Tub manòmetre: problemes i solucions

Tub manòmetre: problemes i solucions

1. La tub manòmetre està ple de dos tipus de líquids. El Densitat del líquid 1 és ρ₁ = 0.8 g.cm^-3, i la densitat del líquid 2 és ρ₂ = 1 g.cm^-3, i l'alçada h₁ = 10 cm, aleshores quina és l'alçada de h₂.

Conegut:

Densitat del líquid 1 = 0.8 g.cm^-3

Densitat del líquid 2 = 1 g.cm^-3

Alçada 1 = 10 cm

Volia: Alçada 2

Solució:

2. L'alçada de l'aigua és de 50 cm i l'alçada dels altres líquids és de 30 cm. Quina és la densitat dels altres líquids?

Conegut:

Acceleració per gravetat (g) = 10 m/s²

L'alçada de l'aigua (h)₁) = 50 cm

Densitat de l'aigua (ρ₁) = 1.00 x 10³ kg / m³ = 1000 kg / m³

Alçada d'un altre líquid (h)₂) = 30 cm

Es busca: La densitat d'un altre líquid.

Solució:

pa + ρ₁ gh₁ = pa + ρ₂ gh₂

1. Què és un manòmetre? RespondreUn manòmetre és un dispositiu que s'utilitza per mesurar la pressió de gasos i líquids. Normalment mesura la diferència de pressió entre un fluid dins del manòmetre i l'atmosfera circumdant o un altre fluid.
2. Com funciona un manòmetre simple en forma de U? RespondreUn manòmetre en forma de tub en U funciona basant-se en l'equilibri entre la pressió exercida per una columna de líquid i la pressió del fluid que es mesura. Si hi ha una diferència de pressió, la columna de líquid es mourà a una nova posició i la diferència d'alçada es pot utilitzar per determinar la diferència de pressió.
3. Quins són els fluids més utilitzats en els manòmetres? RespondreEls fluids manomètrics comuns inclouen mercuri, aigua i oli. L'elecció del fluid depèn de l'aplicació, la sensibilitat desitjada i el rang de pressions que s'han de mesurar.
4. Per què s'utilitza sovint el mercuri en manòmetres malgrat la seva toxicitat? RespondreEl mercuri és dens i té un pes específic elevat, cosa que permet altures de columna més curtes i dissenys de manòmetres més petits per a la mateixa diferència de pressió. Tampoc mulla el vidre, cosa que fa que les lectures siguin més precises. Tanmateix, la seva naturalesa tòxica requereix una manipulació acurada i consideració per la seguretat ambiental.
5. Quina diferència hi ha entre un manòmetre obert i un manòmetre tancat? RespondreUn manòmetre obert té un extrem obert a l'atmosfera i mesura la diferència de pressió entre el fluid que s'està provant i la pressió atmosfèrica. Un manòmetre tancat, en canvi, té un extrem segellat, sovint amb un buit o una pressió de referència coneguda, i mesura la pressió absoluta del fluid.
6. Com es pot utilitzar un manòmetre per mesurar la velocitat? RespondreUtilitzant el principi de l'equació de Bernoulli i el tub de Pitot estàtic, es pot mesurar la pressió dinàmica (relacionada amb la velocitat) i la pressió estàtica. La diferència d'alçada al manòmetre correspon a la pressió dinàmica, que es pot convertir en velocitat.
7. Per què és important que el tub del manòmetre estigui vertical durant les mesures? RespondreMantenir el tub manòmetre vertical garanteix que el pes del fluid manomètric actuï directament cap avall, i l'alçada de la columna de fluid representi directament la diferència de pressió. Qualsevol inclinació pot introduir errors en la lectura.
8. En què es diferencia un manòmetre diferencial d'un simple manòmetre en U? RespondreUn manòmetre diferencial està dissenyat per mesurar la diferència de pressió entre dos punts d'un sistema de fluids, mentre que un manòmetre simple en forma de U sovint mesura la diferència de pressió entre un fluid i l'atmosfera.
9. Quines són les limitacions de l'ús d'un manòmetre? RespondreEls manòmetres són instruments que depenen de la gravetat, per la qual cosa han de romandre verticals. Potser no són adequats per a mesures de pressió molt alta (segons el fluid manomètric utilitzat) i poden ser sensibles als canvis de temperatura, que poden afectar la densitat del fluid.

10. Què és un manòmetre "tipus pou"? RespondreUn manòmetre de tipus pou té una pota amb un diàmetre més gran anomenada "pou". El fluid d'aquest pou no puja ni baixa significativament amb els canvis de pressió, fent que la lectura depengui només del canvi d'alçada a la pota més estreta. Aquest disseny augmenta la sensibilitat i la llegibilitat del manòmetre.