Физика · конспекты ★0
Физика › 7 класс › Давление твёрдых тел, жидкостей и газов

Тема 38Манометры. Поршневой жидкостный насос

★★★
Термины темы — найди их в тексте:Манометрманометрамитрубкаатмосферному давлениюНасос с воздушной камерой

Давление в шинах, трубах, баллонах измеряют манометрами («манос» — редкий, неплотный).

Определение

Манометр — прибор для измерения давления жидкостей и газов, большего или меньшего атмосферного.

Открытый жидкостный манометр

Это U-образная трубка с подкрашенной водой, одно колено которой соединено с коробочкой, затянутой плёнкой. Нажмём на плёнку — давление в левом колене повысится, жидкость в нём опустится, а в правом поднимется.

Нажимаем на плёнку — жидкость в коленах манометра расходится
Нажимаем на плёнку — жидкость в коленах манометра расходится Иллюстрация: light-fizika.ru

Опускаем коробочку в воду — чем глубже, тем больше разность уровней. Поворачиваем плёнку на одной глубине — разность не меняется: давление одинаково во все стороны.

Чем глубже коробочка, тем больше разность уровней
Чем глубже коробочка, тем больше разность уровней Иллюстрация: light-fizika.ru
Жидкостный манометр

Разность уровней жидкости в коленах тем больше, чем больше измеряемое давление отличается от атмосферного.

Металлический манометр

Его главная часть — изогнутая трубка, один конец которой запаян и связан со стрелкой. В другой конец подают газ или жидкость. Давление распрямляет трубку, и стрелка поворачивается. Такие манометры стоят на котлах, баллонах, насосах.

Металлические манометры: снаружи и внутри
Металлические манометры: снаружи и внутри Иллюстрация: light-fizika.ru

Поршневой жидкостный насос

Насос поднимает воду благодаря атмосферному давлению. В цилиндре движется поршень с клапаном, внизу — ещё один клапан.

  1. Поршень идёт вверх — под ним давление меньше атмосферного, нижний клапан открывается, и атмосфера вталкивает воду в цилиндр.
  2. Поршень идёт вниз — нижний клапан закрывается, вода проходит через клапан в поршне наверх.
  3. Поршень снова поднимается — вода над ним выливается через трубку, а снизу набирается новая.
Работа поршневого насоса: ход поршня вверх и внизРабота поршневого насоса: ход поршня вверх и вниз
Работа поршневого насоса: ход поршня вверх и вниз Иллюстрация: light-fizika.ru
Запомни

Обычный поршневой насос поднимает воду не выше 10 м: выше атмосфера воду не вытолкнет (вспомните опыт Торричелли с водой).

Насос с воздушной камерой подаёт воду под давлением, большим атмосферного, — непрерывной струёй и на большую высоту.

Поршневой насос с воздушной камерой
Поршневой насос с воздушной камерой Иллюстрация: light-fizika.ru
Образ для запоминания

Манометр — «весы для давления»: давит больше — жидкость в коленах «перекашивает» сильнее. Насос — «помощник атмосферы»: поршень освобождает место, а атмосфера заталкивает туда воду.

⚗ Мини-опыт

Опускайте коробочку манометра глубже и поворачивайте плёнку. Как меняется разность уровней в трубке? Зависит ли она от поворота?

? Проверь себя

Ответь, не подглядывая в конспект: вспоминать — лучший способ запомнить.

1Что показывает разность уровней в жидкостном манометре?
Чем больше разница давлений, тем больше разность уровней.
2Почему вода поднимается за поршнем насоса?
Под поршнем давление меньше атмосферного.
3На какую наибольшую высоту обычный поршневой насос поднимет воду?
Атмосфера уравновешивает столб воды около 10 м.

✎ Задачи

А Уровень А по образцу: одна формула, один шаг

  1. Что такое манометр?

    Ответ

    Прибор для измерения давления жидкостей и газов.

    Как получилось?
  2. Как устроен открытый жидкостный манометр?

    Ответ

    U-образная трубка с жидкостью, одно колено соединено с коробочкой, затянутой плёнкой.

    Как получилось?
  3. Что распрямляется внутри металлического манометра?

    Ответ

    Изогнутая трубка, связанная со стрелкой.

    Как получилось?
  4. Где используют металлические манометры?

    Ответ

    Например, на газовых баллонах, котлах, насосах, для шин.

    Как получилось?
  5. Сколько клапанов у простого поршневого насоса?

    Ответ

    Два: в поршне и внизу цилиндра.

    Как получилось?

Б Уровень Б сам: несколько шагов, перевод единиц

  1. В жидкостном манометре с водой разность уровней 5 см. На сколько паскалей давление в коробочке больше атмосферного?

    Ответ

    Δp=ρgh=1000⋅10⋅0,05=500\Delta p=\rho gh=1000\cdot10\cdot0{,}05=500 Па.

    Как получилось?
  2. Почему в колодце глубиной 15 м нельзя поднять воду поршневым насосом, стоящим наверху?

    Ответ

    Атмосферное давление может поднять воду только примерно на 10 м.

    Как получилось?
  3. Коробочку манометра опустили на глубину 20 см в воду. Какой будет разность уровней воды в манометре?

    Ответ

    20 см: давление на глубине ρgh\rho gh уравновешивается столбом той же жидкости той же высоты.

    Как получилось?

↻ Закрепи

Карточки терминов

Нажми на карточку — она перевернётся. «Знаю» — карточка вернётся на повторение позже (через сутки, неделю, месяц), «Повторить» — скоро снова.

Манометр
Прибор для измерения давления жидкостей и газов.
Поршневой насос
Воду в цилиндр вталкивает атмосферное давление; поднимает не выше ≈ 10 м.

Экспресс-карта

Возьми лист и за 3 минуты нарисуй по памяти карту темы: в центре — тема, ветви — главные идеи, на ветвях — термины. Потом сравни.