Метр водяного столба — это… Что такое Метр водяного столба?
Метр водяного столба — внесистемная единица давления, применяемая в ряде отраслей техники (главным образом в гидравлике).
Обозначения: русское: м вод. ст., международное: m H2O.
1 м вод. ст. равен гидростатическому давлению столба воды высотой в 1 м при наибольшей плотности воды (то есть при температуре около 4 °C) и ускорении свободного падения g = 9,80665 м/сек².
Соотношение между м вод. ст. и др. единицами давления: 1 м вод.cт. = 9806,65 Н/м²* = 10−1кгс/см² = 73,556 мм рт. ст.
- прим: [Па] = [Н/м²]
| Паскаль (Pa, Па) | Бар (bar, бар) | Техническая атмосфера (at, ат) | Физическая атмосфера (atm, атм) | Миллиметр ртутного столба (мм рт.  | Метр водяного столба (м вод. ст., m H2O) | Фунт-сила на кв. дюйм (psi) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 Па | 1 Н/м2 | 10−5 | 10,197·10−6 | 9,8692·10−6 | 7,5006·10−3 | 1,0197·10−4 | 145,04·10−6 |
| 1 бар | 105 | 1·106дин/см2 | 1,0197 | 0,98692 | 750,06 | 10,197 | 14,504 |
| 1 ат | 98066,5 | 0,980665 | 1 кгс/см | 0,96784 | 735,56 | 10 | 14,223 |
| 1 атм | 101325 | 1,01325 | 1,033 | 1 атм | 760 | 10,33 | 14,696 |
| 1 мм рт.ст. | 133,322 | 1,3332·10−3 | 1,3595·10−3 | 1,3158·10−3 | 1 мм рт. ст. | 13,595·10−3 | 19,337·10−3 |
| 1 м вод. ст. | 9806,65 | 9,80665·10−2 | 0,1 | 0,096784 | 73,556 | 1,4223 | |
| 1 psi | 6894,76 | 68,948·10−3 | 70,307·10−3 | 68,046·10−3 | 51,715 | 0,70307 | 1 lbf/in2 |
См. также
Ссылки
|
||||||
Метр водяного столба — Справочник химика 21
Величина давления может быть измерена также высотой уравновешивающего его столба жидкости (обычно воды или ртути).
Соответствующие единицы — метр водяного столба (м вод. ст.), миллиметр водяного столба (мм вод. ст.), миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.) и др. [c.8]Для перевода давления заданного в миллиметрах ртутного столба в метры водяного столба см. график фиг. 2-2. [c.44]
Большинство приведенных единиц давления мало и в технике пользуются более удобными единицами атмосфера физическая, атмосфера техническая, миллиметр ртутного столба, миллиметр и метр водяного столба. [c.290]
В отдельных случаях давление измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.) и в метрах водяного столба (м B. .) 10 м в.с. = 760 мм рт.ст. = 1 физической атмосфере. Разрежение (вакуум) измеряется в миллиметрах ртутного столба или в килопаскалях. Существует понятие остаточное давление , измеряемое в паскалях, килопаскалях, миллиметрах ртутного столба. Выражение вакуум 700 мм рт.ст. показывает, что в сосуде (аппарате) давление ниже атмосферного на 700 мм рт.
ст., а остаточное абсолютное давление равно 60 мм рт.ст. [c.290]
Давление измеряют также в килограммах на квадратный метр в фунтах на квадратный дюйм, в тоннах на квадратный дюйм, в метрах водяного столба, в миллиметрах водяного и ртутного столбов, а также в дюймах водяного и ртутного столбов. В Приложении III приведены переводные коэффициенты этих единиц давления. [c.126]
Кривая Ар на фигуре изображает потерю давления в конденсаторе в метрах водяного столба. Характер изменения ее отличен от характера изменения коэффициента теплопередачи, что указывает на значительное увеличение расхода электроэнергии, необходимой для привода насоса охлаждающей конденсатор воды при увеличении скорости. [c.173]
Из других единиц давления применяют миллиметр ртутного столба мм рт. ст.) — давление ртутного столба высотой 1 мм на площадь 1 см (ртуть берется при тех же условиях, как и для физической атмосферы) и миллиметр и метр водяного столба мм и м вод.
ст.) при плотности воды, равной 1,0 г см . [c.291]
Поправочный коэффициент на плотность жидкости вводится с тем, чтобы получить потери напора, выраженные в метрах водяного столба, а не в метрах транспортируемой жидкости, и определяется по формуле [c.133]
Малые давления, а также разности (перепады) давлений выражают в метрах водяного столба или в миллиметрах водяного и ртутного столба. [c.116]
Плунжерные и поршневые насосы обычно имеют незначительное число ходов плунжера или поршня, порядка нескольких десятков ходов в минуту и более, умеренную производительность -до десятков литров в минуту, но развивают относительно высокие напоры — до нескольких сотен метров водяного столба. [c.150]
Давление есть сила, действующая на единицу площади. На рис. 4.1,а показано, что давление на дно контейнера объемом 1 м заполненного водой, составляет 9,79 кПа (сила в килоньютонах, действующая на 1 м , численно равна давлению в килопаскалях).
В прикладной гидравлике давление воды выражают либо в килопаскалях, либо в метрах водяного столба. Соотнощение между этими единицами показано на рис. 4.1,а (столб высотой 1 м создает давление 9,79 кПа). Давление воды линейно возрастает с увеличением глубины, так что давление в килопаскалях равно глубине в метрах, умноженной на 9,79. Давление воды действует одинаково во всех направлениях (на рис. 4.1,6 в целях трощения показано давление, действующее только горизонтально). [c.90]
Напор, развиваемый насосом (недопустимые термины полный напор, суммарный напор). Напором насоса называется приращение удельной энергии перекачиваемой жидкости на участке от входа в насос до выхода из него. Напор выражается в метрах водяного столба. [c.47]
Обозначив через кщ высоту напора в метрах водяного столба которая необходима для преодоления сил инерции, будем иметь [c.100]
Давление паров мо>нет быть также выражено в сантиметрах ртутного столба (рт.
ст.) и в сантиметрах или в метрах водяного столба (вод. ст.). [c.23]
Чаще всего давление измеряют в метрах водяного столба или [c.14]
Контроль давления. Контроль давления в колонне производится с помощью манометров (не показанных на схеме), градуированных в метрах водяного столба. Эти манометры устанавливаются обычно в верхней и нижней части колонны. Давление в верхней части колонны равно сопротивлению дефлегматора и конденсатора и выражается всего несколькими сантиметрами водяного столба. В нижней части колонны давление, в зависимости от высоты слоя жидкости на тарелках, скорости пара в колонне и числа тарелок, выражается цифрами от 0,05 до 0,4 ати. Иногда в нижней части колонны или на регуляторе пара ставят водяной манометр. [c.198]
Степень разрежения может быть определена в паскалях (метрах водяного столба, миллиметрах ртутного столба или в долях барометрического давления). Она равна сумме геодезической высоты всасывания заливаемого насоса, расстояния от оси до верха его корпуса и потерь напора во всасывающей линии вакуум-насоса.
Потери обычно составляют 10—15% геодезической высоты всасывания. По полученной подаче и разрежению выбирают вакуум-насос. [c.228]
В табл. 11 приводятся данные, при помощи которых можно определить высоту всасывания в метрах водяного столба. [c.36]
В насосных установках напоры обычно измеряются в метрах водяного столба (м вод. ст.), а в вентиляторных установках — в миллиметрах водяного столба мм вод. ст.). [c.12]
Вакуумметр устанавливается на всасывающем патрубке насоса и служит для измерения вакуума во всасывающей трубе. Он показывает разность между атмосферным давлением и давлением в точке подключения соединительной трубки к трубопроводу. Шкала вакуумметра градуируется в сантиметрах ртутного столба (от О до 76), иногда в метрах водяного столба (от О до 10). [c.16]
Мд— приведенное к оси насоса показание манометра в метрах водяного столба [c.16]
Первый член правой части уравнения — выражение атмосферного давления в метрах водяного столба.
Это давление изменяется в зависимости от высоты установки насоса, см. табл. 1. [c.19]
В заводской технической характеристике насоса всегда указывается допустимая вакуумметрическая высота всасывания, т. е. тот вакуум в метрах водяного столба, который можно допустить при паспортной производительности насоса. Высота эта обычно задается по отношению к оси насоса. [c.80]
Напор — это давление, создаваемое насосом от него зависит высота, на которую насос может поднять перекачиваемую жидкость. Она выражается в метрах водяного столба. На величину напора кроме геометрической высоты, на которую поднимается перекачиваемая жидкость, влияет также ее плотность. Чем выше плотность жидкости, тем больший напор должен создавать насос. Например, при одинаковой высоте подъема насос, подающий раствор едкого натра, должен создавать больший напор, чем насос, перекачивающий жиры. [c.37]
Практически давление до сего времени часто выражают внесистемными единицами — в атмосферах, т.
е. в кГ см , а также высотой столбов жидкости, используемой в приборах для измерения давления, а именно в метрах водяного столба м вод. ст.), миллиметрах водяного столба мм вод. ст.), метрах ртутного столба м рт. ст.). миллиметрах ртутного столба мм рт. ст.). [c.11]
Противопожарный водопровод рассчитывают исходя из предположения, что пожар произойдет в часы максимального водоза бора другими потребителями Основными показателями, опреде-, ляющими работу противопожарного водопровода, являются количество водь1, расходуемой на тушение одного пожара (в литрах в секунду) расчетное-число пожаров, которые могут возникнуть одновременно расчетная продолжительность тушения пожара, а также необходимые напоры в водопроводных системах (в метрах водяного столба). [c.246]
НЫМИ насосами, которые должнр запускаться не позднее чем че-рез 5 мин после извещения о пожаре. Эти-насосы должны обеспечить в нужный момент повышение давления в водопроводной сети до величины, достаточной для создания пожарных струй от гидранта.
Необходимый напор Я можно определить округленно в метрах водяного столба из соотношения [c.247]
При работе установки на низкие температуры испарения разность давлений между отдельными ступеними получается очень небольшой. Обычно, она не превышает нескольких метров водяного столба. В связи с этим можно обеспечить перетекание раствора из абсорбера в абсорбер, расположив их с достаточным превышением одного над другим. Верхнее положение занимает абсорбер с наиболее низким давлением испарения РОмин а нижнее — с наиболее высоким давлением испарения. Р°макс ЖДУ абсорберами предусматривают достаточно высокие сливные трубы, сечение которых не заполняется стекающей жидкостью. В этих трубах устанавливается столб жидкости, уравновешивающий разность давлений в соседних аппаратах. Так как величина столба имеет определенную величину, то весь притекающий из верхнего абсорбера раствор самотеком переходит в нижний абсорбер. [c.137]
Единицы измерения давления
Единицы измерения давленияПрограмма КИП и А
Международная система единиц (СИ)
Давлением P называется физическая величина силы F, действующая на единицу поверхности площади S, направленная перпендикулярно этой поверхности.
т.е. P = F / S.
В международной системе единиц (СИ) давление измеряется в Паскалях:
Па — русское обозначение.
Pa — международное.
1 Па = 1 Ньютон / 1 кв. метр (1 Н/м²)
Для практических измерений в КИП и А, 1 Па часто оказывается слишком маленькой величиной давления, и для оперирования реальными данными применяются умножающие приставки — (кило, Мега), умножающие значения в 1тыс. и 1млн. раз соответственно.
1 МПа = 1000 кПа = 1000000 Па
Также, шкалы приборов для измерения давления могут быть непосредственно градуированы в величинах Ньютон / метр, или их производных:
Килоньютон, Меганьютон / м², см², мм².
Тогда получаем следующее соответствие:
1 МПа = 1 МН/м² = 1 Н/мм² = 100 Н/см² = 1000 кН/м² = 1000 кПа = 1000000 Н/м² = 1000000 Па
В России и Европе также широкое применение для измерения давления находят единицы бар (bar) и кгс/м² (kgf/m²), а также их производные (mbar, кгс/см²).
1 бар — это внесистемная единица, равная 100000 Па.
1 кгс/см² — это единица измерения давления в системе МКГСС, и широко применяется в промышленных измерениях давления.
1 кгс/см² = 10000 кгс/м² = 0.980665 бар = 98066.5 Па
Атмосфера
Атмосфера — это внесистемная единица измерения давления приблизительно равная атмосферному давлению Земли на уровне Мирового океана.
Существует два понятия атмосферы для измерения давления:
- Физическая (атм) — равна давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0° C. 1 атм = 101325 Па
- Техническая (ат) — равна давлению, производимому силой в 1 кгс на площадь 1 см². 1 ат = 98066,5 Па = 1 кгс/см²
В России для использования в измерениях допущена только техническая атмосфера, и срок ее действия ограничен по некоторым данным 2016 годом.
Водяной столб
Метр водяного столба — внесистемная единица измерения давления, применяемая в ряде производств.
Физически он равен давлению столба воды высотой в 1 м при температуре около 4° C и стандартном для калибровки ускорении свободного падения — 9,80665 м/сек².
м вод. ст. — русское обозначение.
mH2O — международное.
Производными единицами являются см вод. ст. и мм вод. ст.
1 м вод. ст. = 100 см вод. ст. = 1000 мм вод. ст.
Соотносится к другим единицам измерения давления соответствующим образом:
1 м вод. ст. = 1000 кгс/м² = 0.0980665 бар = 9.80665 Па = 73.55592400691 мм рт. ст.
Ртутный столб
Миллиметр ртутного столба — внесистемная единица измерения давления, равная 133.3223684 Па. Синоним — Торр (Torr).
мм рт. ст. — русское обозначение.
mmHg. — международное.
Использование в России — не ограничено, но не рекомендовано. Применяется в ряде областей техники.
Соотношение к водному столбу: 1 мм рт. ст. = 13.595098063 мм вод. ст.
Единицы США и Британии
В США и Британии применяются также другие единицы измерения давления.
Примеры некоторых из них:
- Дюйм водного столба
Обозначение: inH2O = 249.08891 Па. - Фут водного столба
Обозначение: ftH2O = 2989.006692 Па. - Дюйм ртутного столба
Обозначение: inHg = 3386.38815789474 Па. - Фунт на квадратный дюйм
Обозначение: psi = 6894.757293178 Па. - 1000 фунтов на квадратный дюйм
Обозначение: ksi = 6894757.2931783 Па. - Фунт на квадратный фут
Обозначение: psf = 47.8802589803 Па. - Американская (короткая) тонна на квадратный дюйм
Обозначение: tsi = 13789514.
58633672267344 Па. - Американская (короткая) тонна на квадратный фут
Обозначение: tsf = 95760.51796067168523226 Па. - Британская (длинная) тонна на квадратный дюйм
Обозначение: br.tsi = 15444256.3366971 Па. - Британская (длинная) тонна на квадратный фут
Обозначение: br.tsf = 107251.780115952 Па.
58633672267344 Па.Приборы для измерения давления
Для измерения давления применяются манометры, дифманометры (разность давлений), вакуумметры (измерение разряжения).
Миллиметр водяного столба — Энциклопедия по машиностроению XXL
Миллиметр водяного столба [c.19]Миллиметр водяного столба (тт HjO, m.n( вод. ст.) 1. M. t вод. ст. = 9,80665 Па (точно) [c.317]
Миллиметр водяного столба 9,80665
[c.
333]
Миллиметр водяного столба 5> мм вод. m. mm HjO 9,80665 H M [c.13]
Широко использовались также единицы давления из других систем и внесистемные единицы килограмм-сила на квадратный сантиметр, миллиметр ртутного столба, миллиметр водяного столба и др. В настоящее время в соответствии с СТ СЭВ 1052—78 эти единицы не применяются. Учитывая, однако, что большинство измерительных приборов градуировано в старых единицах, а также, что в справочной литературе, каталогах, технических характеристиках и др. используются эти единицы, в приложении 3 приведено соотношение различных единиц давления. [c.15]
Миллиметр водяного столба (mm Н2О, мм вод. ст.) [c.31]
В технике пользуются размерностью кгс/м и давление выражают в миллиметрах водяного столба, [c.17]
Обычно разность давлений ро—р измеряют дифференциальным микроманометром в миллиметрах водяного столба.
[c.483]
Определить перепад давления ЛЯ в коробе в миллиметрах водяного столба при средней скорости воздуха ьу = 3 м сек и температуре t = С. [c.143]
Используются также внесистемные единицы давления техническая атмосфера (ат), равная кгс/см миллиметр водяного столба (мм вод. ст.) и миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.), отнесенные к нормальным условиям для воды к 4 С, для ртути к 0°С и нормальному ускорению свободного падения, равному 9,80665 м/с2. [c.34]
Миллиметр водяного столба. ……. Я я мм вод. ст. тт HjO 9,80665 н м [c.12]
Напор, измеряемый в миллиметрах водяного столба, пропорционален удельному весу газа. При напорах н до 500 мм вод. ст. изменением удельного веса при проходе газа через колесо пренебрегают. При напорах свыше этой величины следует в расчётах удельный вес газа принимать равным среднему арифметическому удельных весов на входе в колесо и на выходе из него.
[c.563]
Небольшие давления, например давление воздуха под колосниковой решеткой в топке парового котла или в газопроводах, измеряют в миллиметрах водяного столба. Один мм вод. ст. = 0,0001 атмосферы. Это давление будет равно 1 кг на один (1 кг/м ), т. е. в 10 000 раз меньше атмосферы. Такое низкое давление измеряется обычно жидкостными приборами, например в топках котлов тягомерами, а в газопроводах перед горелками V-образными манометрами (рис. 8). [c.10]
Трубки тягомера заполняются подкрашенной водой, между трубками имеется шкала, по которой делается отсчет разности уровней в миллиметрах водяного столба. Одна трубка тягомера соединяется с атмосферой (оста- [c.154]
В насадочных теплообменниках поверхность теплообмена сравнительно велика — порядка 50—200 в I агрегата. Для сопоставления следует отметить, что в поверхностных трубчатых теплообменниках в 1 агрегата она составляет не более 50—60 Насадочные теплообменники к тому же отличаются высокой интенсивностью теплообмена.
Существенным недостатком насадочных теплообменников является сравнительно большое сопротивление газового тракта, исчисляемое несколькими десятками миллиметров водяного столба на 1 м высоты насадки.
[c.39]
Тяга. Сопротивление газового тракта контактных экономайзеров зависит от типа насадки, скорости газов, плотности орошения и т. д. Оно колеблется в широких пределах — от нескольких миллиметров водяного столба до нескольких десятков миллиметров водяного столба на 1 м высоты н садки. [c.112]
Насадочные теплообменники отличаются высокой интенсивностью теплообмена. В сочетании с развитой поверхностью контакта это позволяет получить высокий удельный теплосъем в единице объема. Аэродинамическое сопротивление насадочных экономайзеров составляет несколько десятков миллиметров водяного столба на 1 м высоты насадки. Эта величина обычно не вызывает никаких затруднений как при проектировании новых котельных с контактными экономайзерами, так и при установке последних в действующих котельных.
[c.19]Установка контактных экономайзеров требует применения дымососной тяги, поскольку сопротивление собственно экономайзера составляет несколько десятков миллиметров водяного столба, а температура газов настолько низка, что естественная тяга, создаваемая дымовой трубой, измеряется миллиметрами водяного столба. Проблема тяги при установке экономайзера может быть решена несколькими способами. [c.201]
Современные котельные установки промышленных, коммунальных предприятий, электростанций, крупных отопительных котельных работают на дымососной тяге. Установка контактных экономайзеров, требующих обязательного применения дымососа из-за весьма низкой температуры газов за экономайзером и его значительного аэродинамического сопротивления, не требует изменения принципа тяги в котельных и, как правило, замены дымососа. При размещении контактных экономайзеров за промышленными печами, в ряде случаев работающих на естественной тяге, установка экономайзера требует правильного решения вопросов тяги.
Как уже указывалось, для установки за печами и сушилками в первую очередь рекомендуются контактные экономайзеры прямоточного типа, характеризующиеся весьма малым аэродинамическим сопротивлением до нескольких миллиметров водяного столба.
[c.198]
Давление килограмм-сила на квадратный сантиметр миллиметр водяного столба миллиметр ртутного столба кгс/см2 мм вод. ст. мм. рт. ст. паскаль Па 1 кгс/см —9.8 1 0 Па 1 О Па —0.1 МПа 1 мм вод. ст. 9.8 Па 10 Па 1 мм рт. ст. 133,3 Па [c.238]
Как правило, шкала микроманометра градуируется в миллиметрах водяного столба независимо от применяемой рабочей жидкости (обычно спирта). Отсчет показаний на такой шкале производится непосредственно в миллиметрах водяного столба. [c.180]
Если при градуировке микроманометра в качестве рабочей жидкости был принят спирт с удельным весом и при этом шкала была градуирована в миллиметрах водяного столба, то при работе прибора в условиях, отличных от принятых при градуировке (Тгр» 1р)> показанию прибора должна вводиться поправка по формуле
[c.
180]
Перемещаясь сквозь поры фильтрующего материала, отдельные струйки обрабатываемой воды проходят различные зигзагообразные пути через лабиринты пористой среды. При этом вода преодолевает сопротивление, возникающее в результате трения воды о поверхность зерен фильтрующего материала и характеризующееся потерей напора. Эта величина измеряется обычно метрами или миллиметрами водяного столба и обозначается соответственно м вод. ст. и мм вод. ст. Поэтому поступающая на фильтрующий материал вода должна иметь давление, превышающее потерю напора в фильтре. [c.70]
При работе на дробленом топливе сам циклон и другие части топки рассчитаны для работы под наддувом. Продукты горения в циклоне и топке имеют по отношению к окружающему воздуху избыточное давление в несколько сот миллиметров водяного столба, вследствие чего топка должна быть плотно обшита листовым железом. Избыточное давление в циклонных топках вызывается большим гидравлическим сопротивлением, что связано с применением больших скоростей для продуктов горения.
Циклонные топки для дробленого угля требуют вентиляторы с напором 1 000—2 000 мм вод. ст. Большое потребление энергии вентиляторами почти поглощает экономию за счет ликвидации пылеугольных мельниц.
[c.37]
Продукты горения в обычных топках с жидким шлако-удалением, за исключением циклонных топок для дробленого угля, находятся под небольшим разрежением. Это разрежение бывает наибольшим в самой нижней части камеры топки и составляет несколько десятков миллиметров водяного столба. Преимуш ество эксплуатации топок, находящихся под разрежением, состоит в том, что продукты горения из топки не проникают в котельную при неплотной обмуровке. Если железная обшивка котла неплотная, то в топку через неплотности подсасывается воздух из котельной. [c.245]
За границей в последнее время все чаще применяют топки под наддувом. Котлы с такими топками имеют много преимуществ [Л.
62]. В топку, работающую под избыточным давлением в несколько сотен миллиметров водяного столба, не может подсасываться воздух избыток воздуха в продуктах горения по ходам котла не увеличивается.
[c.245]Приборы, измеряющие небольшую разность давлений, или, как говорят, перепад давлений, называются дифференциальными манометрами. На практике приходится измерять перепады давлений от нескольких миллиметров водяного столба до десятков атмосфер при весьма высоком абсолютном давлении. [c.73]
Д а в л е м н е. 1 миллиметр ртутного столба (мм /)т-с/Г() = 133,322 1 миллиметр водяного столба мм вод. ст.)=9,80665 н м — 1 техническая атмосфера am или кГ/см ) = = 9,80665-101 н,м . [c.383]
Небольшие давления, например давление воздуха под колосниковой решеткой парового котла, измеряют в миллиметрах водяного столба, причем 1 м.н вод. ст.= =0,0001 ат. [c.17]
Наибольшее распространение имеют жидкостные — стеклянные и мембранные — тягомеры.
Шкала тягомера обычно градуируется в миллиметрах водяного столба.
[c.251]
До недавнего времени щироко применялись единицы давления, основанные на МКГСС. Давление 1 кге/м с большой степенью точности равно давлению водяного столба высотой 1 мм. Действительно, слой воды площадью 1 м и толщиной 1 мм занимает объем, равный 1 дм , а, следовательно, его сила давления с большой точностью равна 1 кгс. Поэтому в технике единицу давления килограмм-сила на квадратный метр (кгс/м ) называли миллиметром водяного столба (мм вод. ст.). Это было особенно удобно в тех случаях, когда пользовались водяными манометрами (например, при измерении скорости газа в трубопроводах). [c.147]
Для установки за печами и сушилками в первую очередь рекомендуются контактные экономайзеры прямоточного типа, отли-чаюп неся весьма малым аэродинамическим сопротивлением — порядка нескольких миллиметров водяного столба. При соответствующей высоте дымовых труб установка прямоточных контактных экономайзеров вполне возможна без перехода на принудительную тягу.
Однако в других случаях целесообразны глубокое охлаждение дымовых газов и переход на принудительную тягу. Дымососная тяга не ухудшает процесса в печи. Понижение температуры газов позволяет установить дымосос, который может быть полезно использован и для регулирования давления в печи. Поэтому дымососная тяга нашла довольно широкое распространение в промышленных печах за рубежом.
[c.208]
Жидкостные приборы применяются для измерения давлений от нескольких миллиметров водяного столба до 2—3 кПсм . [c.10]
В ГОСТ 7664-55 включены также следующие четыре внесистемные единицы давления бар (бар) миллиметр ртутного столба мм рт. ст.) техническая атмосфера (am или кПсм ) миллиметр водяного столба (мм вод. ст.). [c.610]
Комитет стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР в ГЭ01 г. утвердил ГОСТ 9867-01 Международная система единиц (табл. 6-1), в котором устанавливается предпочтительное применение этой системы во всех областях науки и техники и при преподавании.
Дополнительно введены некоторые единицы, которые допускаются к использованию наравне с единицами ОИ — тонна, литр, минута, час, сутки, градус Цельсия и др. (табл. В- 2), и единицы, допущенные к временному использованию (до 1 января Г975 г.), к числу которых относятся килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см ), миллиметр водяного столба, калория в час. и др. (табл. В-3).
[c.5]
Давление (механическое напряжение) килограмм-сила на квадратный сантиметр килограмм-сила на квадратный миллиметр миллиметр водяного столба миллиметр ртутного столба КГС/СМ2 КГС/ММ2 мм вод. СТ. мм рт. СТ. 1 кгс/смг = 0,98Х Х105 Н/М2 = 0,098 МПа 1 кгс/см2 = 0,98 бар 1 кгс/ммг = 9,8 Н/ММ2 = =9,8 МПа 1 мм вод. ст. = 9,8 Па 1 мм рт. ст. = 133,3 Н/м паскаль Н/м2 1 Па = 0.102 10 5кгс/см 1 бар = 105 Н/м 1 МПа = 0,102 кгс/мм 1 Па = 0,102 мм вод. ст. 1 Па = 7,5- 1Q- э мм рт. ст. [c.6]
Для решения ряда задач при наладке и исследовании котельных агрегатов часто необходимо организсгвать измерение перепада давления.
Величина этого перепада может изменяться от десятков до нескольких тысяч миллиметров водяного столба.
[c.96]
В чем измеряется давление воды
в чем измеряется давление воды
Единицы измерения давления
Международная система единиц (СИ)
Давлением P называется физическая величина силы F, действующая на единицу поверхности площади S, направленная перпендикулярно этой поверхности.
т.е. P = F / S.
В международной системе единиц (СИ) давление измеряется в Паскалях:
Па — русское обозначение.
Pa — международное.
1 Па = 1 Ньютон / 1 кв. метр (1 Н/м²)
Для практических измерений в КИП и А, 1 Па часто оказывается слишком маленькой величиной давления, и для оперирования реальными данными применяются умножающие приставки — (кило, Мега), умножающие значения в 1тыс. и 1млн. раз соответственно.
1 МПа = 1000 КПа = 1000000 Па
Также, шкалы приборов для измерения давления могут быть непосредственно градуированы в величинах Ньютон / метр, или их производных:
Килоньютон, Меганьютон / m², cm², mm².
Тогда получаем следующее соответствие:
1 МПа = 1 МН/м² = 1 Н/мм² = 100 Н/см² = 1000 КН/м² = 1000 КПа = 1000000 Н/м² = 1000000 Па
В России и Европе также широкое применение для измерения давления находят единицы Бар (Bar) и кг/м² (kgf/m²), а также их производные (mBar, кг/см²).
1 Бар — это внесистемная единица, равная 100000 Па.
1 кгс/см² — это единица измерения давления в системе МКГСС, и широко применяется в промышленных измерениях давления.
1 кгс/см² = 10000 кгс/м² = 0.980665 Бар = 98066.5 Па
Атмосфера
Атмосфера — это внесистемная единица измерения давления приблизительно равная атмосферному давлению Земли на уровне Мирового океана.
Существует два понятия атмосферы для измерения давления:- Физическая (атм) — равна давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0°C. 1 атм = 101325 Па
- Техническая (ат) — равна давлению, производимому силой в 1 кгс на площадь 1 см². 1 ат = 98066,5 Па = 1 кгс/см²
1 атм = 101325 ПаВ России для использования в измерениях допущена только техническая атмосфера, и срок ее действия ограничен по некоторым данным годом.
Водяной столб
Метр водяного столба — внесистемная единица измерения давления, применяемая в ряде производств.
Физически он равен давлению столба воды высотой в 1 м при температуре около 4°C и стандартном для калибровки ускорении свободного падения — 9,80665 м/сек².
м вод. ст. — русское обозначение.
m h3O — международное.
Производными единицами являются см вод. ст. и мм вод. ст.
1 м вод. ст. = 100 см вод. ст. = 1000 мм вод. ст.
Соотносится к другим единицам измерения давления соответствующим образом:
1 м вод. ст. = 1000 кг/м² = 0.0980665 Bar = 9.80665 Па = 73.55592400691 мм рт. ст.
Ртутный столб
Миллиметр ртутного столба — внесистемная единица измерения давления, равная 133.
3223684 Па. Синоним — торр (Torr).
Использование в России — не ограничено, но не рекомендовано. Применяется в ряде областей техники.
Соотношение к водному столбу: 1 мм рт. ст. = 13.595098063 мм вод. ст.
Единицы США и Британии
В США и Британии применяются также другие единицы измерения давления.
Это связано с тем, что длины выражаются в футах и дюймах, а вес в фунтах, британских и американских тоннах.
Примеры некоторых из них:- Дюйм водного столба
Обозначение: br.Tsf. 1 Tsf = 107251.780115952 Па.
Приборы для измерения давления
Для измерения давления применяются манометры, дифманометры (разность давлений), вакуумметры (измерение разряжения).
В чем измеряется давление воды
В системе СИ единицей давления является паскаль (Па), который определяется как давление, создаваемое силой в один ньютон. действующей перпендикулярно к поверхности площадью в 1 м (1 Па = 1 Н/м ), Наряду
с паскалем до настоящего времени часто используется внесистемная единица измерения давления — атмосфера (атм).
Давление, равное 1 атм, создает земная атмосфера на уровне моря при температуре О °С, поддерживая столбик ртути высотой 760 мм поэтому давление выражают также в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). Взаимосвязь всех трех единиц измерения давления следующая [c.43]
Единицей измерения давления является ньютон на квадратный метр (Н/м ). Для практического использования эта единица неудобна вследствие ее малости. На практике в некоторых случаях пользуются ранее применявшейся единицей измерения давления — технической атмосферой (1 ат), равной 735,5 мм рт. ст. = = 10 м вод. ст. = 1 кгс/см = 10 ООО кгс/м.2=98 100 Н/м .[c.33]
В технике применяется и внесистемная единица измерения давления — техническая атмосфера[c.8]
В технике, проектных разработках, научно-технической литературе часто встречаются и применявшиеся ранее единицы измерения давления физическая атмосфера (атм) техническая атмосфера или килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см ), миллиметры водяного и ртутного столбов (мм вод.
ст.,мм рт.ст,).В британской системе мер давление измеряется в фунтах силы на квадратный дюйм (psi) и квадратный фут, в дюймах и футах водяного и ртутного столбов. Соотношения между некоторыми из единиц измерения давления приведены в таблице 1.6.[c.31]
Единицей измерения давления является р = Н/м — паскаль. обозначается буквами Па укрупненные единицы давления в 1000 раз — килопаскаль (кПа) в миллион раз — мегапаскаль (МПа). Внесистемная единица давления -атмосфера. Различают техническую и физическую единицу давления — атмосферу.[c.57]
По Международной системе единиц единицей измерения дав-ления является ньютон на квадратный метр (н1м ). Эта единица (чА должна применяться как предпочтительная при измерении дав-ления. Для технических измерений была принята техническая атмосфера. равная давлению, которое производит сила в 1 кгс (9,80665 н) на площадь в 1 см. Для измерения малых давлений и разрежений применяют следующие единицы миллиметр ртутного столба мм рт. ст.) и миллиметр водяного столба мм вод.
ст.). В табл. 7 указаны соотношения между единицами измерения давления.[c.17]
Паскаль -слишком маленькая единица для измерения давлений газов. подобно тому как кубический метр-слишком неудобная единица для измерения объемов жидкостей в лабораторных условиях. Поэтому мы будем придерживаться в этой книге давно установившейся традиции измерения давлений газов в стандартных атмосферах. Стандартная атмосфера определяется следующим образом [c.117]
Давление. Единицей измерения давления в системе СИ является ньютон на квадратный метр н1м ). Перевод рассматриваемых в Справочнике констант от общепринятой в термодинамике единицы давления физической атмосферы атм) к ньютонам на квадратный метр в настоящее время не целесообразен, так как в качестве стандартного состояния в термодинамике принято состояние при давлении в одну атмосферу. Поэтому в качестве единицы давления в Справочнике принята физическая атмосфера. равная по определению 1,01325-10 н м .[c.11]
Таким образом, в системе СИ атмосфера представляет собой не основную единицу измерения давления.
а лишь вспомогательную, производную единицу, подобно тому как литр является вспомогательной единицей измерения объема жидкости, а заряд электрона — вспомогательной единицей измерения ионных зарядов.[c.117]
Оператор перехода. Давление, используемое в расчетах, должно быть представлено в атмосферах. Составить программу, обеспечивающую пересчет давления (атм) независимо от единиц измерения давления в исходных данных.[c.159]
В теплотехнических расчетах пользуются технической атмосферой ат). Между указанными единицами измерения давления существует следующая зависимость [c.11]
Численная величина R зависит, очевидно, от выбора единиц измерения давления. объема и температуры. Буде.м измерять давление атмосферами (760 мм рт. ст.), объем — литрами (объем 1000 г дистиллированной воды при 4° С) и температуру — градусами абсолютной шкалы (°К). Поскольку при Ро = 1 ат и Го = 273,16° К объем одного моля (п= 1) идеального газа V o = 22,415 л, то[c.27]
Ниже приведена табл.
V, в которой приведены коэффициенты для пересчета основных из встречающихся в литературе единиц измерения давления в ньютоны на квадратный метр и в физические атмосферы.[c.11]
Таким образом, давление представляет собой величину, численно равную силе, действующей нормально на единицу поверхности. Основной единицей измерения давления в новой международной системе единиц является 1 н1м. Практически чаще всего давление измеряется в атмосферах, причем 1 ат= 9866,5 н/м .[c.18]
Для замера малых давлений пользуются давлением, оказываемым столбом воды высотой 1 мм мм вод. ст.). Так как 1 сл воды весит 1 Г, то для создания давления. равного одной технической атмосфере (1 кГ/см ), требуется столб воды высотой 1 ООО см или 10 ООО мм. В табл. 2-1 приведены соотношения между некоторыми единицами измерения давления.[c.19]
Если стеклянную трубку. закрытую с одного конца, наполнить ртутью (Н ), а затем перевернуть открытым концом в сосуд с ртутью, как показано на рис. 3-1,а, уровень ртути в трубке будет опускаться до тех пор, пока высота ртутного столбика над поверхностью ртути в сосуде не достигнет приблизительно 760 миллиметров (мм).
Давление, оказываемое на поверхность ртути в сосуде весом ртутного столбика в трубке, в точности уравновешивается давлением окружающей атмосферы. Вследствие равенства этих давлений, действующих в противоположных направлениях, ртуть больше не выливается из трубки. Подобное устройство (называемое ртутным барометром ) было впервые использовано итальянским математиком и физиком Эвангелиста Торричелли (1608-1647) для измерения атмосферного давления. Торричелли показал, что высота столбика ртути в барометрической трубке не зависит от формы и размеров трубки. а следовательно, определяется не весом ртутного столбика, а давлением у его основания. Атмосферное давление на уровне моря поддерживает столбик ртути высотой 760 мм (в среднем ). Поскольку в старину для измерения давления пользовались ртутными барометрами. в качестве единицы измерения давления применялся миллиметр ртутного столба. Давление опре-[c.115]
Величина Р не зависит от единиц измерения и численно совпадает с давлением, выраженным в атмосферах.
Извлекаем корень квадратный из обеих частей последнего уравнения [c.251]
В тексте единицы измерения опущены и приводятся лишь в тех случаях, когда не совпадают с указанными в списке. Таким образом, определенной величине всегда будет соответствовать одна и та же единица измерения. Например, Р и 7 соответствуют абсолютному давлению в физических атмосферах и температуре в градусах абсолютной шкалы. Экстенсивные величины выражаются дробью, знаменатель которой отвечает одному молю например, единицы измерения V и S см /моль и кал/(моль-К). В тех случаях, когда рассматривают не мольные величины. а экстенсивные свойства безотносительно к количеству вещества. никакие новые[c.27]
Для измерения давления часто применяют различные внесистемные единицы измерения техническая атмосфера 1 ат= = 1 кгс/сл Смотреть страницы где упоминается термин Атмосфера единица измерения давления. [c.59] [c.59] [c.59] [c.23] [c.37] [c.298] Химия (1978) — [ c.23 ]
Общая химия (1974) — [ c.
38 ]
Атмосфера (единица измерения) — Википедия
Единицы измерения давления — Википедия
Справочник — Единицы измерений, переводные таблицы и формулы
Атмосфера — внесистемная единица измерения давления, приблизительно равная атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана. На практике приближенно принимают: 1 МПа = 10 атмосфер, 1 атмосфера = 0,1 МПа. Бар. Бар (от греческого. — тяжесть) — внесистемная единица измерения давления, примерно равная одной атмосфере.
Атмосфера (единица измерения)
Атмосфера (единица измерения). Atmosfera (jednotka). Русско-словацкий словарь. Атмосфера (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Атмосфера (значения). Атмосфера внесистемная единица измерения давления, приблизительно равная атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана.
Физическая атмосфера. Конвертер величин (давление, Атмосфера)
Единицы измерения давления, Атмосфера.
Введите значение единицы (физическая атмосфера), которое вы хотите пересчитать. Щёлкните по кнопке Посчитать. Введённое значение мгновенно пересчитывается во все совместимые единицы, представленные на странице. 3. Остаётся только найти на странице нужную единицу и посмотреть результат перевода напротив неё.
Измерение давления — приборы и единицы измерения
При указании значений давления, в скобках, после единиц измерения, указывается — относительным или абсолютным является значение. Например — 101 кПа (абс.). Такая единица измерения давления, как фунт на квадратный дюйм (psi), до сих пор широко используется в США и Канаде, например, при измерении давления воздуха в шинах. Простые жидкостные манометры могут измерять давление в диапазоне от нескольких миллиметров ртутного столба (около 100 Па) до нескольких атмосфер (1 000 000 Па).
Конвертор, Конвертер величин. Перевод единиц измерения давления.
Физическая атмосфера — атм. Мм рт.
ст. Техническая атмосфера — ат. Для измерения давления сегодня используется большое количество величин, в которых может запутаться даже профессор. Единицы измерения площади настолько же многообразны, насколько и единицы.
. единиц измерения • Популярные конвертеры единиц • Давление.
Подробнее о давлении. Давление в большинстве кастрюль-скороварок во время работы равно 1 атмосфере или 15 паскалям. Вы сможете перевести единицы измерения длины, площади, объема, ускорения, силы, массы, потока, плотности, удельного объема, мощности, давления, напряжения, температуры, времени, момента, скорости, вязкости, электромагнитные и другие. Примечание.
Ответы@Mail.Ru: что такое давление воздуха? и единица измерения.
Единицы измерения — Паскали, атмосферы, Бары, Торры ( мм. рт. ст). Да хоть фунт-сила на квадратный дюйм) А что такое — ну это сила с которой воздух действует на единицу площади, вследствии столкновения молекул газа с этой площадью).
Физическая атмосфера (атм, atm ) — physical atmosphere. Единица измерения давления, равная нормальному атмосферному давлению на высоте уровня моря то есть давлению, уравновешиваемому столбом ртути высотой 760 мм при температуре 0°С, плотности ртути 13595,1 кг/м 3 и нормальном ускорении свободного падения 9,80665 м/сек 2. Иногда физическую атмосферу называют также нормальной атмосферой.
Атмосфера (единица измерения)
Атмосфера — внесистемная единица измерения давления, приблизительно равная атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана. Существуют две примерно равные друг другу единицы с таким названием: Стандартная, нормальная или физическая атмосфера (атм, atm) — в точности равна 101 325 Па или 760 миллиметрам ртутного столба.
2 — все эти величины употребляются как внесистемные единицы измерения давления газа мм водяного столба используется в гидравлике.
Атмосферное давление. Измерение атмосферного давления.
Единицы измерения атмосферного давления.Объяснение учителя с элементами беседы с учащимися. Молекулы беспорядочно движутся, на них действует сила тяжести. Измерения показывают уменьшение плотности воздуха с высотой (5.5 км – в 2 раза, 11 км – в 4 раза и т.д.). Отсутствие четкой границы атмосферы.
Атмосфера (единица измерения) — Википедия
Единицы измерения давления и расхода сжатого воздуха принятые.
Единицы измерения давления. Официально признанной системой единиц измерений является СИ (SI). В различных отраслях техники, также, используются единицы измерения давления, невходящие в эту систему: миллиметр ртутного столба (мм. рт. ст. или тор), миллиметр водного столба, физическая атмосфера (атм.), техническая атмосфера (1 ат.
= 1 кгс/см2), бар.
Атмосфера (единица измерения) — Википедия
Единицы измерения давления.
Единицей измерения давления используется техническая атмосфера, равная давлению в1 кгс на 1 см. Техническая атмосфера обозначается ат или кгс/см. В качестве единиц измерения давления (разрежения) применяют также метр и миллиметр водяного столба и миллиметр ртутного столба. Соотношения между этими единицами
Понятие давления среды » Измерение давления, расхода, температуры.
Многие предприятия традиционно используют такие внесистемные единицы давления, как: килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см2. kgf/cm2 ), часто называемая технической атмосферой (ат, atm) миллиметр водяного столба (мм вод. ст. mm Н20, mm WS) и миллиметр ртутного столба (мм рт. ст. mm Hg, torr). При использовании для измерения давления столба жидкости (жидкостные манометры) последний должен быть отнесен к параметрам воды при 4 °С, а ртуть — при О °С и нормальном ускорении свободного падения.
Единицы измерения давления
До настоящего времени единицей измерения давления используется техническая атмосфера, равная давлению в 1 кгс на 1 см. В науке, а иногда и в технике за единицу давления принимается физическая атмосфера, обозначаемая атм и равная давлению столба ртути высотой 760 мм рт. ст. при 0 °С. Соотношения между технической и физической атмосферами следующие
Единицы измерения давления
Атмосфера — это внесистемная единица измерения давления приблизительно равная атмосферному давлению Земли на уровне Мирового океана. Существует два понятия атмосферы для измерения давления: Физическая (атм) — равна давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0°C. 1 атм = 101325 Па.
chem21.info/info/70366/18.03. | Админ | Просм. 39 | Комм. x | Категория: Топ 10
Источники: http://www.axwap.com/kipia/docs/fizicheskie-velichiny/davlenie.htm, http://www.csogtn.ru/top_10/v_chem_izmeryaetsya_davlenie_vody.html
Энергетическое образование
1. Давление
Давление — физическая величина, характеризующая состояние сплошной среды и численно равная силе , действующей на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности. В простейшем случае изотропной равновесной неподвижной среды (гидростатическое давление) или идеальной (не имеющей внутреннего трения и анизотропной) движущейся среды давление не зависит от ориентации поверхности. В данной точке давление определяется как отношение нормальной составляющей силы, действующей на малый элемент поверхности, к его площади.
Сила атмосферного давления
Атмосферное давление — давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность. Атмосферное давление создаётся гравитационным притяжением воздуха к Земле.
В 1643 Эванджелиста Торричелли показал, что воздух имеет вес. Совместно с В. Вивиани, Торричелли провёл первый опыт по измерению атмосферного давления, изобретя трубку Торричелли (первый ртутный барометр), — стеклянную трубку, в которой нет воздуха. В такой трубке ртуть поднимается на высоту около 760 мм.
На земной поверхности атмосферное давление изменяется от места к месту и во времени. Особенно важны определяющие погоду непериодические изменения атмосферного давления, связанные с возникновением, развитием и разрушением медленно движущихся областей высокого давления (антициклонов) и относительно быстро перемещающихся огромных вихрей (циклонов), в которых господствует пониженное давление. Отмечены колебания атмосферного давления на уровне моря в пределах 684 — 809 мм рт. ст.
Нормальным атмосферным давлением называют давление в 760 мм рт.ст. (101 325 Па). В химии стандартным атмосферным давлением с 1982 года по рекомендации IUPAC считается давление ровно 100 кПа.
Атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты, поскольку оно создаётся лишь вышележащим слоем атмосферы. Зависимость давления от высоты описывается т. н. барометрической формулой. Высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 гПа, называется барической (барометрической) ступенью. У земной поверхности при давлении 1000 гПа и температуре 0 °С она равна 8 м/гПа. С ростом температуры и увеличением высоты над уровнем моря она возрастает, т. е. она прямо пропорциональна температуре и обратно пропорциональна давлению. Величина, обратная барической ступени, — вертикальный барический градиент, т. е. изменение давления при поднятии или опускании на 100 метров. При температуре 0 °С и давлении 1000 гПа он равен 12,5 гПа.
На картах давление показывается с помощью изобар — линий, соединяющих точки с одинаковым приземным атмосферным давлением, обязательно приведенным к уровню моря. Атмосферное давление измеряется барометром.
Гидростатическое давление — это давление жидкости, находящейся в состоянии покоя, то есть неподвижной. Гидростатическое давление определяется не объемом, а высотой жидкости. Гидростатическое давление возрастает с увеличением «глубины» жидкости, поскольку увеличивается вес жидкости, давящий сверху вниз. Термин «гидростатический напор» обычно используется применительно к давлению, создаваемому высотой жидкости в сосуде. Хотя гидростатический напор выражается в линейных единицах измерения, таких как метры или сантиметры, он является выражением определенной высоты столба жидкости.
Единицы измерения давления
| Единицы давления | Паскаль (Pa, Па) |
Бар (bar, бар) |
Техническая атмосфера (at, ат) |
Физическая атмосфера (atm, атм) |
Миллиметр ртутного столба (мм рт.ст.,mmHg, torr, торр) |
Метр водяного столба (м вод. ст.,m h3O) |
Фунт-сила на кв. дюйм (psi) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 Па | 1 | 10-5 | 10.197 х 106 | 9.8692 х 106 | 7.5006 х 103 | 1.0197 х 104 | 145.04 х 106 |
| 1 бар | 105 | 1 | 1.0197 | 0.98692 | 750.06 | 10.197 | 14.504 |
| 1 ат | 98066.5 | 0.980665 | 1 | 0.96784 | 735.56 | 10 | 14.223 |
| 1 атм | 101325 | 1.01325 | 1.033 | 1 | 760 | 10.33 | 14.696 |
| 1 мм рт.ст. | 133.322 | 1.3332 х 10-3 | 1.3595 х 103 | 1.3158 х 103 | 1 | 13.595 х 103 | 19.337 х 103 |
| 1 м вод. ст. | 9806.65 | 9.80665 х 102 | 0.1 | 0.096784 | 73.556 | 1 | 1.4223 |
| 1 psi | 6894.76 | 68.948 х 103 | 70.307 х 103 | 68.046 х 103 | 51.715 | 0.70307 | 1 |
Гидростатическое давление
Гидростатическое давление в жидкости можно рассчитать как
p = ρ gh (1)
, где
p = давление в жидкости (Н / м 2 , Па, фунт f / фут 2 , фунт / фут)
ρ = плотность жидкости (кг / м 3 , снаряды / фут 3 )
g = ускорение свободного падения (9,81 м / с 2 , 32.17405 фут / с 2 )
h = высота столба жидкости — или глубина в жидкости, где измеряется давление (м, футы)
Гидростатическое давление в водяной столб — или глубина ( плотность воды 1000 кг / м 3 ):
| Высота водяного столба | Давление | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| (м) | (фут) | (кПа) | (бар) | (атм) | (фунт / кв. Дюйм) |
| 1 | 3.28 | 9,81 | 0,098 | 0,097 | 1,42 |
| 2 | 6,56 | 19,6 | 0,196 | 0,194 | 2,85 |
| 3 | 9,84 | 29,4 | 0,294 900 900 | 4,27 | |
| 4 | 13,1 | 39,2 | 0,392 | 0,387 | 5,69 |
| 5 | 16.4 | 49,1 | 0,491 | 0,484 | 7,11 |
| 6 | 19,7 | 58,9 | 0,589 | 0,581 | 8,54 |
| 7 | 23,0 | 68,7 | 0,687 | 0,6 | 10,0 |
| 8 | 26,2 | 78,5 | 0,785 | 0,775 | 11,4 |
| 9 | 29.5 | 88,3 | 0,883 | 0,871 | 12,8 |
| 10 | 32,8 | 98,1 | 0,981 | 0,968 | 14,2 |
| 12 | 39,4 | 118 | 1,18 | 1,16 | 17,1 |
| 14 | 45,9 | 137 | 1,37 | 1,36 | 19,9 |
| 16 | 52.5 | 157 | 1,57 | 1,55 | 22,8 |
| 18 | 59,0 | 177 | 1,77 | 1,74 | 25,6 |
| 20 | 65,6 | 196 | 1,96 | 1,96 | 28,5 |
| 25 | 82,0 | 245 | 2,45 | 2,42 | 35,6 |
| 30 | 98,4 | 294 | 2.94 | 2,90 | 42,7 |
| 35 | 115 | 343 | 3,43 | 3,39 | 49,8 |
| 40 | 131 | 392 | 3,92 | 3,87 | 56,9 |
| 50 | 164 | 491 | 4,91 | 4,84 | 71,1 |
| 60 | 197 | 589 | 5,89 | 5.81 | 85,4 |
| 70 | 230 | 687 | 6,87 | 6,78 | 100 |
| 80 | 262 | 785 | 7,85 | 7,75 | |
| 907,75 | |||||
| 90 | 295 | 883 | 8,83 | 8,71 | 128 |
| 100 | 328 | 981 | 9,81 | 9,68 | 142 |
Пример — Давление, действующее на глубине 1 м
Плотность воды при 4 o C составляет 1000 кг / м 3 .Давление, действующее в воде на высоте 1 м , можно рассчитать как
p = ρ gh
= ( 1000 кг / м 3 ) ( 9,81 м / с 2 ) (1 м)
= 9810 Па
Пример — Давление, действующее в воде на глубине
3 футаПлотность воды при 32 o F составляет 1,940 снарядов / фут 3 .Давление, действующее в воде на высоте 3 фута , можно рассчитать как
p = ρ gh
= ( 1,940 снарядов / фут 3 ) ( 32,17405 фут / с 2 ) (3 фута)
= 187,3 фунта f / фут 2 (psf)
=
Давление в океане — глубина и широта
Давление в океане зависит от глубины и положения (широты) на Земле.
| Давление океана (МПа) | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Глубина (м) | Широта (градусы) | ||||||||||||
| 0 | 15 | 30 | 45 | 60 | 75 | 90 | |||||||
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||||||
| 1000 | 10.080 | 10,083 | 10,093 | 10,106 | 10,120 | 10,130 | 10,133 | ||||||
| 2000 | 20,208 | 20,215 | 20,234 | 20,261 | 20,308 | 30,383 | 30,394 | 30,424 | 30,464 | 30,505 | 30,535 | 30,545 | |
| 4000 | 40.606 | 40.620 | 40.660 | 40.714 | 40.768 | 40.808 | 40.823 | ||||||
| 5000 | 50.874 | 50.892 | 50.942 | 51.010 | 51.079 | 51.129 | 61,188 | 61,210 | 61,270 | 61,352 | 61,434 | 61,495 | 61,517 |
| 7000 | 71.547 | 71,572 | 71,643 | 71,739 | 71,835 | 71,906 | 71,932 | ||||||
| 8000 | 81,949 | 81,979 | 82,059 | 82,170 | 82,280 | 82,170 | 82,280 | 82,280 | 92,395 | 92,428 | 92,519 | 92,644 | 92,769 | 92,861 | 92,894 |
| 10000 | 102.880 | 102,917 | 103,019 | 103,157 | 103,296 | 103,398 | 103,436 | ||||||
- 1 Па = 10 -6 МПа = 10 -3 кПа 17 = 10 Н / мм 2 = 10 -5 бар = 0,1020 кп / м 2 = 1,020×10 -4 м H 2 O при 4 ° C / 39 ° F = 9,869×10 -6 атм = 0,004 дюйма H 2 O = 1,450×10 -4 фунтов на кв. Дюйм (фунт-сила / дюйм 2 ) = 0.02089 фунт-сила / фут 2 (фунт-сила на фут)
10,2: Давление — Химия LibreTexts
Цели обучения
- для описания и измерения давления газа.
На макроскопическом уровне полное физическое описание образца газа требует четырех величин:
- температура (выражена в кельвинах),
- объем (выражен в литрах),
- количество (выражено в молях) и
- давление (в атмосферах).
Как показано ниже, эти переменные не независимы (т.е. они не могут быть изменены произвольно). Если нам известны значения любых трех этих величин, мы можем вычислить четвертое и таким образом получить полное физическое описание газа. Температура, объем и количество обсуждались в предыдущих главах. Теперь обсудим давление и его единицы измерения.
Единицы давления
Любой объект, будь то ваш компьютер, человек или образец газа, воздействует на любую поверхность, с которой он соприкасается.Например, воздух в воздушном шаре оказывает усилие на внутреннюю поверхность воздушного шара, а жидкость, впрыскиваемая в форму, оказывает силу на внутреннюю поверхность формы, точно так же, как стул прикладывает силу к полу из-за его масса и влияние силы тяжести. Если воздух в воздушном шаре нагревается, увеличенная кинетическая энергия газа в конечном итоге приводит к взрыву воздушного шара из-за повышенного давления (\ (P \)) газа, силы (\ (F \)) на единицу площади (\ (A \)) поверхности:
\ [P = \ dfrac {\ rm Force} {\ rm Area} = \ dfrac {F} {A} \ label {10.2.1} \]
Давление зависит от и прилагаемой силы, и размера области, к которой прилагается сила. Из уравнения \ (\ ref {10.2.1} \) мы знаем, что приложение той же силы к меньшей площади создает более высокое давление. Например, когда мы используем шланг для мытья автомобиля, мы можем увеличить давление воды, уменьшив размер отверстия шланга большим пальцем.
Единицы давления являются производными от единиц измерения силы и площади.2 \ label {10.2.2} \]
Пример \ (\ PageIndex {1} \)
Предположим, что книга в мягкой обложке имеет массу 2,00 кг, длину 27,0 см, ширину 21,0 см и толщину 4,5 см, какое давление она оказывает на поверхность, если оно составляет
- лежа?
- стоит на краю в книжном шкафу?
Дано: Масса и габариты объекта
Запрошено: давление
Стратегия:
- Вычислите силу, прилагаемую к книге, а затем вычислите площадь, которая соприкасается с поверхностью.
- Подставьте эти два значения в уравнение \ (\ ref {10.2.1} \), чтобы найти давление, оказываемое на поверхность в каждой ориентации.
Решение:
Сила, прикладываемая книгой не , зависит от ее ориентации. Напомним, что сила, прилагаемая объектом, равна F = м , где м, — его масса, а a — его ускорение. В гравитационном поле Земли ускорение происходит за счет силы тяжести (9.3 \; \ rm Па \]
Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)
Какое давление оказывает на пол ученик весом 60,0 кг
- при стоянии в лаборатории на плоской подошве в теннисных туфлях (площадь подошвы примерно 180 см. 2 )?
- , когда она ступает пяткой вперед на танцпол в туфлях на высоком каблуке (площадь каблука = 1,0 см. 2 )?
Ответы:
- 3,27 × 10 4 Па
- 5.9 × 10 6 Па
Барометрическое давление
Наша атмосфера действует так же, как мы оказываем давление на поверхность под действием силы тяжести. Мы живем на дне океана газов, который становится все менее плотным с увеличением высоты. Примерно 99% массы атмосферы находится в пределах 30 км от поверхности Земли (рис. \ (\ PageIndex {1} \)). Каждая точка на поверхности Земли испытывает чистое давление, называемое барометрическим давлением .Давление, оказываемое атмосферой, является значительным: столбик длиной 1 м 2 , измеренный от уровня моря до верхних слоев атмосферы, имеет массу около 10 000 кг, что дает давление около 101 кПа:
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): атмосферное давление. Каждый квадратный метр поверхности Земли поддерживает столб воздуха высотой более 200 км и весом около 10 000 кг на поверхности Земли.Барометрическое давление можно измерить с помощью барометра — устройства, изобретенного в 1643 году одним из учеников Галилея, Евангелистой Торричелли (1608–1647).Барометр может быть изготовлен из длинной стеклянной трубки, закрытой с одного конца. Он наполнен ртутью и помещен вверх дном в емкость с ртутью, не допуская попадания воздуха в трубку. Часть ртути вытечет из трубки, но внутри остается относительно высокий столбик (Рисунок \ (\ PageIndex {2} \)). Почему не заканчивается ртуть? Гравитация, безусловно, оказывает на ртуть в трубке нисходящую силу, но ей противодействует давление атмосферы, которое оказывает давление на поверхность ртути в чаше, что в итоге приводит к выталкиванию ртути вверх в трубку.Поскольку в правильно заполненном барометре (в котором есть вакуум) над ртутью внутри трубки нет воздуха, давление на колонку отсутствует. Таким образом, ртуть выходит из трубки до тех пор, пока давление самого ртутного столба точно не уравновесит давление атмосферы. Давление, оказываемое ртутным столбом, можно выразить как:
\ [P = \ dfrac {F} {A} = \ dfrac {mg} {A} = \ dfrac {\ rho V \ cdot g} {A} = \ dfrac {\ rho \ cdot Ah \ cdot g} { A} = \ rho gh \]
с
- \ (g \) — ускорение свободного падения,
- \ (м \) — масса,
- \ (\ rho \) — плотность,
- \ (V \) — объем,
- \ (A \) — нижняя область, а
- \ (h \) — высота столба ртути.
При нормальных погодных условиях на уровне моря две силы уравновешиваются, когда верхняя часть ртутного столба находится примерно на 760 мм выше уровня ртути в чаше, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {2} \). Это значение зависит от метеорологических условий и высоты. В Денвере, штат Колорадо, например, на высоте около 1 мили или 1609 м (5280 футов) высота ртутного столба составляет 630 мм, а не 760 мм.
Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): ртутный барометр.Давление, оказываемое атмосферой на поверхность ртутного бассейна, поддерживает столб ртути в трубке высотой около 760 мм. Поскольку точка кипения ртути довольно высока (356,73 ° C), в пространстве над ртутным столбом очень мало паров ртути.Ртутные барометры использовались для измерения атмосферного давления так долго, что у них есть собственная единица измерения давления: миллиметр ртутного столба (мм рт. Ст.), Часто называемый торром, в честь Торричелли. Стандартное барометрическое давление — это барометрическое давление, необходимое для поддержания столба ртути высотой точно 760 мм; это давление также называют 1 атмосферой (атм).5 \; Па = 101,325 \; кПа \ label {10.2.3} \]
Таким образом, давление в 1 атм в точности равно 760 мм рт.
Мы так привыкли жить под таким давлением, что даже не замечаем этого. Вместо этого мы замечаем изменения давления, например, когда наши уши щелкают в быстрых лифтах в небоскребах или в самолетах во время быстрых изменений высоты. Мы используем барометрическое давление разными способами. Мы можем использовать трубочку для питья, потому что при ее всасывании удаляется воздух и, таким образом, снижается давление внутри соломинки.Барометрическое давление, оказывающее давление на жидкость в стакане, затем заставляет жидкость подниматься по соломке.
Пример \ (\ PageIndex {2} \): атмосферное давление
Один из авторов несколько лет назад посетил национальный парк Роки-Маунтин. После вылета из аэропорта на уровне моря на востоке США он прибыл в Денвер (высота 5280 футов), арендовал машину и поехал на вершину шоссе за пределами Эстес-парка (высота 14000 футов). Он заметил, что даже легкая физическая нагрузка на этой высоте, где атмосферное давление составляет всего 454 мм рт.Преобразуйте это давление в
- атмосферы (атм).
- бар.
Дано: Давление в миллиметрах ртутного столба
Запрошено: Давление в атмосферах и барах
Стратегия:
Используйте коэффициенты преобразования в уравнении \ (\ ref {10.2.3} \) для преобразования миллиметров ртутного столба в атмосферы и килопаскали.
Решение:
Из уравнения \ (\ ref {10.2.3} \) имеем 1 атм = 760 мм рт. Ст. = 101.325 кПа. Таким образом, давление на высоте 14000 футов в атм. Составляет
.\ [P = \ rm 454 \; мм рт. Ст. \ Раз \ dfrac {1 \; атм} {760 \; мм рт. Ст.} = 0,597 \; атм \]
Давление в барах определяется по
.\ [P = \ rm 0,597 \; атм \ раз \ dfrac {1,01325 \; бар} {1 \; атм} = 0,605 \; бар \]
Упражнение \ (\ PageIndex {2} \): барометрическое давление
Эверест на высоте 29 028 футов над уровнем моря — самая высокая гора в мире. Нормальное атмосферное давление на этой высоте составляет около 0,308 атм. Преобразуйте это давление в
- миллиметра ртутного столба.
- бар.
Ответ: а. 234 мм рт. б. 0,312 бар
Манометры
Барометры измеряют барометрическое давление, а манометры измеряют давление проб газов, содержащихся в аппарате. Ключевой особенностью манометра является U-образная трубка, содержащая ртуть (или иногда другую нелетучую жидкость). Манометр с закрытым концом схематично показан в части (а) на рисунке \ (\ PageIndex {3} \). Когда колба не содержит газа (т. Е. Когда в ней почти вакуум), высота двух столбиков ртути одинакова, потому что пространство над ртутью слева — это почти вакуум (он содержит только следы паров ртути. ).Если газ будет выпущен в колбу справа, он окажет давление на ртуть в правом столбце, и два столбца ртути больше не будут одинаковой высоты. Разница между высотами двух колонн равна давлению газа.
Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): два типа манометров. (a) В манометре с закрытым концом пространство над ртутным столбиком слева (эталонное плечо) по существу представляет собой вакуум ( P ≈ 0), а разница в высоте двух столбцов дает давление газ, содержащийся непосредственно в баллоне.(b) В манометре с открытым концом левое (эталонное) плечо открыто для атмосферы ( P ≈ 1 атм), а разница в высоте двух столбцов дает разность между барометрическим давлением и атмосферным давлением. давление газа в баллоне.Если трубка открыта для атмосферы, а не закрыта, как в манометре с открытым концом, показанном в части (b) на рисунке \ (\ PageIndex {3} \), то два столбика ртути имеют одинаковую высоту, только если газ в баллоне имеет давление, равное барометрическому давлению.Если давление газа в баллоне на выше, чем на , ртуть в открытой трубке будет вытесняться газом, давящим вниз на ртуть в другом плече U-образной трубки. Таким образом, давление газа в баллоне складывается из барометрического давления (измеренного с помощью барометра) и разницы высот двух столбцов. Если давление газа в баллоне на меньше, чем давление атмосферы на , то высота ртути в рычаге, прикрепленном к баллоне, будет больше.В этом случае давление газа в баллоне равно барометрическому давлению за вычетом разницы в высоте двух столбцов.
Пример \ (\ PageIndex {3} \)
Предположим, вы хотите построить манометр с закрытым концом для измерения давления газа в диапазоне 0,000–0,200 атм. Из-за токсичности ртути вы решаете использовать воду, а не ртуть. Какой высоты вам нужен столб воды? (Плотность воды 1,00 г / см 3 ; плотность ртути 13.53 г / см 3 .)
Дано: Диапазон давления и плотности воды и ртути
Запрошено: высота столбца
Стратегия:
- Рассчитайте высоту столба ртути, соответствующую 0,200 атм в миллиметрах ртутного столба. Это высота, необходимая для столбца, заполненного ртутью.
- На основе заданных плотностей используйте пропорцию, чтобы вычислить высоту, необходимую для столбца, заполненного водой.
Решение:
A В миллиметрах ртутного столба давление газа 0.200 атм —
\ [P = \ rm 0.200 \; атм \ times \ dfrac {760 \; мм рт. Ст.} {1 \; атм} = 152 \; мм рт. Ст. \]
При использовании ртутного манометра вам понадобится ртутный столбик высотой не менее 152 мм.
B Поскольку вода менее плотная, чем ртуть, вам нужен столб воды на выше, чем , чтобы достичь того же давления, что и данный столб ртути. Высота, необходимая для наполненного водой столба, соответствующего давлению 0,200 атм, пропорциональна отношению плотности ртути к плотности воды
\ [P = d _ {\ rm wat} gh _ {\ rm wat} = d _ {\ rm Hg} gh _ {\ rm Hg} \]
\ [h _ {\ rm wat} = h _ {\ rm Hg} \ times \ dfrac {d _ {\ rm Hg}} {g _ {\ rm wat}} = \ rm152 \; мм \ times \ dfrac {13.3} = 2070 \; мм \]
Ответ логичен: для достижения того же давления требуется более высокий столб менее плотной жидкости.
Упражнение \ (\ PageIndex {3} \)
Предположим, вы хотите создать барометр для измерения барометрического давления в среде, температура которой всегда превышает 30 ° C. Чтобы избежать использования ртути, вы решили использовать галлий, который плавится при 29,76 ° C; плотность жидкого галлия при 25 ° C составляет 6,114 г / см 3 . Какой высоты вам нужен столбик галлия, если P = 1.4 \; мм = 10,3 \; м \]
Всасывающий насос — это просто более сложная версия соломинки: он создает вакуум над жидкостью и использует атмосферное давление, которое заставляет жидкость подниматься по трубке. Если давление в 1 атм соответствует столбу воды 10,3 м (33,8 фута), то при атмосферном давлении физически невозможно поднять воду в колодце выше этого значения. До тех пор, пока не были изобретены электрические насосы для механического выталкивания воды с больших глубин, этот фактор сильно ограничивал место проживания людей, поскольку добывать воду из колодцев глубиной более 33 футов было трудно.
Сводка
Давление определяется как сила, действующая на единицу площади; его можно измерить с помощью барометра или манометра. Для полного физического описания образца газа должны быть известны четыре величины: температура , объем , количество и давление . Давление — сила на единицу площади поверхности; единица измерения давления в системе СИ — паскаль (Па) , определяемая как 1 ньютон на квадратный метр (Н / м 2 ).Давление, оказываемое объектом, пропорционально силе, которую он оказывает, и обратно пропорционально площади, на которую действует сила. Давление атмосферы Земли, называемое барометрическим давлением , составляет около 101 кПа или 14,7 фунта / дюйм. 2 на уровне моря. барометрическое давление можно измерить с помощью барометра , закрытой перевернутой трубки, заполненной ртутью. Высота ртутного столба пропорциональна барометрическому давлению, которое часто выражается в единицах миллиметров ртутного столба (мм рт. Ст.) , также называемых торр . Стандартное барометрическое давление , давление, необходимое для поддержки столба ртути высотой 760 мм, является еще одной единицей давления: 1 атмосфера (атм) . Манометр — это прибор, используемый для измерения давления пробы газа.
Гидростатическое равновесие
Гидростатическое равновесиеГидростатическое равновесие
Базовые идеи
Принцип гидростатического равновесия заключается в том, что давление в любой точке в жидкости в состоянии покоя (отсюда «гидростатический») возникает как раз из-за вес вышележащей жидкости.
Поскольку давление — это просто сила на единицу площади, давление на дно жидкости — это всего лишь вес столб жидкости, площадь поперечного сечения одна единица.
Этот принцип легко применить к несжимаемым жидкостям, таким как большинство жидкости (например, вода). [Обратите внимание, что вода и другие распространенные жидкости не строго несжимаемый; но требуется очень высокое давление для изменения их плотности заметно.] Если жидкость несжимаема, так что плотность не зависит от давление, вес столба жидкости прямо пропорционален высоте жидкость выше уровня, на котором измеряется давление.Фактически масса столбца единичной площади высотой h и плотностью ρ просто ρh ; а вес колонны — это ее масса, умноженная на ускорение свободного падения, г . Но вес единицы площади столбец — это сила, которую он оказывает на единицу площади у своего основания, т. е. давление. Так
P = g ρ h .Примеры
Например, плотность воды составляет 1000 килограммов на кубический метр (в СИ ед.), поэтому вес кубометра воды в 1000 кг раз больше г , ускорение свободного падения (9.8 м / сек 2 ), или 9800 ньютонов. Эта сила действует на 1 м 2 , поэтому давление, создаваемое глубина воды в 1 метр составляет 9800 паскалей (Па — единица СИ давления, равного 1 ньютону на квадратный метр).
Единицей давления, используемой в атмосферной работе на Земле, является гектопаскаль; 1 гПа = 100 Па. Таким образом, давление на 1 м ниже поверхности воды (без учета давление, оказываемое атмосферой над ним) составляет 98 гПа. Стандартное атмосферное давление составляет 1013,25 гПа, поэтому нужно 1013.25/98 = 10,33 метра воды для создания давления в 1 атмосферу. (Это около 34 футов для тех, кто любит устаревшие устройства.)
Давление в океане увеличивается примерно на 1 атмосферу на каждые 10 метров глубины. Средняя глубина океана около 4 км, поэтому давление на морское дно около 400 атмосфер.
Однородная атмосфера
Плотность воздуха при стандартных условиях составляет около 800 раз меньше плотности воды — почти в 1.3 кг на кубический метр. Таким образом, высота столба воздуха, необходимая для создания стандартного атмосферного давления. давление 1013,25 гПа будет около 8 тысяч метров (8 км), если это все были одинаковой плотности — то есть однородных . Эта высота — «высота однородной атмосферы».
Из приведенного выше соотношения видно, что эта высота, H , просто P / (gρ) . Несмотря на то, что атмосфера на самом деле неоднородна, эта 8-километровая высота представляет собой полезная характеристическая длина, которая постоянно появляется при расчетах атмосферная рефракция.(Лучшее название для этой концепции — Радау ‘s термин «уменьшенная высота».)
реальная атмосфераГидростатическое равновесие немного сложнее применить к воздуху, потому что воздух очень сжимаемый. Тот же принцип все еще применяется, но теперь нам нужно иметь дело с плотностью, которая изменяется в зависимости от давления и температура.
Предварительные сведения: уравнение гидростатики
Прежде чем углубляться в детали, давайте еще раз рассмотрим постоянную плотность жидкость более математически.Нам нужно использовать небольшое элементарное исчисление для этого. Мы будем использовать обычный символ [греческий строчный rho: ρ] для плотности. [Если ваш браузер отображает это неправильно, вам необходимо перейти на текущую версию.] Если P — давление, а h — высота, dP = −g ρ dhявляется дифференциальным уравнением, выражающим гидростатические равновесие. [Помните, что g — это местное ускорение свободного падения, что необходимо для преобразования элемента массы ( ρ dh ) в сила (т.е., его вес) он добавляет к единице площади под ним. Минус знак есть потому, что г действует в отрицательном направлении по высоте шкала. Мы неявно предполагаем, что диапазон ч настолько мал по сравнению с радиусом Земли г можно считать постоянным.] Его элементарным решением является
P = −g ∫ ρ dh ,а если ρ = const., то его можно вынести за пределы интеграла:
P = −g ρ ∫ dhили
P = −g ρ ∫ dh = −g ρ ч .Другими словами, давление просто пропорционально высота столба жидкости ч , как мы уже знали. (Знак минус связан с тем, что мы измеряем ч положительным вверх, но вес атмосферы направлен вниз.)
Уравнение состояния
С воздухом все не так просто. Плотность ρ зависит от как P , так и T , абсолютная температура. Уравнение состояния — это функция, которая сообщает нам плотность.Для воздуха очень хорошим приближением является использование уравнения состояния для идеальный газ,
ρ = μP / (R T) ,где μ — (безразмерная) молекулярная масса — около 29 для сухой воздух — и R — это «газовая постоянная», которая заботится об устройствах.
Хотя это отношение очень простой, он все еще усложняет подынтегральную функцию уравнения гидростатики. Прежде всего, он включает P в подынтегральное выражение, которое больше не является простая функция ч .Во-вторых, вводится новая независимая переменная T .
Мы хотели бы выразить все внутри интеграла как функцию единственная переменная. Для этого нам понадобится еще дополнительных отношений между P , ρ и T , что позволит нам избавиться от второй независимой переменной.
К сожалению, дополнительных физических отношений нет, в Общее. Фактическая зависимость P , или ρ , или T , по высоте, вполне переменная в реальном мире.Эта зависимость и есть то, что подразумевается под фраза «структура атмосферы». [В астрономической литературе 18-19 веков, часто называется «конституцией» атмосферы, которая сбивает с толку современного читателя; «Конституция» сегодня означает «Состав», а не «структура».] структура реальной атмосферы значительно варьируется от места к месту и время от времени.
Часто удобно (хотя и нереально) предположить, что что структура атмосферы политропный; это объясняется на страницу политроп.
Однородная атмосфера (снова)
Но, несмотря на то, что мы не можем интегрировать уравнение гидростатики до тех пор, пока дополнительная информация (например, пробег T с высотой или имеется зависимость П от ρ ), мы все еще можем оценить высоту однородной атмосферы . Это просто высота атмосферы, если бы она была такой же. плотность повсюду (т.е. плотность на поверхности Земли), и такое же давление внизу, как и в реальной атмосфере.
Учитывая температуру и давление на поверхности, а также состав газ там (это то, что определяет средний молекулярный вес, мк ), мы можем найти плотность воздуха на поверхности. Тогда высота однородная атмосфера просто
H = P / (gρ) = RT / мкг ,потому что P — это вес газового столба высотой H и плотность ρ в гравитационное поле Земли, с ускорением g .
Если вы предпочитаете думать о массе одной молекулы, м , то газовый закон ρ = μP / (NkT) , где N — Число Авогадро, k — постоянная Больцмана, а μ — (безразмерная) молекулярная масса. (Молекулярная масса м составляет μ , умноженную на атомную единицу массы, и .) Тогда высота однородной атмосферы равна
H = kT / мг .Изотермическая атмосфера
Ярким примером, который может быть интегрирован, является изотермическая атмосфера, с одинаковой температурой Т во всем.Помнить что уравнение гидростатики dP = −g ρ dh ;но мы можем использовать закон идеального газа, ρ = μP / (R T) , чтобы избавиться от ρ . Итак, запишите dP как
dP = −g мкП / (R T) dh , или (разделив на P ) dP / P = −g μ / (R T) dh .Теперь интегрируйте это. С левой стороны получаем ∫ dP / P , что просто ln P ; справа Т постоянный, так что мы получаем несколько постоянных раз ∫ dh , что составляет всего ч .Конечно, существует постоянная интеграция; мы видим, что это должно быть значение ln P при h = 0. Так:
ln P = ln P 0 — gh μ / (R T) .Объедините два логарифма, чтобы получить ln ( P / P 0 ) слева. Затем избавьтесь от логарифма, возведя в степень обе части:
P / P 0 = ехр [-gh μ / (R T)] .Теперь помните однородная атмосфера? Его высота H была RT / мкг .Обратите внимание, что это величина, обратная коэффициенту ч в аргументе экспоненты. Итак, у нас есть
P / P 0 = exp (- ч / ч ).При этом уменьшенную высоту H обычно называют «Масштабная высота» атмосферы.
Наконец, поскольку T постоянный, плотность уменьшается экспоненциально с высотой точно так же, как давление. Это важно для изгиб лучей у горизонта, потому что изгиб пропорционален градиент плотности.
Дополнительная информация
Есть прекрасная веб-страница на Гидростатика в Университете Денвера, если вы хотите больше узнать об этом предмете.
Авторские права © 2003 — 2006, 2010, 2014, 2020 Эндрю Т. Янг
Назад к …
страница изгиба лучей
или страница расчета рефракции
или Домашняя страница GF
или алфавитный указатель
или страница обзора веб-сайта
Давление воды на глубинах океана
Давление воды на глубине — одно из многих явлений, которые должны исследовать исследователи. довольствоваться при изучении глубоководных участков.Океан глубокий. Если бы мы побрились со всех континентов и засыпал землей траншеи в океанах от континентов весь земной шар был бы покрыт водой примерно на 2 миль в глубину. Средняя глубина океана составляет 12 566 футов около 3800 метров. Наибольшая глубина океана составляет 36 200 футов на 11 000 метров! Какой эффект эта огромная глубина воды сказывается на обитателях океана? Ответ зависит от того, где в океане он живет. Рыба или растение у поверхности мало ощущает эффекта с большой глубины.Неважно, если их шесть футов или шести тысяч футов под плывущей рыбой. Животное, живущее в Однако глубина 10000 футов сильно зависит от глубины воды. над ним.
Мы часто говорим о давлении в атмосфере. Одна атмосфера равна к весу земной атмосферы на уровне моря, около 14,6 фунтов на квадратный дюйм. Если вы находитесь на уровне моря, каждый квадратный дюйм вашей поверхности равен подвергается силе в 14,6 фунтов.
Давление увеличивается примерно на одну атмосферу на каждые 10 метров воды. глубина. На глубине 5000 метров давление будет примерно 500. атмосфер или в 500 раз больше, чем давление на уровне моря. Это много давления.
Исследовательское оборудование должно быть спроектировано так, чтобы справляться с огромным давлением. встречается в глубине. Подводные лодки должны иметь усиленные стены, чтобы выдерживать давление. Инструменты, которые хорошо работают на поверхности, могут сложиться. или стал бесполезным из-за давления.
Подсчитайте, какое давление (фунтов на квадратный дюйм) используется на оборудовании. Круиз NeMO должен выдержать.
Глубина
Осевая кальдера — 1540 метров
(Давление в одну атмосферу на один квадратный дюйм поверхности подвергается воздействию
усилие 14,6 дюйма. Давление увеличивается примерно на одну атмосферу на каждые 10
метров глубины воды)
Сколько фунтов давления на квадратный дюйм будет Опыт круизного оборудования NeMO ???
ДокторУильям Биб был пионером в глубоководных исследованиях. При поддержке Национальное географическое общество и Нью-Йоркское зоологическое общество, Биби построил батисферу (бати = глубокая). В этой стальной сфере он был бы опускается на глубину более 2500 футов. Толстостенная сфера была спроектирована чтобы противостоять огромному давлению океана. Сфера имела два толстых кварцевые окна для просмотра. Чтобы проверить окна батисферы, незанятые был понижен до 3000 футов.Когда подняли большой стальной шар, Биби написал.
- «Было очевидно, что что-то было не так, и поскольку батисфера
качнулся я увидел иглу воды, стреляющую по лицу порта
окно.
Она весила намного больше, чем следовало, и перешла через борт.
опускается на палубу. Глядя в одно из хороших окон, я мог видеть
что она была почти полна воды. Сверху была любопытная рябь.
вода, и я знал, что пространство наверху заполнено воздухом, но такой воздух
как ни один человек не мог вынести ни минуты.Неустанно тонкий ручей
воды и воздуха косо скользили по внешней поверхности кварца. я
начал откручивать гигантский барашковый болт в центре двери и после
первые несколько оборотов раздалось странное высокое пение, затем легкий туман, пар
-подобные по консистенции, выстрелили, игла пара, затем еще и еще.
Это предупредило меня, что я должен был почувствовать, когда смотрел в окно
что содержимое батисферы находится под огромным давлением. Я очистил
палуба перед дверью всех, персонала и экипажа.Одно движение
фотоаппарат был размещен на верхней палубе, а второй — близко, но
хорошо в одну сторону от батисферы. Осторожно, мало-помалу, двое из нас
повернул латунные ручки, пропитанные спреем, и я слушал, как высокие,
музыкальный тон нетерпеливых ограниченных элементов постепенно спускался по шкале,
четверть тона или меньше при каждом небольшом повороте. Осознавая, что может случиться; мы
откинулся как можно дальше от линии огня.
Вдруг без малейшего предупреждения болт вырвался у нас из рук
и масса тяжелого металла разлетелась по палубе, как снаряд из ружья.Траектория была почти прямой, и латунный болт врезался в сталь.
лебедкой тридцать футов поперек палубы и срезал полдюймовой выемки, выдолбленной
более твердым металлом. Затем последовал твердый цилиндр с водой, который
через некоторое время ослабла до катаракты, хлынувшей из отверстия в двери,
немного воздуха смешалось с водой, похожей на горячий пар. Вместо того
стрельба сжатым воздухом через ледяную воду. Если бы я был на пути, я
был бы обезглавлен.»
Давление действительно велико.
Из: Half Mile Down Уильяма Биба, опубликованного Duell Sloan Pearch (нов. Йорк) 1951.
Существа, живущие на больших глубинах, не имеют воздуха в теле, таких как плавательные пузыри у рыб, обитающих на мелководье. Без воздух в их телах, проблема давления решена. Рыба, краб, осьминог, черви, блюдца и моллюски — вот лишь некоторые из существ, обитающих в глубинах океанов.
Когда человек попадает в мир воды, он сталкивается с рядом проблем. В средний аквалангист становится недееспособным на глубине 250 футов. Это далеко от глубины 11 500 футов, на которой были обнаружены глубоководные рыбы.
Аквалангистам для выживания нужен кислород. Кислород составляет 21% воздуха, который мы дышать. Около 78% воздуха, которым мы дышим, составляет газообразный азот. Азот относительно инертный; он более или менее химически неактивен. Кислород и азот переносится в кровоток.На уровне моря азот представляет не проблема для человека. Но что происходит с этими газами, когда мы спускаемся в океанские глубины.
Повышенное давление позволяет большему количеству кислорода и большему количеству азота растворяться в кровь. На высоте около 100 футов давление вызовет достаточное количество азота. растворяются в крови, и азот становится опасным. Азотный наркоз возникает из-за того, что слишком много азота попадает в кровоток. Так и будет в конечном итоге приведет к ступору и сну, а не в хорошем состоянии на 100 футов ниже поверхность.Перед стадией ступора у дайверов закружится голова, их способность принимать даже простые мыслительные решения (например, сказать время) сокращается. Иногда они решают, что им больше не нужно дышать через мундштук. В точные симптомы и глубина проявления симптомов различаются в зависимости от индивидуально и с каждым погружением. Дайвинг ниже 100 футов требует особых навыков. и это опасно. Возвращение на поверхность снижает содержание азота и уменьшает симптомы.
Если одна атмосфера равна примерно 14.Давление 6 фунтов на квадратный дюйм, и давление увеличивается на 1 атмосферу на каждые 10 метров глубины. Как из-за множества атмосфер азот попадает в кровоток на расстоянии 30 метров. (около 100 футов) и 75 метров (около 250 футов)?
Дайверы, ограничивающие время и глубину погружений, могут избегать азота. наркоз. Выход на поверхность поэтапно с паузой на каждом этапе позволяет азот диффундировать из крови.
«Давление» адаптировано из «Проекта моря» Джима Колба.
Вернуться к учебным материалам NeMO
Водяной барометр | IOPSpark
Атмосферное давление
Свойства материи
Водяной барометр
Практическая деятельность для 14-16
Демонстрация
Барометр высотой более 10 м очень запоминается.
Аппаратура и материалы
- Длина прозрачной трубки (ПВХ или другой пластик), 12 м
- Ковш
- Вакуумный насос
- Сифон (для предотвращения засасывания воды
в вакуумный насос) - Пищевой краситель (ДОПОЛНИТЕЛЬНО)
Примечания по охране труда и технике безопасности
Для предотвращения засасывания воды
в вакуумный насос следует использовать ловушку.
Прочтите наше стандартное руководство по охране труда
Воду нужно раскрасить, иначе очень сложно увидеть, где заканчивается водяной столб.
Процедура
- Найдите высокий (10 м и более) учебный блок.
- Прикрепите прозрачную пластиковую трубку подходящей длины (12 м) к вертикальной стене. Промаркируйте трубку цветными лентами с интервалом 0,5 м.
- Опустите нижний конец трубки в ведро с водой.Подсоедините верхний конец к вакуумному насосу (желательно с открытым газобалластным клапаном) с ловушкой.
- Осторожно откачайте воздух.
- Альтернативный способ — заполнить полиэтиленовую трубку водой и закрыть ее концы. Затем один конец трубы поднимается на высоту более 10 м и закрепляется, а нижний конец фиксируется в ведре под поверхностью воды. Затем открывается нижний конец трубки. Уровень воды установится на высоте, равной атмосферному давлению, измеренному в метрах водяного столба.
Учебные заметки
- Представляем идею водяного барометра:
- «Предположим, что у нас не было воздуха вокруг нас, а вместо него была ртуть, насколько высоко эта ртутная атмосфера простиралась бы от земли до верхних слоев атмосферы, если бы она создавала такое же давление, которое мы чувствуем здесь? Какую глубину ртути будет иметь такое же давление — 76 см, такую же высоту, как ртутный барометр ».
- «Насколько высока должна быть водная атмосфера? Ртуть — 13.В 5 раз плотнее воды, поэтому водная атмосфера должна быть 13,5 x 76 см, примерно 10 м ».
- На этом этапе покажите водяной барометр.
- Расширяя идею определения высоты атмосферы:
- «А как насчет атмосферы воздуха, если предположить, что воздух не меняет своей плотности на больших высотах и над ним больше ничего нет?»
- «Ртуть имеет плотность 13 600 г / литр, а воздух — 1,2 г / литр.Это означает, что ртуть примерно в 11 300 раз плотнее воздуха, поэтому высота воздушной атмосферы будет 76 x 11 300 см или около 8 500 м ».
- «Однако настоящая атмосфера становится все тоньше и тоньше, и поэтому она будет больше, чем эта. Гора Эверест имеет высоту более 8 300 м, а атмосфера там разреженная — поэтому альпинистам необходимо переносить кислород».
- Вода будет испаряться / закипать в верхней части водяного столба, потому что над ней находится вакуум.Этот водяной пар понижает уровень воды в водяном барометре. Вот почему ртуть используется в барометре: давление ее паров низкое и мало испаряется в вакуум. (Водяной барометр также очень громоздкий из-за своей высоты.)
Этот эксперимент был проверен на безопасность в июле 2007 г.
3.5 Руководство по составлению проектов | NWCG
При отборе воды из пруда или ручья важно знать разницу в высоте между насосом и источником воды.При откачке воды воздух при атмосферном давлении удаляется из шланга, создавая вакуум (отрицательное давление) в камере насоса. Атмосферное давление (вес воздуха) на поверхности воды заставляет воду подниматься по всасывающему шлангу к насосу.
Максимальная высота, на которую двигатель или насос может поднимать воду, определяется атмосферным давлением. На уровне моря атмосфера оказывает среднее давление 14,7 фунтов на квадратный дюйм (psi). Атмосферное давление будет меняться в зависимости от погоды.Тем не менее, эти изменения имеют тенденцию замедляться, так что среднее давление будет стремиться вернуться к 14,7 фунтам на квадратный дюйм. Вот почему безопасно использовать это значение 14,7 фунтов на квадратный дюйм в качестве константы для расчетов.
Пример 1. Какую максимальную высоту воды может выдержать давление 14,7 фунтов на квадратный дюйм?
Шаг 1. Найдите соответствующее преобразование в таблице 3.1.
1 фунт / кв. Дюйм = 2,304 фута
Шаг 2. Настройте таблицу отмены так, чтобы все единицы, кроме желаемой единицы, футов, отменяли, для расчета подъемной силы, создаваемой 14.7 фунтов на квадратный дюйм.
Атмосферное давление может выдержать столб воды высотой 33,9 фута.
Если бы насос мог создавать идеальный вакуум, максимальная высота, на которую он мог бы поднимать воду на уровне моря, составляла бы 33,9 фута, как показано в Примере 1. Это число представляет собой максимальный теоретический подъем, но на практике насос не построен. может произвести идеальный вакуум. Пожарная машина в довольно хорошем состоянии может поднять воду на две трети теоретической подъемной силы, 2/3 × 33.9 = 22,5 футов. Эта высота называется максимально достижимым подъемом . С увеличением высоты над уровнем моря атмосферное давление снижается, тем самым уменьшая расстояние по вертикали от источника воды, где можно эффективно выполнять рисование.
ЭФФЕКТЫ ПОДЪЕМА
На каждые 1000 футов изменения высоты происходит потеря на 1 фут всасывания или подъема и снижение атмосферного давления на 0,5 фунта на квадратный дюйм.
Пример 2 — Двигатель может поднимать воду 22.5 футов на уровне моря. Этот же двигатель приводится в действие для пожара на высоте 2000 футов над уровнем моря. Какую подъемную силу может производить двигатель на этой высоте?
Шаг 1. Используйте преобразование, данное для изменения высоты. Потеря на 1 фут = изменение высоты на 1000 футов
Шаг 2. Настройте таблицу отмены так, чтобы все единицы отменяли, кроме желаемой единицы, футов, для расчета потери подъемной силы для высоты 2000 футов. (См. Раздел 2.1, чтобы просмотреть отмены единиц, если это необходимо.)
Шаг 3.Вычтите полученное значение из количества футов, которые можно поднять на уровне моря. 22,5 футов — 2 фута = 20,5 футов
Этот насос может поднимать 20,5 футов воды на высоту 2000 футов.
Пример 3 — Ларри находится на высоте 16 футов над своим источником воды на высоте 4000 футов. Сможет ли Ларри черпать воду?
Шаг 1. Найдите соответствующее преобразование / оценку в таблице 3.1, чтобы рассчитать уменьшение возможного подъема. На уровне моря достижимый подъемник — 22.5 футов.
Шаг 2. Настройте таблицу отмены так, чтобы все единицы отменялись, за исключением желаемой единицы, футов (потери), для расчета потери подъемной силы. Из-за подъема устойчивый подъем уменьшается на:
Увеличение высоты на 1000 футов = потеря на 1 фут
Шаг 3. Рассчитайте скорректированную достижимую подъемную силу. Максимально достижимый подъем теперь будет: достижимый подъем — уменьшение из-за подъема = скорректированный достижимый подъем 22,5 футов — 4 фута = 18,5 футов
Шаг 4.Определите, возможно ли еще редактирование. достижимая высота подъема = 18,5 футов, так что Ларри все еще сможет нагнетать воду на расстояние до 18,5 футов по вертикали. Он желает поднять высоту не менее 16 футов.
18,5 — 16 футов = 2,5 фута над текущим местоположением Ларри.
Да, Ларри может подниматься на 16 футов над своим источником воды.
Перевести атм в водяной столб [сантиметр]
›› Перевести атмосферный [стандарт] в водяной столб [сантиметр]
Пожалуйста, включите Javascript для использования
конвертер величин.
Обратите внимание, что вы можете отключить большинство объявлений здесь:
https://www.convertunits.com/contact/remove-some-ads.php
›› Дополнительная информация от конвертера величин
Сколько атм в 1 водяном столбе [сантиметре]?
Ответ: 0,00096784110535406.
Мы предполагаем, что вы переводите между атмосфер [стандарт] и водяного столба [сантиметр] .
Вы можете просмотреть более подробную информацию о каждой единице измерения:
атм или
водяной столб [сантиметр]
Производная единица СИ для давления — паскаль.
1 паскаль равен 9,8692326671601E-6 атм, или 0,010197162129779 водяного столба [сантиметр].
Обратите внимание, что могут возникать ошибки округления, поэтому всегда проверяйте результаты.
Используйте эту страницу, чтобы узнать, как выполнить преобразование между атмосферой и водяным столбом.
Введите свои числа в форму для преобразования единиц!
›› Таблица преобразования атм в водяной столб [сантиметр]
1 атм водяного столба [сантиметр] = 1033,22745 водяного столба [сантиметр]
2 атм до водяного столба [сантиметр] = 2066.45491 водяной столб [сантиметр]
3 атм в водяном столбе [сантиметр] = 3099,68236 водяного столба [сантиметр]
4 атм в водяном столбе [сантиметр] = 4132, водяного столба [сантиметр]
5 атм. Водяного столба [сантиметр] = 5166,13726 водяного столба [сантиметр]
6 атм. Водяного столба [сантиметр] = 6199,36472 водяного столба [сантиметр]
7 атм до водяного столба [сантиметр] = 7232,59217 водяного столба [сантиметр]
8 атм в водяном столбе [сантиметр] = 8265.81962 водяной столб [сантиметр]
9 атм до [сантиметра] водяного столба = 9299,04708 водяного столба [сантиметр]
10 атм водяного столба [сантиметр] = 10332,27453 водяного столба [сантиметр]
›› Хотите другие юниты?
Вы можете произвести обратное преобразование единиц измерения из водяной столб [сантиметр] в атм, или введите любые две единицы ниже:
›› Обычные преобразования давления
атм на сантиметр ртутного столба
атм на миллиторр
атм на сантиметр водяного столба
атм на дюйм водяного столба
атм на миллиметр водяного столба
атм на тонну / квадратный дюйм
атм на торр
атм на миллибар
атм на центитор
атм до кипа / квадратный дюйм
›› Определение: атмосфера
Стандартная атмосфера (символ: атм) — это единица измерения давления, определяемая как 101325 Па (1.01325 бар). Иногда его используют как эталонное или стандартное давление. Это примерно равно атмосферному давлению Земли на уровне моря.
›› Метрические преобразования и др.
ConvertUnits.com предоставляет онлайн калькулятор преобразования для всех типов единиц измерения. Вы также можете найти метрические таблицы преобразования для единиц СИ. в виде английских единиц, валюты и других данных. Введите единицу символы, сокращения или полные названия единиц длины, площадь, масса, давление и другие типы.Примеры включают мм, дюйм, 100 кг, жидкая унция США, 6 футов 3 дюйма, 10 стоун 4, кубический см, метры в квадрате, граммы, моль, футы в секунду и многое другое!
.