ times \ frac {1 \; \ text {atm}} {760 \; \ rule [0.25ex] {1.2em} {0.1ex} \ hspace {-1.2em} \ text {torr}} = 0.976 \; \ text {atm} [/ latex]

(c) [латекс] 742 \; \ rule [0.5ex] {1.8em} {0.1ex} \ hspace {-1.8em} \ text {torr} \ times \ frac {101.325 \; \ text {kPa}} {760 \; \ rule [0.25ex] {1.0em} {0.1ex} \ hspace {-1.0em} \ text {torr}} = 98.9 \; \ text {kPa} [/ latex]

(d) [латекс] 98.9 \; \ rule [0.5ex] {1.9em} {0.1ex} \ hspace {-1.9em} \ text {kPa} \ times \ frac {1000 \; \ rule [0.25ex] {0.9em} {0.1ex} \ hspace {-0.9em} \ text {Pa}} {1 \; \ rule [0.25ex] {1.1em} {0.1ex} \ hspace {-1.1em} \ text {кПа }} \ times \ frac {1 \; \ rule [0.25ex] {0.9em} {0.1ex} \ hspace {-0.9em} \ text {bar}} {100 000 \; \ rule [0.25ex] {1.0em} {0.1ex} \ hspace {-1.0em} \ text {Pa}} \ times \ frac {1000 \; \ text { mbar}} {1 \; \ rule [0.25ex] {1.0em} {0.1ex} \ hspace {-1.0em} \ text {bar}} = 989 \; \ text {mbar} [/ latex]

Проверьте свои знания
Типичное атмосферное давление в Канзас-Сити составляет 740 торр. Что это за давление в атмосферах, миллиметрах ртутного столба, килопаскалях и барах?

Ответ:

0,974 атм; 740 мм рт. 98,7 кПа; 0,987 бар

Мы можем измерить атмосферное давление, силу, действующую со стороны атмосферы на земную поверхность, с помощью барометра (рис. 3).Барометр представляет собой стеклянную трубку, которая закрыта с одного конца, заполнена нелетучей жидкостью, такой как ртуть, а затем перевернута и погружена в контейнер с этой жидкостью. Атмосфера оказывает давление на жидкость за пределами трубки, столб жидкости оказывает давление внутри трубки, а давление на поверхности жидкости одинаково внутри и снаружи трубки. Следовательно, высота жидкости в трубке пропорциональна давлению, оказываемому атмосферой.

Рис. 3. В барометре высота столба жидкости h используется для измерения давления воздуха.Использование очень плотной жидкой ртути (слева) позволяет создавать барометры разумного размера, тогда как для использования воды (справа) потребуется барометр высотой более 30 футов.

Если жидкостью является вода, нормальное атмосферное давление будет поддерживать столб воды высотой более 10 метров, что довольно неудобно для изготовления (и считывания) барометра. Поскольку ртуть (Hg) примерно в 13,6 раз плотнее воды, ртутный барометр должен быть [латекс] \ frac {1} {13.6} [/ латекс] высотой с водяной барометр – более подходящий размер.Стандартное атмосферное давление в 1 атм на уровне моря (101 325 Па) соответствует столбу ртути высотой около 760 мм (29,92 дюйма). торр изначально задумывался как единица измерения, равная одному миллиметру ртутного столба, но больше не соответствует точно. Давление, создаваемое жидкостью под действием силы тяжести, известно как гидростатическое давление , p :

.

[латекс] p = h \ rho g [/ латекс]

, где h – высота жидкости, ρ – плотность жидкости, а g – ускорение свободного падения.

Пример 2

Расчет барометрического давления
Покажите расчет, подтверждающий утверждение о том, что атмосферное давление около уровня моря соответствует давлению, оказываемому столбом ртути высотой около 760 мм. Плотность ртути = 13,6 г / см 3 .

Раствор
Гидростатическое давление определяется как p = hρg , где h = 760 мм, ρ = 13,6 г / см 3 и g = 9.5 \; \ text {Pa} \ end {array} [/ latex]

Проверьте свои знания
Рассчитайте высоту водяного столба при 25 ° C, который соответствует нормальному атмосферному давлению. Плотность воды при этой температуре составляет 1,0 г / см 3 .

Манометр – устройство, подобное барометру, которое может использоваться для измерения давления газа, находящегося в контейнере. Манометр с закрытым концом представляет собой U-образную трубку с одним закрытым плечом, одним плечом, которое соединяется с измеряемым газом, и нелетучей жидкостью (обычно ртутью) между ними.Как и в случае с барометром, расстояние между уровнями жидкости в двух рукавах трубки ( х на диаграмме) пропорционально давлению газа в баллоне. Манометр с открытым концом (рис. 4) аналогичен манометру с закрытым концом, но одно из его рукавов открыто для атмосферы. В этом случае расстояние между уровнями жидкости соответствует разнице давлений между газом в емкости и атмосферой.

Рисунок 4. Манометр можно использовать для измерения давления газа.(Разница в высоте) между уровнями жидкости ( х ) является мерой давления. Обычно используется ртуть из-за ее большой плотности.

Пример 3

Расчет давления с помощью манометра с закрытым концом
Давление пробы газа измеряется манометром с закрытым концом, как показано справа. Жидкость в манометре – ртуть. Определите давление газа в:

(а) торр

(б) Па

(в) бар

Раствор
Давление газа равно столбу ртути высотой 26.4 см. (Давление в нижней горизонтальной линии одинаково с обеих сторон трубки. Давление слева обусловлено газом, а давление справа – 26,4 см ртутного столба, или ртутью.) Мы могли бы использовать уравнение p = hρg , как в Примере 2, но проще преобразовать единицы измерения с помощью таблицы 1.

(a) [латекс] 26.4 \; \ rule [0.5ex] {2.8em} {0.1ex} \ hspace {-2.8em} \ text {cm Hg} \ times \ frac {10 \; \ rule [0.25ex ] {2.5em} {0.1ex} \ hspace {-2.5em} \ text {мм рт. Ст.}} {1 \; \ rule [0.25ex] {2.5em} {0.1ex} \ hspace {-2.5em} \ text {мм рт. Ст.}} \ Times \ frac {1 \; \ text {torr}} {1 \; \ rule [0.25ex] {2.5 em} {0.1ex} \ hspace {-2.5em} \ text {мм рт. ст.}} = 264 \; \ text {torr} [/ latex]

(b) [латекс] 264 \; \ rule [0.5ex] {1.7em} {0.1ex} \ hspace {-1.7em} \ text {torr} \ times \ frac {1 \; \ rule [0.25ex] {1.3em} {0.1ex} \ hspace {-1.3em} \ text {atm}} {760 \; \ rule [0.25ex] {1.3em} {0.1ex} \ hspace {-1.3em} \ text {torr }} \ times \ frac {101,325 \; \ text {Pa}} {1 \; \ rule [0.25ex] {1.3em} {0.1ex} \ hspace {-1,3em} \ text {atm}} = 35 200 \; \ text {Па} [/ латекс]

(c) [латекс] 35,200 \; \ rule [0.5ex] {1.2em} {0.1ex} \ hspace {-1.2em} \ text {Pa} \ times \ frac {1 \; \ text {bar}} {100,000 \; \ rule [0.25ex] {1em} { 0,1ex} \ hspace {-1em} \ text {Pa}} = 0,352 \; \ text {bar} [/ latex]

Проверьте свои знания
Давление пробы газа измеряется манометром с закрытым концом. Жидкость в манометре – ртуть. Определите давление газа в:

(а) торр

(б) Па

(в) бар

Ответ:

(а) ~ 150 торр; (б) ~ 20 000 Па; (в) ~ 0.20 бар

Пример 4

Расчет давления с помощью манометра с открытым концом
Давление пробы газа измеряется на уровне моря с помощью ртутного манометра с открытым концом, как показано справа. Определите давление газа в:

(а) мм рт. Ст.

(б) атм

(c) кПа

Раствор
Давление газа равно гидростатическому давлению столба ртути высотой 13.7 см плюс давление атмосферы на уровне моря. (Давление в нижней горизонтальной линии одинаково с обеих сторон трубки. Давление слева обусловлено газом, а давление справа – 13,7 см ртутного столба плюс атмосферное давление.)

(a) В мм рт. Ст. Это: 137 мм рт. Ст. + 760 мм рт. Ст. = 897 мм рт. Ст.

(b) [латекс] 897 \; \ rule [0.5ex] {3em} {0.1ex} \ hspace {-3em} \ text {мм рт. Ст.} \ Times \ frac {1 \; \ text {atm}} { 760 \; \ rule [0.25ex] {2.5em} {0.1ex} \ hspace {-2.5em} \ text {мм рт. Ст.}} = 1.2 \; \ text {кПа} [/ латекс]

Проверьте свои знания
Давление пробы газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом, как показано справа. Определите давление газа в:

(а) мм рт. Ст.

(б) атм

(c) кПа

Ответ:

(а) 642 мм рт. (б) 0,845 атм; (c) 85,6 кПа

Измерение артериального давления

Артериальное давление измеряется с помощью устройства, называемого сфигмоманометром (греч. sphygmos = «пульс»).Он состоит из надувной манжеты для ограничения кровотока, манометра для измерения давления и метода определения, когда кровоток начинается и когда он становится затрудненным (рис. 5). С момента своего изобретения в 1881 году он был незаменимым медицинским устройством. Существует много типов сфигмоманометров: ручные, для которых требуется стетоскоп и которые используются медицинскими работниками; ртутные, когда требуется наибольшая точность; менее точные механические; и цифровые, которые можно использовать после небольшого обучения, но у них есть ограничения.При использовании сфигмоманометра манжету надевают вокруг плеча и накачивают до тех пор, пока кровоток полностью не блокируется, а затем медленно отпускают. Когда сердце бьется, кровь, проходящая через артерии, вызывает повышение давления. Это повышение давления, при котором начинается кровоток, составляет систолического давления – пикового давления в сердечном цикле. Когда давление в манжете сравняется с артериальным систолическим давлением, кровь течет мимо манжеты, создавая слышимые звуки, которые можно услышать с помощью стетоскопа.За этим следует снижение давления, поскольку желудочки сердца готовятся к новому удару. Поскольку давление в манжете продолжает снижаться, звук в конечном итоге перестает быть слышным; это диастолическое давление наименьшее давление (фаза покоя) в сердечном цикле. Единицы измерения артериального давления тонометра выражаются в миллиметрах ртутного столба (мм рт. Ст.).

Рис. 5. (a) Медицинский техник готовится измерить артериальное давление пациента с помощью сфигмоманометра. (b) Типичный сфигмоманометр использует резиновую грушу с клапаном для надувания манжеты и диафрагменный манометр для измерения давления.(кредит а: модификация работы магистра-сержанта Джеффри Аллена)

Метеорология, климатология и атмосферные науки

На протяжении веков люди наблюдали облака, ветры и осадки, пытаясь определить закономерности и сделать прогнозы: когда лучше сажать и собирать урожай; безопасно ли отправляться в морское путешествие; и многое другое. Сейчас мы сталкиваемся со сложными проблемами, связанными с погодой и атмосферой, которые окажут серьезное влияние на нашу цивилизацию и экосистему. Несколько различных научных дисциплин используют химические принципы, чтобы помочь нам лучше понять погоду, атмосферу и климат.Это метеорология, климатология и атмосферная наука. Метеорология – это изучение атмосферы, атмосферных явлений и атмосферных воздействий на погоду Земли. Метеорологи стремятся понять и предсказать погоду в краткосрочной перспективе, что может спасти жизни и принести пользу экономике. Прогнозы погоды (рис. 6) являются результатом тысяч измерений атмосферного давления, температуры и т. Д., Которые собираются, моделируются и анализируются в метеорологических центрах по всему миру.

Рисунок 6. Метеорологи используют карты погоды для описания и предсказания погоды. Области высокого (H) и низкого (L) давления сильно влияют на погодные условия. Серые линии представляют собой места постоянного давления, известные как изобары. (кредит: модификация работы Национального управления океанических и атмосферных исследований)

С точки зрения погоды, системы низкого давления возникают, когда атмосферное давление на земной поверхности ниже, чем в окружающей среде: влажный воздух поднимается и конденсируется, образуя облака.Движение влаги и воздуха в пределах различных погодных фронтов провоцирует большинство погодных явлений.

Атмосфера – это газовый слой, окружающий планету. Атмосфера Земли, имеющая толщину примерно 100–125 км, состоит примерно на 78,1% азота и 21,0% кислорода и может быть подразделена на области, показанные на рисунке 7: экзосфера (наиболее удаленная от Земли,> 700 км над уровнем моря) , термосфера (80–700 км), мезосфера (50–80 км), стратосфера (второй нижний уровень нашей атмосферы, 12–50 км над уровнем моря) и тропосфера (до 12 км над уровнем моря, примерно 80% земной атмосферы по массе и слой, в котором происходит большинство погодных явлений).По мере того, как вы поднимаетесь в тропосфере, плотность и температура воздуха снижаются.

Рис. 7. Атмосфера Земли состоит из пяти слоев: тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы.

Климатология – это изучение климата, усредненных погодных условий за длительные периоды времени с использованием атмосферных данных. Однако климатологи изучают закономерности и эффекты, которые происходят в течение десятилетий, столетий и тысячелетий, а не более короткие временные рамки в часы, дни и недели, как метеорологи.Атмосферная наука – это еще более широкая область, объединяющая метеорологию, климатологию и другие научные дисциплины, изучающие атмосферу.

Газы оказывают давление, то есть силу на единицу площади. Давление газа может быть выражено в единицах СИ – паскаль или килопаскаль, а также во многих других единицах, включая торр, атмосферу и бар. Атмосферное давление измеряется с помощью барометра; другие давления газа можно измерить с помощью одного из нескольких типов манометров.

  • [латекс] P = \ frac {F} {A} [/ латекс]
  • [латекс] p = h \ rho g [/ латекс]

Упражнения по химии в конце главы

  1. Почему острые ножи более эффективны, чем тупые (Подсказка: подумайте об определении давления)?
  2. Почему у некоторых небольших мостов есть ограничения по весу, которые зависят от количества колес или осей у проезжающего транспортного средства?
  3. Почему вам лучше кататься или ползать животом, чем ходить по замерзшему пруду?
  4. Типичное атмосферное давление в Реддинге, Калифорния, составляет около 750 мм рт.Вычислите это давление в атм и кПа.
  5. Типичное атмосферное давление в Денвере, штат Колорадо, составляет 615 мм рт. Что это за давление в атмосферах и килопаскалях?
  6. Типичное атмосферное давление в Канзас-Сити составляет 740 торр. Что это за давление в атмосферах, миллиметрах ртутного столба и килопаскалях?
  7. Канадские манометры указаны в килопаскалях. Какое значение на таком манометре соответствует 32 фунтам на квадратный дюйм?
  8. Во время высадки викингов на Марс было определено, что атмосферное давление в среднем составляет около 6.50 миллибар (1 бар = 0,987 атм). Что это за давление в торр и кПа?
  9. Давление атмосферы на поверхности планеты Венера составляет около 88,8 атм. Сравните это давление в фунтах на квадратный дюйм с нормальным давлением на Земле на уровне моря в фунтах на квадратный дюйм.
  10. Каталог медицинских лабораторий описывает давление в баллоне газа как 14,82 МПа. Какое давление у этого газа в атмосферах и торр?
  11. Рассмотрите этот сценарий и ответьте на следующие вопросы: В середине августа на северо-востоке США в местной газете появилась следующая информация: атмосферное давление на уровне моря 29.97 дюймов, 1013,9 мбар.

    (а) Какое было давление в кПа?

    (b) Давление у побережья на северо-востоке США обычно составляет около 30,0 дюймов рт. Ст. Во время урагана давление может упасть примерно до 28,0 дюймов рт. Ст. Рассчитайте падение давления в торр.

  12. Почему необходимо использовать нелетучую жидкость в барометре или манометре?
  13. Давление пробы газа измеряется на уровне моря манометром с закрытым концом. Жидкость в манометре – ртуть.Определите давление газа в:

    (а) торр

    (б) Па

    (в) бар

  14. Давление пробы газа измеряется манометром с открытым концом, частично показанным справа. Жидкость в манометре – ртуть. Предполагая, что атмосферное давление составляет 29,92 дюйма рт. Ст., Определите давление газа в:

    (а) торр

    (б) Па

    (в) бар

  15. Давление пробы газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом.Предполагая, что атмосферное давление составляет 760,0 мм рт. Ст., Определите давление газа в:

    (а) мм рт. Ст.

    (б) атм

    (c) кПа

  16. Давление пробы газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом. Предполагая, что атмосферное давление составляет 760 мм рт. Ст., Определите давление газа в:

    (а) мм рт. Ст.

    (б) атм

    (c) кПа

  17. Как использование летучей жидкости повлияет на измерение газа с помощью манометров открытого типа по сравнению сзакрытые манометры?

Глоссарий

атмосфера (атм)
единица давления; 1 атм = 101,325 Па
бар
(бар или б) единица давления; 1 бар = 100000 Па
барометр
прибор для измерения атмосферного давления
гидростатическое давление
Давление жидкости под действием силы тяжести
манометр
Устройство для измерения давления газа, находящегося в контейнере
паскаль (Па)
СИ единица давления; 1 Па = 1 Н / м 2
фунтов на квадратный дюйм (psi)
единица давления общепринятая в США
давление
сила на единицу площади
торр
единица давления; [латекс] 1 \; \ text {torr} = \ frac {1} {760} \; \ text {atm} [/ latex]

Решения

Ответы на упражнения по химии в конце главы

1.Режущая кромка заточенного ножа имеет меньшую площадь поверхности, чем затупившийся нож. Поскольку давление – это сила на единицу площади, острый нож будет оказывать более высокое давление с той же силой и более эффективно прорезать материал.

3. Лежа распределяет ваш вес на большую площадь поверхности, оказывая меньшее давление на лед по сравнению со стоянием. Если вы будете меньше нажимать, у вас меньше шансов пробить тонкий лед.

5. 0,809 атм; 82,0 кПа

7.2,2 × 10 2 кПа

9. Земля: 14,7 фунта на дюйм –2 ; Венера: 13,1 × 10 3 фунтов в -2

11. (a) 101,5 кПа; (б) падение 51 торр

13. (а) 264 торр; (b) 35 200 Па; (c) 0,352 бар

15. (a) 623 мм рт. (б) 0,820 атм; (c) 83,1 кПа

17. При использовании манометра с закрытым концом никаких изменений не наблюдалось бы, поскольку испаренная жидкость будет вносить равные противодействующие давления в обоих рукавах трубки манометра. Однако при использовании манометра с открытым концом давление газа будет более высоким, чем ожидалось, поскольку P газ = P атм + P объем жидкости .

PCE-DB 3

Барометр PCE-DB 3
точный барометр для измерения атмосферного давления, снижения перепада давления,
с масштабируемым аналоговым выходом, нулевой и средней функцией

Барометр DB 3 – идеальный прибор для измерения абсолютного давления. Он оснащен масштабируемым аналоговым выходом. Атмосферное давление, измеренное барометром, показывает вес воздуха (атмосферы) в соответствии с силой тяжести земли.На уровне моря барометр показывает значение 1013,25 мбар в стабильных условиях (изотермическая атмосфера). Барометр поставляется с барометрическим давлением 1013 мбар на уровне моря. При измерении абсолютного давления необходимо учитывать изменения высоты. Цифровой дисплей барометра показывает текущее атмосферное давление (в зависимости от погодных условий и высоты). Это значение часто используется в качестве поправочного коэффициента для точного измерения барометром. Благодаря встроенному измерению перепада давления вы можете видеть изменения погоды или высоты над уровнем моря.Для этого барометр устанавливается на ноль с текущим барометрическим давлением. Показаны более поздние изменения; барометр идет «вверх» или «вниз». Например, поднимаясь в высокое здание, вы видите на экране разницу в высоте барометра. Если у вас есть какие-либо вопросы о барометре, ознакомьтесь со следующими техническими данными или свяжитесь с нами: клиенты из Великобритании +44 (0) 23 809 870 30 / клиенты из США + 1-410-387-7703. Мы будем рады проконсультировать вас по этому барометру и, конечно же, по другим продуктам в области регулирования и контроля, измерительным приборам и весам.

– Высокая точность

– Масштабируемый аналоговый выход (0 … 2 В)

– Функции: мин. / Макс. / Удержание

– Выбор различных единиц измерения

– Универсальные трубные соединители

– Управление через 4 ключа

– Измерение давления

– Коррекция нулевого значения

– Заводская калибровка или калибровка DKD опционально

– 4-значный ЖК-дисплей

– Расчет среднего значения осциллирующих значений

– Автоматическое отключение через 20 минут

– Пауза измерения

Барометр PCE-DB 3 в качестве вакуумметра или манометра
Второй диапазон измерения барометра – это измерение отрицательного или избыточного давления в зависимости от атмосферы.Для этого барометр необходимо установить на ноль с учетом текущей степени сжатия. Для измерения этих степеней сжатия в воздуховоде или резервуаре необходимо подсоединить шланг к PCE-DB 2. Появится экран барометра с соответствующим сигналом в поле в диапазоне от -1000 до +2000 мбар. Барометр прост в использовании и надежен. Примеры использования – измерение вакуума в лабораторных испытаниях или избыточного давления в системе вентиляции при высоком давлении.

Технические характеристики барометра PCE-DB 3

Поля измерения

0… +2000 мбар абсолютное или
-1000 … 0 … +2000 мбар вакуумное или дифференциальное
Разрешение последней цифры (на экране)

Разрешение

Разрешение последней цифры (на экране)

Точность

± 0,5% полной шкалы

шт.

Па, кПа, мбар, мм вод. Ст. 2 O, дюймы вод. Ст. 2 O

Средний

неагрессивные или коррозионные газы

Защита от перегрузки

1.2 раза от полной шкалы

Аналоговый выход

Да, 0 … 2 В
допустимая нагрузка> = 2 кОм

Использование

желательно горизонтальное, сброс ключом

Автоматическое отключение

Да, через 20 мин. Пауза измерения

Индикатор заряда батареи

Да, индикатор низкого заряда батареи

Сбросить значения по умолчанию

Есть

Универсальные трубные соединители

Да, 3… 6 мм

Дисплей

4 цифры, высота 13 мм

Жилье

АБС-пластик

Условия окружающей среды

Рабочая температура: 0 … + 60 ° C
Температура хранения: -10 … +70 ° C

Источник питания

1 батарея x 9 В, тип IEC 6 LR61, щелочная
Время работы от батареи прибл.120 ч, ок. 2000 ч В режиме ожидания

Размеры

155 x 96 x 28 мм

Масса

ок. 300 г

Размеры барометра PCE-DB 3

Состав поставки:

1 барометр DB 3, 1 руководство пользователя.

Состав поставки:

– Заводской сертификат или сертификат DKD
– Кейс для переноски
– Трубка из ПВХ (внутренний диаметр 5 мм, внешний диаметр 9 мм)
– Силиконовая трубка (внутренний диаметр 3,5 мм, внешний диаметр 5,5 мм)

ISO калибровка и сертификация барометра

Для этого барометра можно получить сертификат калибровки ISO. При лабораторной сертификации и калибровке омметра выдается сертификат контроля с реквизитами вашей компании, чтобы вы могли зарегистрировать устройства в контрольных приборах ISO внутрикорпоративного консорциума.В этом документе также подтверждается, что такие устройства могут быть снова настроены в соответствии с национальными стандартами. Ниже вы найдете дополнительную информацию о калибровке.

Калибровка: Контроль точности значений измерения барометра без вмешательства системы измерения. Калибровка также относится к определению систематического отклонения показания барометра по отношению к реальному значению измеренной величины.

Калибровочный документ или сертификат: Документ с техническими характеристиками барометра в соответствии с национальной организацией измерений.

Периодичность калибровки: для выполнения правильных измерений барометр необходимо регулярно калибровать. Этот период времени называется интервалом калибровки. Трудно определить этот период с точностью, но следует учитывать следующие факторы:

• Характеристики измерительных приборов
• Частота использования
• Условия эксплуатации
• Стабильность предыдущих калибровок
• Требуемая точность измерения
• Определяющие факторы систем контроля качества, используемых компаниями

Это означает, что пользователь несет ответственность за проверку и управление интервалом между калибровками.Этот интервал калибровки должен составлять от 1 до 3 лет. Мы также предлагаем пользователю наш экспертный совет в решении любой проблемы, связанной с процессом установления интервалов калибровки или любых других технических вопросов.

Примите во внимание:
Точность калибровки зависит от комбинации барометра и датчика. В случае барометра PCE-DB 3. Это означает, что калибровка должна выполняться для четырех датчиков температуры.

Что такое давление?

Давление можно определить как физическую величину, выражающую силу, прилагаемую одним телом к ​​поверхности области, где в большинстве случаев оно напрямую измеряется его балансом с другой силой, такой как столб жидкости, пружина, поршень, нагруженный грузы или любой другой элемент, который может деформироваться при приложении давления.Единица измерения давления – Паскаль. P = F / A

Различаем различные виды давления:

– Абсолютное давление: давление жидкости относительно абсолютного вакуума или абсолютного нуля. Абсолютное давление равно нулю только тогда, когда нет столкновения между молекулами, что указывает на то, что доля молекул в газовой или молекулярной скорости очень мала. Этот термин был создан, потому что атмосферное давление меняется с высотой, и часто устройства, сделанные в других странах на другой высоте над уровнем моря, имеют другое атмосферное давление.Этот термин объединяет все критерии. У нас также есть еще одна модель барометра для измерения абсолютного давления.

– Атмосферное или относительное давление: вес воздуха в атмосфере оказывает давление на определенную точку на поверхности земли. Как правило, чем больше воздуха над площадкой, тем выше давление. Это означает, что атмосферное давление зависит от высоты. Например, атмосферное давление на уровне моря выше, чем на вершине горы. Чтобы компенсировать разницу и облегчить сравнение между различными местоположениями с разной высотой, атмосферное давление обычно приводится к эквиваленту уровня моря (барометрическому давлению).Этот барометр может измерять атмосферное давление.

– Барометрическое давление: атмосферное давление обычно приводится к эквивалентному уровню моря. Атмосферное давление меняется в зависимости от погодных условий, поэтому это важный инструмент для прогнозов погоды. Например, имея в своем распоряжении барометр, у вас не будет проблем с измерением атмосферного давления. Этот барометр представляет собой высотомер. По мере подъема на высоту атмосферное давление снижается.Это устройство используется для калибровки высотомера и метеостанции для прогноза погоды.

– Манометрическое давление – это сила, которую вес столба атмосферы над точкой измерения оказывает на единицу площади. Единицей измерения манометрического давления в метрической системе является гектопаскаль (гПа), что соответствует 100 Ньютонам (Н) на квадратный метр.

Ниже представлена ​​таблица преобразования, которая позволит вам быстро определить диапазон давления на вашем рабочем месте в различных единицах измерения, обычно используемых для измерения давления.

Здесь вы найдете обзор всех измерительных приборов, доступных в PCE Instruments.

Контактное лицо:
PCE Instruments UK Limited
Unit 11 Southpoint Business Park
Ensign Way, Southampton
United Kingdom, SO31 4RF
Телефон: +44 (0) 23 809870 30
Факс: +44 (0) 23 809870 39

Контактное лицо:
PCE Americas Inc.
1201 Jupiter Park Drive, Suite 8
Jupiter 33458 FL
USA
Телефон: + 1-410-387-7703
Факс: + 1-410-387-7714

Эта страница на немецком, на итальянском, на испанском, на хорватском, на французском, на венгерском, на турецком, на польском, на русском, на голландском, на португальском, на португальском

Что такое давление и как на него ссылаются? – Блог Dwyer Instruments

Многие изделия Dwyer Instruments, Inc. определяют и измеряют давление.Сюда входят: манометры, манометры, преобразователи и переключатели.

Давление – это сила, действующая на определенную площадь, равная силе, деленной на площадь.

Существует множество типов давления, которые используются и измеряются, в том числе: атмосферное, абсолютное, манометрическое, вакуумное, дифференциальное и гидростатическое.

Атмосферное давление – это давление из-за силы на единицу площади, создаваемой весом газов в атмосфере над поверхностью, где оно измеряется.Атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты, поскольку над измеряемой точкой остается меньше массы газа.

Атмосферное давление

При измерениях используются стандартные условия температуры и давления (STP), позволяющие сравнивать различные наборы данных. Часто STP используется для калибровки приборов давления в качестве стандартного эталона. Национальный институт стандартов и технологий (NIST) установил, что высота над уровнем моря используется для стандартного атмосферного давления, равного 14.696 фунтов на квадратный дюйм или 1 атмосфера.

Абсолютное давление – это давление, измеренное с нулевым эталонным давлением до идеального вакуума. Оно равно избыточному давлению плюс атмосферное и часто обозначается знаком «а», например, в фунтах на квадратный дюйм. Абсолютное давление не может быть отрицательным при чтении и учитывает изменения атмосферного давления в зависимости от высоты или погодных условий. Большинство приборов для измерения абсолютного давления откалиброваны и опломбированы, так что на контрольной стороне датчика поддерживается идеальный вакуум.

Шкалы давления

Избыточное давление – это давление, измеренное при нулевом давлении относительно атмосферного давления. Оно равно абсолютному давлению минус атмосферное давление и часто указывается с помощью «g», например, «psig». При считывании в вакууме манометрическое давление становится отрицательным. Избыточное давление может варьироваться, поскольку изменение атмосферного давления в зависимости от высоты или погодных условий повлияет на высокоточные приложения. Большинство приборов для измерения давления считывают избыточное давление, так как эталонная сторона датчика открыта для атмосферного давления.

Давление вакуума аналогично манометрическому давлению, поскольку это нулевое давление относительно атмосферного. Агрегаты положительны в вакууме, и объемы увеличиваются при понижении давления.

Перепад давления – это разница двух измеряемых давлений, обычно обозначаемая буквой «d», например «psid». Часто приборы для измерения дифференциального давления также могут определять избыточное давление или вакуумное давление, только подключив один порт давления, а затем выпустив другой порт в атмосферу.При измерении избыточного избыточного давления используйте порт высокого давления. При измерении давления вакуума используйте порт низкого давления.

Дифференциальное давление

Гидростатическое давление – это давление, создаваемое гидростатической силой на единицу площади у основания столба жидкости. Это также может называться напор или напор и часто упоминается как высота жидкости (например, дюймы водяного столба, дюймы ртутного столба или футы водяного столба). Измерение зависит от плотности жидкости и не зависит от формы контейнера.Это основано на том свойстве, что давление равно плотности, умноженной на высоту жидкости.

Уровень измерения гидростатического давления

Манометры, заполненные жидкостью, используют этот принцип, поскольку высота вытесняемой жидкости пропорциональна измеренному давлению.

Этот принцип часто используется для измерения уровня с помощью устройства избыточного давления. Это могут быть манометры на дне резервуара, погружные трубки, барботеры воздуха или погружные датчики уровня.

Динамическое и статическое давление используются для расчета скорости потока.

Давление читается в различных единицах в зависимости от диапазона давления и при использовании обычных единиц США или международной системы единиц (СИ).

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *