Урок 58 (осн). Манометры

0:11 Сегодняшний урок мы посвятим устройствам, которые называются манометры, тема урока. Манометры. Домашнее задание у вас уже записано на прошлом уроке, она остается таким же. Начнем с того, что вы хорошо уже, я надеюсь, усвоили сообщающихся сосудов. Представьте себе, что у вас есть сообщающиеся сосуды в виде у образной трубки вот такие.

0:57 Куобразная трубка. И нальем жидкость в эту трубку. Неважно какая то жидкость, это может быть вода, это может быть ртуть, это может быть масло. Сейчас у нас поверхности жидкости свободны. Жидкость тут однородна. Мы знаем закон сообщающихся сосудов, кто то может вспомнить, пожалуйста, Саша. Если в сообщающиеся сосуды налить жидкость с 1 плотностью, то. Высота в этой жидкости. Это не совсем так, это почти все ты правильно сказал, но упустил 1 важное слово.

1:54 Нет, нет, нет, пожалуйста. Нет, нет, нет, нет, нет опущен важный факт, который сейчас будет ключевым. Свободные поверхности однородной жидкости в сообщающихся сосудах устанавливаются на 1 высоте, сейчас у нас поверхности свободные. С этой стороны предположим, что у нас вся эта система находится в атмосфере, так реальная жизнь здесь действует атмосферное давление, здесь действует атмосферное давление. Но кроме этого ничего не действует, поэтому можем считать эти поверхности свободными. А теперь мы с вами 1 из этих поверхностей сделаем несвободной, соединим эту.

2:38 Трубку правое колено соединим, с каким то сосудом. В котором находится газ? И давление этого газа пусть будет П. А с этой стороны давление по прежнему атмосферное. П атмосферное пусть п не будет равняться п атмосферному, а, например, будет больше, чем п атмосферная, пусть. Давление вот в этом сосуде больше, чем п атмосферные, как поведут себя уровни жидкости в этих сосудах Никита в левом колене. Приподнимется так жидкость, спасибо. Садись, пожалуйста, жидкость в левом колене приподнимется.

3:37 А что будет в правом колене, она настолько же опустится? Почему настолько же потому, что площадь поперечного сечения у этой части нашего Манон уже проговорился, да? У этой части наших сообщающихся сосудов площадь одинаковая, и так насколько поднимется в левом колене, настолько опустится жидкость в правом колене, а теперь. Давайте попробуем разобраться, на насколько же изменятся эти уровни. Давайте поступим следующим образом, найдем вот эту разницу, обозначим вот эту разницу высот.

4:19 Дельта Аш, это разница высот жидкости в левом и в правом коленах наших сообщающихся сосудах. И будем рассуждать так, как мы всегда рассуждали, когда обсуждали сообщающиеся сосуды, поместим здесь. Мысленно перегородочку невидимую она находится в равновесии. Ее никуда не толкает ни влево, ни вправо. Значит, давление слева и справа 1 и тоже? А теперь начинаем подниматься, подниматься. Поднялись вот до сих пор давление слева и справа уменьшилось, но она уменьшилась, но она уменьшилась на 1 и ту же высоту, потому что и слева, и справа. 1 И та же жидкостью не 1 и та же плотность, то. Есть вот в этой точке давление уменьшилось настолько же, насколько оно уменьшилось вот в этой точке по сравнению с нижней частью сообщающихся сосудов. Поэтому мы можем с вами написать вот здесь п 1.

5:17 Здесь п 2 и записать условия равновесия, условия равновесия. П 1 равняется п 2 давление в точке 1 и в точке 2 одинаковые. А теперь посмотрим, что из себя представляет собой давление п 2 начнем с него. Это проще, что здесь происходит газ, давление которого п просто давит на эту поверхность жидкости. Значит, здесь жидкость ушла вниз, но тут. Давление у нас такое же, как в этом сосуде, давление передается сюда, поэтому мы можем написать п 2 это давление вот в этом сосуде, а п 1. Смотрите, на эту поверхность жидкости давит атмосфера. Значит, здесь давление атмосферное, а здесь давление будет больше или меньше, или такое же.

6:19 Такой же, как в правой, да, а вот по сравнению с атмосферным давлением оно будет больше меньше или такое же, Саша. Не поэтому. Складываются какие давления? Давление обусловлено во 1 давлением вот этого столба жидкости высотой дельта. Аж совершенно верно, Артем, но ведь еще сверху действует атмосферное давление, значит, по закону Паскаля. Давление атмосферы передается сюда без изменений, поэтому мы можем написать, что п 1 давление вот в этой точке равняется п атмосферному + роже. Аш Ро, это плотность жидкости.

7:10 Дельтаж, да правильно спасибо, у нас как раз высота обозначена дельташ. Замечательно, здесь у нас жидкость плотностью разность уровней жидкости. Дельта Аш, вот а теперь подставим эти 2 величины в эти 2 давления и п. 1 В условии равновесия сюда у нас получается.

7:32 П 1 п атмосферная + роже. На Дельта Аш с 1 стороны равняется п просто с другой стороны. Что это такое, что это нам дает это выражение? Посмотрите, что мы знаем, а что мы не знаем. Вы атмосферная, мы в принципе можем знать так плотной жидкости, которая находится в сообщающихся сосудах, мы знаем и заливаем определенную жидкость. Ускорение свободного падения мы знаем, а дельтаж мы сейчас будем измерять, снабдив эту трубку шкалой. Давайте сделаем так вот здесь поместим 0 там, где были у нас уровни жидкости, когда они были свободными, эти поверхности 0 0 здесь. Напишем, например, 10 здесь напишем 10 здесь на этом же уровне. 10 Ну, там сантиметров или каких то других единиц длины 10 снабдим вот этой шкалой. Тогда по этой линейке по этой и по этой можно определить дельтаж, значит, у нас появилась. Возможность измерять давление, точнее сравнивать давление с атмосферным. Смотрите, если мы сейчас немножко перепишем, это выражение у нас получится в п. ты, п. Атмосферное равняется ро ж на дельта Аш, то есть, пользуясь вот такой системой.

9:15 Мы можем сравнивать давление с атмосферным чем больше разность уровней жидкости. Вот в этих коленах, тем больше разница, давление в этом сосуде и атмосферное давление, то есть у нас. Получился прибор, который называется манометр и предназначен он для измерения разности давления в сосуде и атмосферного давления. Запишем манометр, это прибор манометр, это прибор.

9:52 Измеряющий разность, давление в сосуде и атмосферного давления, прибор, измеряющий разность давления в сосуде и атмосферного давления.

10:13 Разность давления в сосуде и атмосферного давления. Записали, поскольку здесь используется жидкость, то такой манометр носит название жидкостный манометр. Давайте сверху и напишем жидкостный. Манометр. Жидкостный манометр, давайте посмотрим, как он устроен в действительности. Кстати, вы уже можете ответить на вопрос, который очень любят задавать на разных вступительных экзаменах? Спрашивают, как между барометром и манометром, что Саша скажет. Измеряет разницу в не сильное давление и давление.

11:02 Совершенно верно, барометр измеряет само давление, а манометр измеряет разницу давлений. Кстати, бывают манометры, которые не обязательно измеряют разницу между атмосферным давлением и давлением в сосуде, если С. Этой стороны будет какой то другое давление, то это другое давление. Мы можем вместо атмосферного подставить, и тогда мы можем сказать, что манометр измеряет разность давлений, не обязательно атмосферно и так.

11:30 Вот жидкостный манометр, это видите сообщающиеся сосуды. Левая трубка сообщается с атмосферой, а правая с вот этой трубочкой давление, в которой. Мы будем сейчас с вами менять, чтобы вам было лучше видно. Я сейчас покажу вам крупнее, этот манометр разделим от ран, как это мы часто делали.

11:59 Вот таким образом. В левой части будет манометр крупно, а в правой части будет все остальное. Вот жидкость это просто вода, хотя, конечно, какая здесь жидкость определяет. Чувствительность этого манометра чем меньше плотность жидкости тем, что можно сказать о чувствительности прибора чем меньше плотной жидкости, тем меньшее изменение. Давления он сможет зарегистрировать, потому что при данном изменении давления. Если Ро, например, уменьшить в 2 раза, то в 2 раза увеличится дельтаж вот так обычно. Пользуются в лабораторных условиях ртутью, но мы будем с вами пользоваться водой. Каким образом можно сейчас на изменить здесь давление, но можно просто подуть?

12:55 Вот или же наоборот, я могу понизить давление, наоборот, немножко всасывая воздух. Но если это делать с какой то научной целью, то мы должны вот эту трубку поместить туда, где мы хотим измерить давление. Например, вы все знаете, что с глубиной давление в жидкости увеличивается. Вот сосуд с жидкостью, сейчас я буду в эту жидкость опускать этот шприц эту трубочку. Посмотрим, что будет, видите, чем глубже мы опускаем в жидкость трубку, тем больше давление.

13:40 Между прочим, проницательный слушатель может сказать, что глубина, на которую я по не погружаю этот шприц и разность высот. Вот здесь должна быть одинаково, если здесь и здесь одинаковая жидкость. Почему, я надеюсь, вы догадываетесь? Достоинства этого манометра это его просто так, но у него есть очень много недостатков. Представьте себе, что вам нужно измерить давление порядка атмосферного тогда разность уровней. Жидкости, если это вода, как мы сегодня на 1 уроке, уже с вами говорили порядка 10 м. Вам придется соорудить такое устройство размером в 10 м. Нужен специальный лабораторный порт для того. Чтобы измерять такие большие давления, кроме того, конечно, это устройство очень уязвимо. Кстати, видно, что если вы наклоняете сообщающиеся сосуды жидкости, все равно располагаются на 1. высоте это устройство очень уязвимо, но для того, чтобы можно было измерять большее давление, придумали другой манометр, который называется металлический. Сейчас мы познакомимся и с ним тоже.

14:53 2 Манометр, с которым мы познакомимся, называется металлический манометр. Металлический манометр. Есть ли у нас металлический манометр, есть? Более того, вы его видели, когда мы с вами начали только тему атмосферное давление проходить. Помните, мы под вакуумным колпаком откачивали шарик и там сбоку был такой вот металлический манометр, а сегодня мы. Познакомимся с принципами его действия и внутренним устройством. Но перед этим давайте вспомним про 1 игрушку. Есть такая игрушка, кажется, она называется. Уйди, уйди, которая устроена вот таким образом. Это резиновая лента в виде трубочки, которая свернута вот так.

16:06 Вот резиновая трубка, свернутая вот таким образом, что будет, если мы сюда подуем, то. Ярик, она распрямится, если я сюда подую, то она и станет вот такой. Нас сейчас не интересует звук, который при этом появляется, нас интересует изменение формы. Так вот, точно такой же принцип, как в этой игрушки, используется в металлических манометрах. Сейчас я его достаю, вот и посмотрите вот. Эта часть манометра это фактически кусочек вот этой игрушки. Вот сейчас мы воспроизведем внешний вид этого металлического манометра, а потом посмотрим на него крупным планом. Итак, посмотрите в этом металлическом манометре.

17:01 Вот будем вот прямо отсюда смотреть, тоже есть такая трубка. Только она завернута меньше, чем на 1 оборот вот. Эта трубка соединена с окружающей средой, с помощью вот этого шланга штуцера такого. Вот такая металлическая. Трубка плоская. Она с конца 1 заварена запаяна, а другой конец присоединен к тому месту, где мы хотим измерить давление. Металл это прочная штука, поэтому такое устройство довольно тугое и нужно довольно большое давление для того, чтобы заметно изменилась форма этого этой трубки. Теперь здесь у нас я рисую предельно упрощенно, а потом реальную реальное. Исполнение этого манометра я покажу вам на экране крупно. Значит, здесь у нас на тонкой оси будет стрелка. Смотрите, если я начну накачивать воздух вот сюда, что будет происходить с этой трубкой? Эта трубка немножечко распрямится.

18:19 Она примет вот такую форму. Такую форму если сюда привязать нитку, то за эту нитку потянет. Давайте эту нитку обмотаем вокруг этой оси и с этой стороны закрепим на пружинку. Эта пружинка будет натягивать нитку с 1 стороны. Потом она сделает вот такой оборот или несколько вокруг этой оси и присоединим ее сюда тогда, когда. Мы повышаем давление внутри, у нас распрямляется немножечко эта трубка. Она тянет за нитку, ось поворачивается, и если мы на эту ось насадим стрелку.

19:04 Против которой сделаем шкалу. 0 1 2 3 Я не знаю, какие здесь могут быть деления, они могут быть самые разные. Можно, например, в килопаскалях можно в мегапаскалях, часто используют так называемую техническую атмосферу. Техническая атмосфера, это 1 килограмм силы, то есть 10 ньютонов на квадратный сантиметр. Вот вы знаете, что масса измеряется в килограммах, но раньше существовала система, где существовал. Такой килограмм силы, килограмм силы, это сила, которую в земных условиях производит тело массой 1 килограмм на опору. То есть это вес 1 кг, это примерно 10 ньютонов, так вот оказывается. Что атмосферное давление, это примерно 1 килограмм силы на квадратный сантиметр. Его так и называют техническая атмосфера, и здесь можно написать в технических атмосферах, то есть вот ат.

20:08 Или атм? Смотрите, я нарисовал аж до 4 атмосферных давлений. Такой манометр может измерять, если мы сделаем жидкостный манометр, то в воду затянет, точнее выдавит на высоту больше 40. М, а этот манометр как раз тут написано. Килограмм силы на квадратный сантиметр способен измерять давление до 6 технических атмосфер. Давайте посмотрим, что же там внутри.

20:43 Снова даем крупный план. Введем в кадр этот манометр. Чуть чуть приподнимем камеру, чтобы лучше, чтобы лучше было видно. Чуть чуть не получилось, получилось больше, но ничего страшного. Так вот, смотрите вот. Вот этот край трубки через вот этот рычажок соединен с другим рычажком. Этот рычажок соединен с 3 рычажком, и тут целая система. Вот тут такая зубчатая передача, вот зубчики видны даже и когда мы будем перемещать.

21:29 Край вот сейчас видно, я перемещаю немножечко край этой трубки, то стрелка очень заметно смещается, и движение во много раз усиливается. И таким образом можно измерять довольно большие давление. То, что этот манометр способен измерять весьма приличное давление. Сейчас вы убедитесь на своем опыте. Единственное, что я хочу сказать, что такие манометры бывают до сотен атмосферных давлений, способны измерять. Есть где вся шкала на 1 техническую атмосферу, то есть на атмосферное давление. Есть манометры, которые позволяют измерять и сотни атмосферных давлений, например, на газовых баллонах со сжатым газом кислородом. Ацетиленом водородом, который используется, например, там строителями, там давление доходит до сотен атмосфер. Есть еще такие же манометры, которые способны измерять давление ниже атмосферного у них здесь, 0 а? С этой стороны, ты 1 вот как раз такой манометр. Мы с вами использовали, когда начинал только тему давления. Это манометры, которые измеряют разрежение ты. 1 Это значит, что здесь уже давление равно практически 0.

22:48 2 Крана соединяют этот манометр с окружающей средой. Вот сейчас мы 1 кран закроем. 2 Кран оставим открытым, так и теперь попробуем испытать этот манометр. Вы видели уже насос, который работает на разрежение? Этот насос нагнетательный, он и на разряжение может работать, но тем просто удобнее пользоваться. Сейчас этот насос включен на то, чтобы накачивать воздух, а не выкачивать. Я присоединяю этот шланг к штуцеру манометра металлического. Вот и попробуем, сколько атмосфер вы можете выкачать. Никита Новочлы, иди сюда, так тебе нужны будут 2 оруженосца. Почему нужно будет держать этот насос так?

23:41 Кого ты выбирай все давай? А ты сегодня был у доски, уже не хотел выходить, но был так. Значит, мальчики оруженосцы держат насос слева и справа? Так Никита крутит, а мы смотрим и переживаем. Сначала ему легко крутить, потому что давление небольшое, ух ты. Вот это да так, ну. Тогда я выступлю тогда, я выступлю в роли 3 оруженосца. Так буду держать, буду держать шланг, ну Никита силен, давай. 2 атмосферы. Теперь отсюда так, ну все хорошо, мальчики, садитесь.

24:32 Все, все девочки, итак, как вы видите, такой манометр способен измерять довольно большие давление. Они настолько большие, что срывает шланг, его надо было бы, конечно. Закрепить, но я просто знаю, чем это кончается. Я знаю, что соскакивает шланг так интереснее. Вот такие бывают манометры, бывают и другой конструкции манометры. Это не единственное, но нам достаточно этого. И в заключение этого урока я хотел бы показать вам еще кое. Какие опыты, которые не успел на предыдущем уроке показать связанные с атмосферным давлением? Причем это опыты, которые на самом деле не опыты, это просто практика нашей жизни.

25:23 Приц наш любимый аквариум, у кого дома есть рыбки в аквариуме? Вот у всех, почему у многих, да как вот как убрать. Андрей, как убрать воду из аквариума, не наклоняя аквариум, что Никита скажет? Иди сюда. Ты, я вижу, опытный аквариумист так, но мы не будем опустошать аквариум. Наша задача, что сделать наша задача. Вот отсюда воду вылить, я опускаю сюда. Шланг, а ты, Никита, сделай так, чтобы опустошить это. Так вот, наша крови все хорошо смотри, покажи, чтоб все видели, что вода вытекает. Кстати, вода будет вытекать, только если уровень выше, если уровень ниже. Она перестает течь, если выше она течет, ну поцыси еще раз.

26:29 Вот получилось шланг тонки, да вот так. Спасибо, садись, пожалуйста, это устройство. Так успокаиваемся, успокаиваемся, а то зрители будут думать, что у нас недисциплинированный класс, это устройство называется Сифон. И так в качестве бонуса к нашему сегодняшнему уроку расскажу вам об устройстве, которое называется Сифон. Си телефон. Итак, представим себе следующую ситуацию, у нас есть сосуд с водой. Или другой жидкостью? Мы в него опустили трубку.

27:29 Причем конец трубки, наружный конец трубки, расположен ниже, чем поверхность жидкости в сосуде, который мы хотим опустошить вот таким методом. Когда мы здесь с помощью рта опустоши создали пониженное давление, атмосферное давление, загнало в воду внутрь трубки. И что удивительно, дальше мы ничего не делаем, но вода сама поднимается вверх, а потом уже опускается вниз. Почему вода движется, почему она сама поднимается вверх? Ведь никакого насоса здесь нет, давайте разберемся, что происходит, поступим следующим образом.

28:24 Какое давление вот здесь! П равняется п атмосферный, почему потому, что здесь открытый конец трубки? Какое давление на жидкость производится тоже п атмосферное? Вот в этой точке давление такое же атмосферное. Вот здесь п 1 равняется п атмосферному вот здесь, внутри трубки, на уровне жидкости.

28:58 А теперь с этой стороны зайдем, поднимемся вот до этой высоты вдоль трубки. Снизу давление в п атмосферное, потому что нижний край трубки открыт, а здесь какое давление. Больше атмосферного равная атмосферному или меньше атмосфера, что думает Влад. Подожди, подожди, здесь вода давит сюда. И в результате здесь атмосферное давление, значит, атмосферное давление равно давлению здесь + давление вот этого. Столба жидкости меньше атмосферное здесь п. Допустим, тут п. 1 А тут п. 2 Оно равно п атмосферное, ты ро ж на Дельта Аш. Вот это Дельта аж разность высот.

29:51 Дельта Аш. Отсюда мы делаем вывод, что п 2 меньше п 1 п 2. Меньше п 1 и жидкость не находится в равновесии. Она начинает течь оттуда, где давление больше, туда, где давление меньше от точки, где давление п 1 к точке, где давление п 2 вот так. Поэтому этот сифон и работает, его используют аквариумист, его используют водители. Чтобы из Бака не боже ты машину переворачивать, чтобы вылить бензин из бака, засовывают туда трубку для? Того, чтобы бензин, прямо скажем, для здоровья не полезен для того, чтобы водители могли такие вещи делать. Да и для аквариумистов тоже есть такие устройства, здесь устраивается такая. Резиновая груша, с помощью которой можно создать разрежение. Вот такое устройство, которое называется Сифон и в заключении. Я хочу вам показать еще 1 интересную штуку, вот она, она называется.

30:54 Что значит маг по английски кружка Джастис, справедливость, кружка справедливости? Вот сейчас мы познакомимся с устройством, которые придумали греки, и она называется. Кружка справедливости, вот она перед тем, как ее показывать крупно. Давайте почитаем, что здесь написано и переведем на русский язык. Нам понадобится видео крупненько.

31:25 Так что так? Вот и крупно покажем, что здесь написано. Тут есть на немецком и. Поищем, где на английском? Сделаем покрупнее. На русском нет, мы хорошо знаем английский. Вы сходите на физику, на английском, так смотрим. Что тут написано Риссмак, символик энд инстрактив? Это кружка как символическая, так и поучительная. Ножа. Так как чтобы я получше видел, а вот так и Цимбала здесь это формуле ножа и так. Она. Она символизирует гармонию меру и необходимость равного распределения между людьми, и в то же самое время она учит нас воздержанию от излишеств и жадности.

32:55 Вот почему, когда мы хотим пить жидкость, нужно наливать до круговой линии на кружке и в. Контент Дисапирс, если жидкость перетекает, переполняет эту линию, тогда все содержание исчезает. Эта кружка была предложена Зевсом королю Миносу острова Крит для того, чтобы научить его, что за коррект рода. Фил Иквел. Учит, что правильный правитель должен заботиться, что законы, установленные для его подчиненных, должны быть основаны на гармони и на мире и.

34:04 Фил Иквел, значит, что все подчиненные должны чувствовать себя равными. И вот сейчас мы посмотрим, как эта кружка работает. Итак, прежде всего, что там внутри показываем. Сейчас я разверну камеру, и мы одновременно будем видеть сразу сразу. Все вот пододвинем аквариум сюда, так вот. И дадим разделение кадра. Значит, что это за кружка, что тут в этой кружки? Вроде кружка, как кружка, вот она да, но написано Крит, но внизу отверстие. Вот она, а здесь вот такой колпачок и.

35:01 Если его поворачивать, то можно заметить. Видите вот такое отверстие еще и внизу. Колпачка в кружке есть линия, вот такая круговая, которую не рекомендуется превышать. Вот давайте да спрашивает она фарфоровая, это керамика.

35:22 Нет, нет, это настоящая керамика, это и кружка из Греции. Так, Влад, ты хочешь ее испытать? Так все хотят испытать, ну иди, Влад, иди сюда. Сейчас я наберу воды. Сейчас мы с тобой будем испытывать эту кружку. Так держи, а я буду следить, чтобы она была в кадре. Вот то, что показывают, видно, там видишь вот сейчас кружку не видно. А вот так сейчас видно, так ну что наливаем воду. Сначала немножко не доходя до линии, но допустим, что Влад жадный и он говорит. Налейте мне полную кружку, я хочу больше выпить, чем все остальные. Наливаем полную кружку, и тут началось.

36:25 Нет, это вода холодная, но она пошла и все содержимое кружки сейчас перельется вниз, чуть чуть опусти. Если дырочку заклеить и неинтересно будет, будет неинтересно. Вот, Влад, спасибо, садись из за чего, а вот сейчас мы посмотрим, спасибо садись, а? Сейчас мы посмотрим, что внутри только что я с вами обсудил такое устройство как сифон. Так вот же этот сифон, этот сифон устроен внутри кружки. Посмотрите, сейчас я возьму, чем показывать, а ручку оставил. Тогда мне свою ручку, пожалуйста, ручку, дай свою, пожалуйста, спасибо, так и так смотрите. Вот вот этот сифон, вот она эта трубочка здесь не показан. Кусочек сифона, который соединяет вот эту часть с отверстием, сейчас жидкости немного. Налито, и поэтому она не доходит до Верхнего края вот этого сифона. Тут воздух, и поэтому вода не переливается, но как только вы переполняете? Кружку получается такой точно сифон, как устроен у нас на доске, нарисован на доске. Атмосферное давление, атмосферное давление давит на эту. Жидкость, жидкость поднимается по кружке и выливается отсюда, пока не вытечет полностью. Вот то, что я хотел вам сегодня рассказать, отдыхайте, хорошо? Все не страшно, телевизор сам выключится, это автовыключение мы этого не боимся. Картинка пропадет по другой причине, потому что урок окончен.

Расшифровка сделана автоматически (Yandex SpeechKit) и может содержать ошибки в терминах.