Физика для любознательных. Том 1. Материя. Движение. Сила (Роджерс) - страница 105
Для измерения давлений часто используют заполненные жидкостью U-образные трубки, которые не обязательно должны иметь колена одинакового размера. Их действие основано на только что выведенной формуле
РАЗНОСТЬ ДАВЛЕНИЙ = h∙d.
Например, надо измерить давление р, которое создается дыханием человека (фиг. 89).
Фиг. 89.Измерение давления.
Итак, давление в точке М равно р. Давление в точке N, противоположной М, также равно р (чтобы убедиться в этом, можно проследить переход от точки М вниз до дна, затем поперек соединительного колена и потом вверх к точке N). В точке L давление равно атмосферному, А. Но
(ДАВЛЕНИЕ В N) = (ДАВЛЕНИЕ В L) + (h∙d);
т. е.
ДАВЛЕНИЕ p = A + h∙d.
Единицы давления
С помощью формулы p = h∙d получают разность давлений в «инженерных единицах», например в кг/м>2. (Строго говоря, применяемую здесь единицу силы надо называть килограмм∙сила.)
Умножив полученную величину на ускорение силы тяжести g (9,8 ньютон 1 кг), найдем давление в «абсолютных» единицах, например в ньютон/м>2.
Иногда давление выражают в виде высоты столба жидкости, например в сантиметрах водяного столба, подобно тому как расстояние в горах можно выражать в часах (подъема).
Иногда давление выражают в атмосферах, используя в качестве стандарта среднее значение атмосферного давления.
Опыт 5(а). Простые измерения давления. Перечисленные ниже измерения производятся с помощью U-образных трубок с жидкостью.
Трудно с достаточной точностью непосредственно отсчитать разность между уровнями в обоих коленах. Значительно лучше определять высоту от основания прибора до каждого из уровней по отдельности. Под действием поверхностного натяжения поверхность жидкости в каждой трубке образует искривленный мениск. Так как необходимо найти разность уровней, то в обоих коленах следует производить измерения от одной и той же части мениска. Обычно предпочитают использовать для измерения дно мениска; при этом глаз наблюдателя должен находиться на уровне мениска. (Нужно ли измерять также начальные уровни до приложения давления? Почему?)
1) Измерьте избыток давления в ваших легких над атмосферным давлением в сантиметрах водяного столба. Затем вычислите давление в легких в кг/см>2. Так как величину атмосферного давления вы еще не знаете, обозначьте ее буквой А и просто записывайте +А там где это необходимо.
2) Если вам угодно, измерьте также минимальное давление в легких, всасывая воздух в себя.
3) Измерьте избыток давления в ваших легких над атмосферным давлением в метрах ртутного столба.
Затем давление в легких вычислите в единицах: а) кГ/мг