Jak działają manometry?

Kiedy sprawdzasz pogodę, jeśli jesteś jak większość ludzi, najbardziej interesuje Cię to, co dyktuje Twój strój: Czy jakieś opady mogą spaść z nieba podczas ekspozycji na zewnątrz, jaka jest temperatura powietrza i czy jest it wietrzny.

W zależności od miejsca zamieszkania i pory roku możesz również sprawdzić (czasami z przerażeniem), aby zobaczyć krewnego poziom wilgotności, aby upewnić się, że jesteś wystarczająco nawodniony, aby pocenie się, które prawdopodobnie nastąpi, gdy nastąpi wysoki czytanie.

Większość ludzi zdaje sobie sprawę ze zjawiska ciśnienia atmosferycznego (zwykle nazywanego barometrycznym), ponieważ słyszą o nim jako o funkcji standardowej prognozy pogody, ale większość ludzi nie posuwa się tak daleko, aby zbadać, jaki jest związek i dlaczego ciśnienie powietrza zmienia się o wszystko. Czy wiatry nie wieją poziomo, a ciśnienie mierzone jest od góry jako rodzaj „pchania”?

Nacisk jest wielkością w fizyce, która odnosi się do prawie każdego możliwego do wyobrażenia procesu fizycznego. Odnosi się do siły

Formalnie ciśnienie jest miarą wpływu rozprzestrzeniania się siła (mierzone w niutonach lub N w standardowym międzynarodowym systemie miar) na pewnej rzeczywistej lub matematycznie określonej powierzchni (mierzonej w metrach kwadratowych lub m²). Być może napotkałeś już problemy fizyczne, w których siła (taka jak grawitacja lub ty) działa i porusza się obiekt o masie, ale ciśnienie różni się tym, że w efekcie opisuje rozcieńczenie lub stężenie siła.

• Wyobraź sobie dwa różne solidne pudełka, każde o objętości V 10 m²³ (w metrach sześciennych) i wypełnione jednolitym materiałem stałym o gęstości ρ

  połowa wody, czyli 0,5 kg/l lub (500 kg/m³). Jedna skrzynka ma 1 m długości, 1 m szerokości i 10 m wysokości, a druga ma 2,5 m długości, 2,5 m szerokości i 1,6 m wysokości. Żadnego pudełka nie należy obracać z jego pozycji. Jeśli chcesz mieć pewność, że pobliska platforma wygląda na starodawną mógłby wsparcie zarówno pole, ale czy możesz wybrać tylko jeden z dwóch, aby to potwierdzić, który byś wybrał?
  Masy obiektów są takie same, ponieważ ich objętości i gęstości są takie same (ρ = m/V, więc m = ρV = (500 kg/m³)(10 m²³) = 5000 kg. Biorąc pod uwagę, że przyspieszenie grawitacyjne na powierzchni Ziemi wynosi 9,8 m/s², siła (lub waga) każdego pudełka wynosi zatem (5 000 kg) (9,8 m/s2) = 49 000 N.
  Porównaj jednak obszary, na których rozkładają się te masy: Pierwsze pudełko ma podstawę (długość razy szerokość) 1 m × 1 m = 1 m², natomiast druga skrzynka ma podstawę 2,5 × 2,5 = 6,25 m². Ponieważ nacisk jest równy sile podzielonej przez powierzchnię, wąskie pudełko, z mniej niż jedną szóstą powierzchni podstawy, z którą pracuje jako drugie pudełko, będzie wywierać nacisk 6,25 razy większe ciśnienie na platformie, tak jak chce jej partner.. Tak więc, jeśli zrujnowana platforma jest w stanie utrzymać pierwsze pudło, powinna być w stanie samodzielnie utrzymać również drugie – pod warunkiem, że możesz je tam podnieść!

W powyższym przykładzie nacisk pierwszego pudełka na dowolną powierzchnię, na której spoczywa, wynosi (49 000 N)/(1 m²), a drugiego wynosi (49 000 N) (6,25 m²). Jednostką ciśnienia w układzie standardowym jest zatem N/m², częściej nazywany pascalem (Pa). Ponieważ w rzeczywistości okazuje się, że jest to tak mała wartość, znacznie częściej stosuje się kilopaskal (kPa).

ciśnienie atmosfery na powierzchni Ziemi wynosi około101 325 pa, lub 101,3 kPa. Jednak ze względu na sposób, w jaki ludzie określają ciśnienie, na co dzień używa się wielu innych jednostek. Jednym z nich jest Torr, znany również jako milimetry słupa rtęci (mm Hg). (Wszelkie ciekawostki dotyczące tego, dlaczego wybrano ten metal, zostaną za chwilę zaspokojone.) 101,3 kPa, zwane również 1 atm dla odniesienia, odpowiada 760 tor według tej normy. Ponieważ 1 cal = 25,4 mm, 760 mm Hg = (760/25,4) = 29,92 w Hg. Ostatecznie 1 milibar = 0,001 atm, więc ciśnienie atmosferyczne w milibarach = 1013 mbar.

Wreszcie, co z tymi funtami na cal kwadratowy (psi lub lb/in²) zwykle używane do pomiaru ciśnienia w oponach w Stanach Zjednoczonych? Po wywołaniu konwersji między lb i kg oraz między in i m możesz pokazać, że 101,3 kPa = 14,7 lb/in². Biorąc pod uwagę, że zalecane minimalne ciśnienie w oponach samochodowych wynosi tylko około 30 psi, co to sugeruje, jeśli chodzi o twoją intuicję dotyczącą „nieistotnej” wagi, a zatem ciśnienia powietrza?

ZA manometr to urządzenie, które mierzy ciśnienie powietrza za pomocą pojemnika z rurką w kształcie litery „U” otwartą na jednym lub obu końcach. W zamkniętym manometrze próbka gazu jest wprowadzana na jeden koniec, który jest następnie zamykany. Następnie na drugi koniec wlewa się płyn o znanej gęstości. Płyn przestanie się poruszać, gdy ciśnienie gazu uwięzionego między nasadką a płynem wraz z ciśnieniem przy dno kolumny płynu po tej stronie odpowiada ciśnieniu powietrza plus ciśnienie kolumny płynu na otwartej przestrzeni bok.

Wysokość płynu po otwartej stronie będzie wyższy po tej stronie, gdy ciśnienie powietrza jest mniejsze niż ciśnienie gazu i niższy po otwartej stronie, gdy ciśnienie powietrza przekracza ciśnienie gazu. Tę różnicę wysokości można wykorzystać do obliczenia ciśnienia gazu.

Ponieważ P = F/A = mg/A, m = ρV i V = Ah dla rury cylindrycznej (tj. objętość = powierzchnia razy wysokość), to można wykazać, że ciśnienie wytworzone przez pionową kolumnę płynu wynosi ρgh, gdzie h = wysokość in metrów. To ciśnienie reprezentuje dodatnią lub ujemną różnicę między ciśnieniem gazu a ciśnieniem atmosferycznym.

• Człowiek- jest łacińskim rdzeniem słowa oznaczającego rękę”, stąd też pochodzi słowo „manipulować”; jednym z łatwych sposobów na przekazanie koncepcji nacisku, jeśli ogranicza się to do języka niewerbalnego, byłoby użycie dłoni do delikatnego naciskania na dłoń innej osoby.
  

• ZA barometr to rodzaj manometru używanego specjalnie do pomiaru ciśnienia atmosferycznego.
  

• Ręczne urządzenie używane do pomiaru ciśnienia krwi w placówce służby zdrowia nazywa się a ciśnieniomierz, z sphyg- luźno tłumacząc na „ściskać”. Dzieje się tak, ponieważ mankiet musi być napompowany do ramienia do poziomu powyżej ciśnienie krwi w organizmie w celu prawidłowego jego pomiaru; muszą dosłownie ścisnąć twoje ramię, aby to zrobić.

Ciśnienie atmosferyczne nie jest stałe i zmienia się w typowym zakresie, podobnie jak temperatura i inne wielkości geofizyczne. Oddzielna dyskusja sama w sobie, ta presja jest wiarygodnym wskaźnikiem zbliżającej się pogody. Kiedy system niskociśnieniowy wkracza na obszar, skutkiem czego są zazwyczaj chmury, wiatr i opady, podczas gdy a system wysokociśnieniowy zwykle wytwarza pogodną i spokojną pogodę. (Pojąć? „Wysokie ciśnienie” kończy się na „spokój”... tylko w zwariowanym świecie fizyki!)