צינור מנומטר - בעיות ופתרונות

צינור מנומטר - בעיות ופתרונות

1. צינור מנומטר מלא בשני סוגי נוזלים. צפיפות הנוזל 1 היא ρ1 ₌ 0.8 גרם לסמ"ר ^-3 , וצפיפות הנוזל 2 היא ρ2 ₌ 1 גרם לסמ"ר ^-3 , וגובה h1 ₌ 10 ס"מ, אז מהו גובה _h2?

ידוע:

צפיפות הנוזל 1 = 0.8 גרם לסמ"ר ^-3

צפיפות הנוזל 2 = 1 גרם לסמ"ר ^-3

גובה 1 = 10 ס"מ

מבוקש: גובה 2

פתרון:

2. גובה המים הוא 50 ס"מ, וגובהם של נוזלים אחרים הוא 30 ס"מ. מהי צפיפותם של נוזלים אחרים?

ידוע:

האצה עקב כוח הכבידה (גרם) = 10 מטר/שנייה²

גובה המים (h1 ₎ = 50 ס"מ

צפיפות המים (ρ1 ₎ = 1.00 x 10³ ^ק"ג /מ"ק ⁼ 1000 ק"ג/ ^מ"ק

גובה של נוזל נוסף (h² ₎ = 30 ס"מ

מבוקש: צפיפות של נוזל אחר.

פתרון:

pa + ρ ₁ gh ₁ = pa + ρ ₂ gh ₂

1. מהו מנומטר? תשובהמנומטר הוא מכשיר המשמש למדידת לחץ של גזים ונוזלים. הוא בדרך כלל מודד את הפרש הלחצים בין נוזל בתוך המנומטר לבין האטמוספירה שמסביב או נוזל אחר.
2. כיצד פועל מנומטר פשוט בצורת צינור U? תשובהמנומטר בצורת צינור U פועל על סמך איזון הלחץ המופעל על ידי עמודת נוזל כנגד לחץ הנוזל הנמדד. אם יש הבדל בלחץ, עמודת הנוזל תזוז למיקום חדש, וניתן להשתמש בהפרש הגובה כדי לקבוע את הפרש הלחצים.
3. מהם הנוזלים הנפוצים המשמשים במנומטרים? תשובהנוזלים מנומטריים נפוצים כוללים כספית, מים ושמן. בחירת הנוזל תלויה ביישום, ברגישות הרצויה ובטווח הלחצים שיש למדוד.
4. מדוע משתמשים לעתים קרובות בכספית במנומטרים למרות רעילותה? תשובהכספית היא בעלת דחיסה גבוהה ומשקל סגולי גבוה, מה שמאפשר גובה עמודות קצר יותר ועיצובים של מנומטרים קטנים יותר עבור אותו הפרש לחצים. היא גם לא מרטיבה זכוכית, מה שהופך את הקריאות למדויקות יותר. עם זאת, אופייה הרעיל דורש טיפול זהיר והתחשבות בבטיחות הסביבה.
5. מה ההבדל בין מנומטר פתוח למנומטר סגור? תשובהמנומטר פתוח בעל קצה אחד פתוח לאטמוספירה, והוא מודד את הפרש הלחצים בין הנוזל הנבדק ללחץ האטמוספרי. לעומת זאת, מנומטר סגור בעל קצה אחד אטום, לרוב עם ואקום או לחץ ייחוס ידוע, והוא מודד את הלחץ המוחלט של הנוזל.
6. כיצד ניתן להשתמש במנומטר כדי למדוד מהירות? תשובהבאמצעות עקרון משוואת ברנולי וצינור פיטו-סטטי, ניתן למדוד את הלחץ הדינמי (הקשור למהירות) ואת הלחץ הסטטי. הפרש הגובה במנומטר מתאים ללחץ הדינמי, אותו ניתן להמיר למהירות.
7. מדוע חשוב שצינור המנומטר יהיה אנכי במהלך המדידות? תשובהשמירה על צינור המנומטר אנכי מבטיחה שמשקל הנוזל המנומטרי יפעל ישירות כלפי מטה, וגובה עמודת הנוזל מייצג ישירות את הפרש הלחצים. כל הטיה עלולה לגרום לשגיאות בקריאה.
8. במה שונה מנומטר דיפרנציאלי ממנומטר צינורי U פשוט? תשובהמנומטר דיפרנציאלי נועד למדוד את הפרש הלחץ בין שתי נקודות במערכת נוזלים, בעוד שמנומטר פשוט בצורת U מודד לרוב את הפרש הלחצים בין נוזל לאטמוספירה.
9. מהן המגבלות של שימוש במנומטר? תשובהמנומטרים הם מכשירים התלויים בכוח המשיכה, ולכן עליהם להישאר אנכיים. ייתכן שהם לא יתאימו למדידות בלחץ גבוה מאוד (בהתאם לנוזל המנומטרי בו נעשה שימוש), והם יכולים להיות רגישים לשינויי טמפרטורה אשר יכולים להשפיע על צפיפות הנוזל.

10. מהו מנומטר מסוג "באר"? תשובה : למונומטר מסוג באר יש רגל אחת בקוטר גדול יותר הנקראת "באר". הנוזל בבאר זו אינו עולה או יורד באופן משמעותי עם שינויי לחץ, מה שהופך את הקריאה לתלויה רק ​​בשינוי הגובה ברגל הצרה יותר. עיצוב זה מגביר את הרגישות והקריאות של המנומטר.