Cialkoskrypt9

16 1. Pojęcia podstawowe

Ciśnienie możemy wyrazić za pomocą wysokości słupa cieczy mano metrycznej. Różnicę ciśnień Ap wskazaną przez manometr cieczowy oblicza się według wzoru:

p + yh = p„ +Y_mh,

Ap = p-Pb Ap = h(v_m -Y),

gdzie Ym jest ciężarem właściwym cieczy manometrycznej, a y - ciężarem właściwym płynu znajdującego się w naczyniu (ponad cieczą mano metryczną); dla wody Ym = 1000 kg/m³ (4°C, g - g_n).

Jeżeli manometr cieczowy jest napełniony rtęcią, to jako jednostkę ciśnienia można stosować 1 Tr (tor). Jest to ciśnienie, przy którym spiętrzenie rtęci wynosi 1 mm, jeżeli ciężar właściwy rtęci YHg ma wartość 13595 kg/m³ (co zachodzi przy t = 0^oC, g = g„). Wpływ temperatury na gęstość rtęci na ogół nie może być pominięty. W fizyce i chemii jako jednostkę ciśnienia stosuje się często atmosferę fizyczną (1 atm), która odpowiada ciśnieniu 760 Tr.

Rys. 1.3. Nadwyżka ciśnienia wynikająca z różnicy temperatury

Pomiędzy jednostkami ciśnienia zachodzą związki:

1 at = 10⁴ kp/m = 10⁴ mm H₂0 = 735,6 Tr = 98066,5 Pa,

1 atm =10,332 mm H₂0 = 760 Tr = 101325 Pa,

1 N/m² = 1 Pa; 1 mm H₂0 = 1 kp/m²,

1 bar = 10⁵ N/m² =1,0197 at = 750,062 Tr,

1 Tr = 13,595 mm H₂0 = 133,322 Pa.

Ciśnienie bezwzględne jest to takie ciśnienie, jakie wskazałby manometr, gdyby po jednej stronie przepony panowała bezwzględna próżnia. Manometry wskazują zatem różnicę ciśnień bezwzględnych wywieranych na czujnik tego przyrządu po obu jego stronach. Ciśnienie takie nosi nazwę nadwyżki ciśnienia lub ciśnienia manometrycznego p_m.

Pm=p-po => P = Pm+P₀-

Tabela 1.5. Jednostki ciśnienia

Wielkość	Jednostki w układach			Inne	Równoważnik w odniesieniu do układu SI
	CGS	SI	MkPS	-	CGS	MkPS
Ciśnienie	cnr g cm-s^2	_ N Pa -- 7 m"	kp m ^2	atm, at, bar, Tr, mm Hg, mm H20	KT'

>=l/g-

Do pomiaru ciśnienia otoczenia często wykorzystuje się barometry cieczowe. Ciecze manometryczne zmieniają objętość w wyniku zmiany temperatury otoczenia. Powoduje to, że temu samemu ciśnieniu mogą odpowiadać różne wskazania wysokości cieczy manometrycznej, jeśli temperatura cieczy manometrycznej będzie ulegać zmianie, np. pomiar ciśnienia otoczenia zimą wewnątrz ogrzewanego budynku i na zewnątrz. Zmiana temperatury będzie również wpływać na zmianę podziałki. Należy więc uwzględnić te fakty w celu określenia rzeczywistej wartości mierzonego ciśnienia. Czynimy to przez redukcję wskazań barometru: p_th₍ =p₀h₀ - ta sama objętość. Skale są nacięte w temperaturze 0°C, przy czym założono stałą średnicę rurki manometru. Ponadto pominięto zmianę średnicy rurki w funkcji temperatury jako wielkość nieistotną. Redukcja wskazań barometru cieczowego wynika z tego, że stałej wartości różnicy ciśnień mierzonej manometrem cieczowym, którego ciecz ma zmieniającą się temperaturę, odpowiadają różne wskazania. Wiążą się one z wpływem zmian temperatury na położenie działek na skali oraz zmianą gęstości cieczy manometrycznej.

Nadwyżki wysokości H słupa cieczy (w wyniku działania temperatury) są symetryczne i redukują się.

Ciśnienie manometryczne

Pm=^hoPmOg ^{= h}tPm«g.

przy czym p _mt i h_t są określone w temperaturze t.

h,=h₀(l + f3t) , Ah = h₍-h₀,

gdzie h₀ jest wysokością słupa cieczy manometrycznej w temperaturze t = 0°C, h, - wskazaniem manometru, a (3 - liniowym współczynnikiem rozszerzalności termicznej listwy z podziałką. Wartości współczynnika {3 różnych materiałów skali zamieszczono w tabeli 1.6.