Hogyan működnek a manométerek?

Ha ellenőrzi az időjárást, ha olyan, mint a legtöbb ember, akkor leginkább az érdekli, hogy mi szabja meg a ruháját: függetlenül attól, hogy valamilyen csapadék valószínűleg kiesik az égből a kültéri expozíció során, milyen a levegő hőmérséklete és hogy van-e szeles.

Attól függően, hogy hol laksz, és az évszakától, ellenőrizheted (néha rettegve), hogy megnézd-e a rokonodat páratartalom, hogy megbizonyosodjon arról, hogy elég hidratált-e ahhoz a verejtékezéshez, amely nagy valószínűséggel következik olvasás.

A legtöbb ember tisztában van a légköri (általában barometrikus) nyomás jelenségével, mert hallja, hogy ezt szokásos jellemzőként említik az időjárás-előrejelzésekből, de a legtöbb ember nem jut el addig, hogy megvizsgálja, mi a kapcsolat, és miért tapasztalja a levegő nyomásváltozását minden. A szél nem vízszintesen fúj, míg a nyomást felülről mérjük egyfajta "tolásként"?

Nyomás egy olyan mennyiség a fizikában, amely szinte minden elképzelhető fizikai folyamatra vonatkozik. Összefügg az erővel

Formálisan a nyomás a szétterülés hatásának mérése Kényszerítés (newtonokban vagy N a standard nemzetközi mérőrendszerben mérve) valamilyen valós vagy matematikailag meghatározott felületen (négyzetméterben vagy m-ben mérve)²). Lehet, hogy már olyan fizikai problémákkal találkozott, amelyekben egy erő (például a gravitáció vagy maga) hat és mozog egy tömegű tárgy, de a nyomás abban különbözik, hogy valójában leírja a hígítását vagy koncentrációját Kényszerítés.

• Képzeljen el két különböző szilárd dobozt, mindegyiknek van egy térfogata V 10 m³ (köbméter) és sűrűségű, egységes szilárd anyaggal töltjük meg ρ

  a víz fele, vagy 0,5 kg / l, vagy (500 kg / m³). Az egyik doboz 1 m hosszú, 1 m széles és 10 m magas, míg a másik 2,5 m hosszú, 2,5 m széles és 1,6 m magas. Egyik dobozt sem szabad elforgatni a helyzetéből. Ha biztosra akarsz menni egy ősi kinézetű közeli platformon tudott támogatás bármelyik négyzetet, de ennek megerősítésére csak a kettő közül választhat, melyiket választaná?
  Az objektumok tömege megegyezik, mivel térfogatuk és sűrűségük megegyezik (ρ = m / V, tehát m = ρV = (500 kg / m³) (10 m³) = 5000 kg. Tekintettel arra, hogy a gravitáció miatt a Föld felszínén gyorsulás 9,8 m / s², ezért az egyes dobozok ereje (vagy súlya) ezért (5000 kg) (9,8 m / s2) = 49 000 N.
  Ugyanakkor hasonlítsa össze azokat a területeket, amelyeken ezek a tömegek eloszlottak: Az első doboz alapja (hossz és szélesség szorzója) 1 m × 1 m = 1 m², míg a másik doboz alapja 2,5 × 2,5 = 6,25 m². Mivel a nyomás megegyezik az erő területre osztott értékével, a keskeny doboz, az alapterület kevesebb mint egyhatodával, amellyel második dobozként kell dolgozni 6,25-szer akkora nyomás mint a partnere. Így ha a rugós platform képes az első dobozt támogatni, akkor a másodikat is egyedül kell tartania - feltéve, hogy ott fel tudja emelni!

A fenti példában az első doboz nyomása minden olyan felületen, amelyen nyugszik, (49 000 N) / (1 m²), a másodiké pedig (49 000 N) (6,25 m²). A standard rendszer nyomásegységei tehát N / m², gyakrabban pascal (Pa) -nak hívják. Mivel ez a valóságban ilyen kis mennyiségnek bizonyul, a kilopascalt (kPa) sokkal gyakrabban használják.

A a légkör nyomása a Föld felszínén kb101,325 Pa, vagy 101,3 kPa. Az emberek azonban a nyomás meghatározásának eszközei miatt számos más egységet használnak mindennapokban. Az egyik a torr, más néven higany millimétere (Hgmm). (Bármilyen érdekessége, hogy miért választották ki ezt a fémet, egy pillanat alatt kielégülnek.) A 101,3 kPa, amelyet referenciaként 1 atm-nek is nevezünk, ezzel a standarddal 760 torrnak felel meg. Mivel 1 hüvelyk = 25,4 mm, 760 mm Hg = (760 / 25,4) = Hg-ban 29,92. Végül 1 millibár = 0,001 atm, tehát a légköri nyomás millibárban = 1013 mbar.

Végül mi a helyzet azokkal a fontokkal négyzet hüvelykenként (psi vagy lb / in²), amelyet általában az Egyesült Államokban használnak a gumiabroncs nyomásának mérésére? Az lb és kg, valamint az in és m közötti konverziók meghívása után megmutathatja, hogy 101,3 kPa = 14,7 lb / in². Tekintettel arra, hogy az ajánlott minimális gumiabroncs-nyomás csak kb. 30 psi, mit sugall ez az intuícióddal kapcsolatban a levegő "elhanyagolható" tömegével, tehát nyomásával kapcsolatban?

A manométer olyan eszköz, amely a légnyomást egy "U" alakú csővel ellátott tartály segítségével méri, egyik vagy mindkét végén nyitva. Zárt manométerben gázmintát vezetnek az egyik végébe, amelyet aztán lezárnak. Ezután ismert sűrűségű folyadékot öntünk a másik végébe. A folyadék leáll, ha a sapka és a folyadék közé szorult gáz nyomása a nyomással együtt a folyadékoszlop alja azon az oldalon megegyezik a levegő nyomásával, plusz a nyitott folyadékoszlop nyomásával oldal.

A folyadék magassága a nyitott oldalon lesz magasabb azon az oldalon, amikor a levegő nyomása kisebb, mint a gáz nyomása, és Alsó nyitott oldalon, amikor a légnyomás meghaladja a gáznyomást. Ezt a magasságkülönbséget használhatja a gáznyomás kiszámításához.

Mivel P = F / A = mg / A, m = ρV és V = Ah egy hengeres csőnél (azaz térfogat = terület és magasság), ezért kimutatható, hogy a függőleges folyadékoszlop által létrehozott nyomás ρgh, ahol h = magasság in méter. Ez a nyomás pozitív vagy negatív különbséget jelent a gáznyomás és a légköri nyomás között.

• Férfi- a kéz jelentése szó latin gyöke, amelyből a "manipulálni" is származik; A nyomás fogalmának egyik egyszerű módja, ha a nonverbális nyelvre korlátozódik, az lenne, ha a kezével finoman nyomul egy másik ember ellen.
  

• A barométer egy olyan típusú nyomásmérő, amelyet kifejezetten a légköri nyomás mérésére használnak.
  

• Az egészségügyi környezetben a vérnyomás mérésére használt kézi eszközt a vérnyomásmérő, val vel vérnyomás- lazán lefordítva "összenyomni". Ennek oka, hogy a mandzsettát egy szintig kell felfújni a karhoz felett a test vérnyomása annak megfelelő mérése érdekében; szó szerint meg kell szorítaniuk a karodat ahhoz.

A légköri nyomás nem állandó, és tipikus tartományon belül változik, akárcsak a hőmérséklet és más geofizikai mennyiségek. Önmagában külön vita, ez a nyomás megbízható mutatója a közelgő időjárásnak. Amikor a alacsony nyomású rendszer területre lép, ennek eredménye általában felhő, szél és csapadék, míg a nagynyomású rendszer általában szép és nyugodt időjárást produkál. (Szerezd meg? A "magas nyomás" "nyugodt" véget ér... csak a fizika furcsa világában!)