ПРАКТИЧНА РОБОТА 1-1
.docxПРАКТИЧНА РОБОТА №1
ТЕМА: ВИДИ ГІДРОСТАТИЧНОГО ТИСКУ
МЕТА РОБОТИ
Навчитися підраховувати повний та надлишковий тиски в будь-якій точці рідини, переводити одиниці вимірювання тиску у систему СІ. Отримати практичні навики у рішенні задач.
2. ХІД ВИКОНАННЯ РОБОТИ
Задача №1
|
Висота стовпа води у п’єзометрі над поверхнею рідини в закритому сосуді складає h. Визначити повний та надлишковий тиск на поверхні рідини у судині (рис. 1.1). Вихідні данні надані у таблиці 1.1. Таблиця 1.1
|
Рис.1.1Приклад виконання задачі №1
Дано: h=40см=0,4м рo=1ат=105Па р-? Рнад-?
|
Розв’язання: До бака приєднаний п’єзометр, який показує , що надлишковий тиск на поверхні рідини у баці у м.вод.ст. дорівнює h. Надлишковий тиск повітря у цьому разі дорівнює ваговому тиску цього стовпа рідини: |
рнад=ρ·g·h=103·10·0,4=4000 Па=4 кПа
де ρ =1000 кг/м3 – щільність води;
g=9,81
м/с2
10
м/с2–
прискорення
вільного падіння.
Повний тиск на поверхні рідни дорівнює:
р=рат+рнад=105+4·103=1,04·105Па
Відповідь: надлишковий тиск складає 40 кПа, повний тиск складає 1,04·105 Па.
Задача №2
Р |
Визначити висоту на яку підніметься вода у вакуумметрі h, якщо відомий повний тиск повітря у балоні р. Чому дорівнює вакууметричний тиск рвак в балоні (рис.1.2). Вихідні данні наведені у таблиці 1.2. Таблиця 1.2
|
ис.
1.2
Приклад виконання задачі №2
Дано: р=0,95Ат=0,95∙105Па ро=105Па h-? рвак-? |
Розв’язання: Повний тиск повітря у баці заданий за умовою й дорівнює сумі атмосферного тиску та надлишкового
р=рат+рнад
Визначимо надлишковий тиск повітря: |
рнад=р-рат=0,95∙105 – 1∙105= - 0,05∙105Па (0,05Ат)
Знак мінус говоре про те , що у баці вакуум.
рвак=0,05∙105Па
Складаємо рівняння рівноваги для площини 0-0:
ро=р+
Звідки:
м
Відповідь: вода в вакуумметрі підніметься на висоту 0,5м, а величина вакууму у балоні дорівнює 0,05∙105Па.
Задача №3
Рис.1.3 |
Чому буде дорівнювати висота ртутного стовпа в манометрі h2, якщо відомі надлишковий тиск нафти в балоні рнадл А та висота стовпа нафти h1. Щільність нафти складає 800 кг/м3. Щільність ртуті 13.6 103 кг/м3 (рис.1.3). Вихідні данні наведені у таблиці 1.3. Таблиця 1.3
|
Приклад виконання задачі №3
Дано: Рнад=0,5ат=0,5∙105Па h1=50см=0,5м р0=105Па ρ рт=13,6·103кг/м3 ρнафти=800 кг/м3 h2 - ?
|
Розв’язання: Проводимо поверхню рівного тиску крізь поверхню розділу між ртуттю та нафтою, тому р1=р2 рнадА+ ρнафти· g·h1= рнад1 рнадА+ ρнафти· g·h1= ρрт· g·h2
З отриманого рівняння рівноваги визначимо h2 : |
Відповідь: стовпчик ртуті у манометрі підніметься на висоту h2=0,42м, тому що у баці А тиск більше атмосферного.
Задача №4
Р |
Визначити повний та надлишковий тиск в точці А трубопроводу, якщо відома висота стовпа ртуті в манометрі h2. Центр трубопроводу розташований нижче лінії розподілу води та ртуті на висоту h1 (рис.1.4). Вихідні данні наведені у таблиці 1.4.
|
ис.
1.4
Приклад виконання задачі №4
Дано h1=0,5м h2=0,55м р0=рат=105Па рнад-? |
Розв’язання: За основним законом гідростатики:
рА=ро+ |
+
=
ро+
+
де рА – повний тиск у точці А;
γH2O, γрт – питома вага води та ртуті відповідно;
р0 – тиск повітря на вільну поверхню ртуті у ртутному манометрі;
рв1 = - надлишковий тиск від ваги води висотою h1;
рв2= - надлишковий тиск від ваги ртуті;
ρН2О=1000кг/м3 – щільність води;
ρрт=13600 кг/м3 – щільність ртуті;
g=9,81 м/с2 10 м/с2– прискорення вільного падіння.
ра=105+1000∙10∙0,5+13600∙10∙0,55=1,8∙105Па
Надлишковий тиск представляє собою різницю повного тиску й атмосферного
рнадА=рА-рАт
рнадА=1,8∙105-1∙105=0,8∙105Па
Відповідь: повний тиск складає 1,8∙105Па, надлишковий тиск складає 0,8∙105Па.
Задача №5
|
Визначити чому дорівнює від’ємність тисків в точках А і В двох трубопроводів, заповнених водою, якщо відома висота стовба ртуті в диференціальному манометрі дорівнює h (рис.1.5). Вихідні данні наведені у таблиці 1.5. Таблиця 1.5
|
Приклад виконання задачі №5
Дано h=70см=0,7м ρ рт=13,6·103кг/м3 ρ Н2О=103кг/м3
|
Розв’язання: Формула для знаходження різниці тисків у двох точках за допомогою диференціального манометра має вигляд:
|
- ?
Відповідь: різниця тисків у двох точках трубопроводу дорівнює 8,82∙104Па.
Задача №6
Визначити на якій висоті z встановиться рівень ртуті в манометрі якщо відомий надлишковий тиск води в трубопроводі у точці А рнадлА, та показання манометра h. Система знаходиться у рівновазі (рис.1.6). Вихідні данні наведені у табл. 1.6.
Таблиця
1.6.
Варіант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
рнад, ат |
0,20 |
0,23 |
0,28 |
0,34 |
0,3 |
0,35 |
0,42 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
h ,см |
10 |
12 |
15 |
18 |
20 |
25 |
23 |
27 |
30 |
32 |
Задача розв’язується аналогічно задачі №4. Необхідно вивести з рівняння висоту z.
Рис. 1.6.
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ
Як записується основне рівняння гідростатики?
Перерахуйте види гідростатичного тиску та наведіть формули до кожного з них.
Перерахуйте одиниці вимірювання тиску.
Який тиск показує манометр?
Які прилади для вимірювання тиску вам відомі?