Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Демонстрація основного рівняння гідростатики

ТМРГ

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

ДЕМОНСТРАЦІЯ ОСНОВНОГО РІВНЯННЯ ГІДРОСТАТИКИ

Мета роботи:

1. Експериментальна перевірка основного рівняння гідростатики .

2. Ознайомлення з поняттями барометричного , абсолютного , манометричного та вакуумметричного тисків.

• Рідина під тиском, як і будь-яке пружно деформоване тіло, має потенціальну енергію, яка називається енергією тиску. Щоб у посудину з рідиною, що перебуває під тиском p, закачати додаткову порцію рідини об’ємом ωdx, насос має виконати роботу pωdx. Саме на цю величину зростає потенціальна енергія тиску рідини. Питома (така, що припадає на одиницю ваги рідини) енергія тиску, яка називається напором тиску, дорівнює pω·dx /(γω·dx) = p/γ. Одиниця вимірювання напору тиску (Н/м²)/(Н/м³) = м.

• Геометрична висота (відмітка рівня) являє собою питому (таку, що припадає на одиницю ваги рідини) потенціальну енергію положення, яка називається геометричним напором: dm·gz /(dm·g) = z і також вимірюється в метрах..

• Енергетичний зміст основного рівняння гідростатики: сума питомих енергій положення і тиску (геометричного напору і напору тиску), яка називається п’єзометричним напором, є величиною сталою для всіх точок рідини, що перебуває у спокої: H = z + p/γ = const.

Таблиця 1

i	, м	, Н/м² = Па	, м	, м	, Н/м² = Па	, м	, м

– різниця рівнів води у лівому та правому колінах U-подібного манометра (манометричний тиск, що діє на вільну поверхню рідини, у метрах водяного стовпа).

Н/м³ – питома вага води.

– манометричний тиск, що діє на вільну поверхню рідини, у паскалях (Н/м²).

– барометричний тиск (тиск атмосферного стовпа на земну поверхню).

Позасистемна одиниця тиску міліметр ртутного стовпчика дорівнює тиску стовпчика ртуті висотою 1 мм. Отже 1 мм рт. ст. = 13600 кг/м³· 9,81 м/с²· 0,001 м = 133,3 Па.

– абсолютний тиск, що діє на вільну поверхню рідини.

– відмітка нижнього обрізу п’єзометричної трубки (питома потенціальна енергія положення рідини або геометричний напір) відносно горизонтальної площини порівняння, за яку ми обрали дно посудини.

– глибина занурення у рідину нижнього обрізу п’єзометричної трубки.

– абсолютний тиск рідини у горизонтальній площині нижнього обрізу п’єзометричної трубки.

– питома потенціальна енергія тиску рідини або напір тиску в горизонтальній площині нижнього обрізу п’єзометричної трубки.

– питома потенціальна енергія рідини (потенціальний напір) у горизонтальній площині нижнього обрізу п’єзометричної трубки відносно горизонтальної площини порівняння. Потенціальний напір дорівнює висоті рівня рідини у трубці п’єзометра відносно горизонтальної площини порівняння.

Основне рівняння гідростатики: питома потенціальна енергія рідини (потенціальний напір) відносно горизонтальної площини порівняння однакова для всіх точок рідини, що перебуває у спокої: .

Таблиця 2

Прилад	Тиск, гПа (1 гПа = 100 Па)
барометричний	манометричний	вакуумметричний	абсолютний
Барометр		—	—
U-подібний манометр	—		—
Манометр пружинний	—		—
Вакуумметр пружинний	—	—

Позасистемна одиниця сили кілограм сили дорівнює вазі тіла масою 1 кг.

Отже 1 кгс = 1кг · 9,81 м/с² = 9,81 Н.

Позасистемна одиниця тиску 1 кгс/см² = 9,81 Н / 10^{-4 м2} = 9,81·10⁴ Па = 981 гПа.

Манометричний тиск – це перевищення абсолютного тиску над барометричним:

Вакуумметричний тиск або вакуум – це недостача абсолютного тиску до барометричного:

ВИСНОВКИ щодо експериментального підтвердження основного рівняння гідростатики:

Роботу виконав: Роботу перевірив: