Manometerska cev – težave in rešitve

Manometerska cev – težave in rešitve

1. Manometerska cev je napolnjena z dvema vrstama tekočin. Gostota tekočine 1 je ρ1 ₌ 0.8 g.cm⁻³ ^, gostota tekočine 2 pa je ρ2 ₌ 1 g.cm⁻³ ^, višina h1 ₌ 10 cm, kolikšna je potem višina _h2?

Znano:

Gostota tekočine 1 = 0.8 ^g.cm⁻³

Gostota tekočine 2 = 1 ^g.cm⁻³

Višina 1 = 10 cm

Iščem: Višina 2

Rešitev:

2. Višina vode je 50 cm, višina drugih tekočin pa 30 cm. Kolikšna je gostota drugih tekočin?

Znano:

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/s²

Višina vode (h1 ₎ = 50 cm

Gostota vode (ρ1 ₎ = 1.00 x 10³ ^kg /m³ ⁼ 1000 kg/ ^m³

Višina druge tekočine (h² ₎ = 30 cm

Iščemo: Gostoto druge tekočine.

Rešitev:

pa + ρ ₁ gh ₁ = pa + ρ ₂ gh ₂

1. Kaj je manometer? OdgovorManometer je naprava za merjenje tlaka plinov in tekočin. Običajno meri razliko tlakov med tekočino v manometru in okoliško atmosfero ali drugo tekočino.
2. Kako deluje preprost manometer z U-cevjo? OdgovorManometer v obliki črke U deluje na podlagi uravnoteženja tlaka, ki ga izvaja steber tekočine, s tlakom merjene tekočine. Če pride do razlike v tlaku, se steber tekočine premakne na novo mesto, višinsko razliko pa je mogoče uporabiti za določitev razlike tlakov.
3. Katere tekočine se običajno uporabljajo v manometrih? OdgovorMed običajne manometrične tekočine spadajo živo srebro, voda in olje. Izbira tekočine je odvisna od uporabe, želene občutljivosti in območja merjenih tlakov.
4. Zakaj se živo srebro pogosto uporablja v manometrih kljub njegovi strupenosti? OdgovorŽivo srebro je gosto in ima visoko specifično težo, kar omogoča krajše višine kolon in manjše zasnove manometrov za enako tlačno razliko. Prav tako ne vlaži stekla, zaradi česar so odčitki natančnejši. Vendar pa njegova strupenost zahteva skrbno ravnanje in upoštevanje okoljske varnosti.
5. Kakšna je razlika med odprtim in zaprtim manometrom? OdgovorOdprti manometer ima en konec odprt v atmosfero in meri razliko tlakov med preizkušano tekočino in atmosferskim tlakom. Zaprti manometer pa ima en konec zaprt, pogosto z vakuumom ali znanim referenčnim tlakom, in meri absolutni tlak tekočine.
6. Kako lahko manometer uporabimo za merjenje hitrosti? OdgovorZ uporabo Bernoullijeve enačbe in Pitotove statične cevi je mogoče izmeriti dinamični tlak (povezan s hitrostjo) in statični tlak. Višinska razlika v manometru ustreza dinamičnemu tlaku, ki ga je mogoče pretvoriti v hitrost.
7. Zakaj je pomembno, da je manometrska cev med meritvami navpična? OdgovorČe manometrsko cev držite navpično, teža manometrične tekočine deluje neposredno navzdol, višina stebra tekočine pa neposredno predstavlja razliko tlakov. Vsak nagib lahko povzroči napake pri odčitku.
8. Kakšna je razlika med diferencialnim manometrom in preprostim manometrom v obliki črke U? OdgovorDiferencialni manometer je zasnovan za merjenje razlike tlaka med dvema točkama v fluidnem sistemu, medtem ko preprost manometer v obliki črke U pogosto meri razliko tlaka med tekočino in atmosfero.
9. Kakšne so omejitve uporabe manometra? OdgovorManometri so instrumenti, odvisni od gravitacije, zato morajo ostati navpični. Morda niso primerni za meritve zelo visokega tlaka (odvisno od uporabljene manometrične tekočine) in so lahko občutljivi na temperaturne spremembe, ki lahko vplivajo na gostoto tekočine.

10. Kaj je manometer "vodnjaškega tipa"? Odgovor : Manometer vodnjaškega tipa ima eno nogo z večjim premerom, imenovano "vodnjaček". Tekočina v tej vdolbinici se s spremembami tlaka ne dviga ali spušča bistveno, zato je odčitek odvisen le od spremembe višine v ožji nogi. Ta zasnova poveča občutljivost in berljivost manometra.