Cum funcționează manometrele?

Când verificați vremea, dacă sunteți ca majoritatea oamenilor, ceea ce vă interesează cel mai mult sunt lucrurile care vă dictează rochia: dacă este sau nu este posibil ca precipitațiile să cadă din cer în timpul expunerii în aer liber, care este temperatura aerului și dacă este vântos.

În funcție de locul în care locuiți și de perioada anului, puteți verifica, de asemenea, (uneori cu teamă) pentru a vedea ruda nivelul de umiditate, pentru a vă asigura că sunteți suficient de hidratat pentru transpirația care va urma probabil, dat fiind un nivel ridicat citind.

Majoritatea oamenilor sunt conștienți de fenomenul presiunii atmosferice (denumită de obicei barometrică), deoarece îl aud menționat ca o caracteristică standard de prognoze meteo, dar majoritatea oamenilor nu ajung până la investigarea relației și de ce aerul suferă modificări de presiune la toate. Vânturile nu suflă orizontal, în timp ce presiunea este măsurată de sus ca un fel de „împingere”?

Presiune este o cantitate din fizică care se aplică aproape tuturor proceselor fizice imaginabile. Ea raportează forța

În mod formal, presiunea este o măsurare a efectului răspândirii forta (măsurat în newtoni, sau N, în sistemul standard internațional de măsurare) pe o suprafață reală sau definită matematic (măsurată în metri pătrați sau m²). Este posibil să fi întâmpinat deja probleme fizice în care acționează și se mișcă o forță (cum ar fi gravitația sau dumneavoastră) un obiect cu masă, dar presiunea este diferită prin aceea că descrie efectiv diluarea sau concentrația forta.

• Imaginați-vă două cutii solide diferite, fiecare cu un volum V de 10 m³ (metri cubi) și umplut cu un material solid uniform cu o densitate ρ

  jumătate din apa, sau 0,5 kg / L, sau (500 kg / m³). O cutie are 1 m lungime, 1 m lățime și 10 m înălțime, în timp ce cealaltă are 2,5 m lungime, 2,5 m lățime și 1,6 m înălțime. Nici o cutie nu trebuie rotită din poziția sa. Dacă vrei să fii sigură o platformă din apropiere cu aspect antic ar putea a sustine fie, dar ați putea alege doar una dintre cele două pentru a confirma acest lucru, pe care ați alege-o?
  Masele obiectelor sunt aceleași deoarece volumele și densitățile lor sunt aceleași (ρ = m / V, deci m = ρV = (500 kg / m³) (10 m³) = 5.000 kg. Având în vedere că accelerația datorată gravitației pe suprafața Pământului este de 9,8 m / s², forța (sau greutatea) fiecărei cutii este, prin urmare, (5.000 kg) (9.8 m / s2) = 49.000 N.
  Cu toate acestea, comparați suprafețele peste care sunt distribuite aceste mase respective: Prima cutie are o bază (lungime ori lățime) de 1 m × 1 m = 1 m², în timp ce cealaltă cutie are o bază de 2,5 × 2,5 = 6,25 m². Deoarece presiunea este egală cu forța împărțită la suprafață, cutia îngustă, cu mai puțin de o șesime din suprafața de bază pentru a lucra ca a doua cutie, va exercita Presiune de 6,25 ori mai mare pe platformă așa cum va face partenerul său. Astfel, dacă platforma zdrobită poate susține prima cutie, ar trebui să o poată ține și pe a doua singură - cu condiția să le puteți ridica acolo!

În exemplul de mai sus, presiunea primei cutii pe orice suprafață pe care se sprijină este (49.000 N) / (1 m²) și cel de-al doilea este (49.000 N) (6,25 m²). Unitățile de presiune din sistemul standard sunt astfel N / m², mai des numit pascal (Pa). Deoarece aceasta se dovedește a fi o cantitate atât de mică în lumea reală, kilopascalul (kPa) este mult mai frecvent utilizat.

presiunea atmosferei la suprafața Pământului este de aproximativ101.325 Pa, sau 101,3 kPa. Din cauza mijloacelor prin care oamenii determină presiunea, totuși, o serie de alte unități sunt utilizate în fiecare zi. Una este torr, cunoscut și sub numele de milimetri de mercur (mm Hg). (Orice curiozități pe care le aveți despre motivul pentru care a fost selectat acest metal va fi satisfăcută într-o clipă.) 101,3 kPa, numit și 1 atm pentru referință, echivalează cu 760 torr de acest standard. Deoarece 1 inch = 25,4 mm, 760 mm Hg = (760 / 25,4) = 29,92 în Hg. În cele din urmă, 1 milibar = 0,001 atm, deci presiunea atmosferică în milibari = 1,013 mbar.

În cele din urmă, ce zici de acele kilograme pe inch pătrat (psi sau lb / in.)²) folosit de obicei pentru măsurarea presiunii pneurilor în Statele Unite? După invocarea conversiilor dintre lb și kg și între in și m, puteți arăta că 101,3 kPa = 14,7 lb / in². Având în vedere că presiunea minimă recomandată în anvelopele auto este de numai 30 psi, ce sugerează acest lucru despre intuiția dvs. referitoare la greutatea „neglijabilă” și, prin urmare, la presiunea aerului?

A manometru este un dispozitiv care măsoară presiunea aerului folosind un recipient cu un tub în formă de "U" deschis la unul sau ambele capete. Într-un manometru închis, un eșantion de gaz este introdus într-un capăt, care este apoi acoperit. Apoi, un fluid de densitate cunoscută este turnat în celălalt capăt. Fluidul se va opri din mișcare atunci când presiunea gazului prins între capac și fluid împreună cu presiunea la partea de jos a coloanei de fluid de pe acea parte se potrivește cu presiunea aerului plus presiunea coloanei de fluid pe deschidere latură.

Înălțimea fluidului pe partea deschisă va fi superior pe acea parte când presiunea aerului este mai mică decât presiunea gazului și inferior pe partea deschisă când presiunea aerului depășește presiunea gazului. Puteți utiliza această diferență de înălțime pentru a calcula presiunea gazului.

Deoarece P = F / A = mg / A, m = ρV și V = Ah pentru un tub cilindric (adică, volumul = aria ori înălțimea), acesta se poate arăta că presiunea creată de o coloană verticală de fluid este ρgh, unde h = înălțimea în metri. Această presiune reprezintă diferența pozitivă sau negativă dintre presiunea gazului și presiunea atmosferică.

• Om- este rădăcina latină pentru cuvântul care înseamnă mână, "care este, de asemenea, de unde vine" manipula "; o modalitate ușoară de a transmite conceptul de presiune, dacă se limitează la limbajul nonverbal, ar fi să-ți folosești mâna pentru a te apasa cu blândețe de cea a altei persoane.
  

• A barometru este un tip de manometru folosit special pentru a măsura presiunea atmosferică.
  

• Dispozitivul manual utilizat pentru măsurarea tensiunii arteriale într-un cadru medical se numește a sfigmomanometru, cu sfig- traducere liberă pentru „stoarce”. Acest lucru se datorează faptului că o manșetă trebuie umflată împotriva brațului la un nivel de mai sus tensiunea arterială a corpului pentru a o măsura corespunzător; trebuie să vă strângă literalmente brațul pentru a face acest lucru.

Presiunea atmosferică nu este constantă și variază într-un interval tipic la fel ca temperatura și alte cantități geofizice. O discuție separată în sine, această presiune este un indicator fiabil al vremii iminente. Când un sistem de joasă presiune intră într-o zonă, rezultatul este de obicei nori, vânt și precipitații, în timp ce a sistem de înaltă presiune de obicei produce vreme echitabilă și calmă. (Ia asta? „Presiunea înaltă” se termină cu „calm”... numai în lumea nebună a fizicii!)