Номер 3, страница 152 - гдз по физике 7 класс учебник Башарулы, Тезекеев

3. По какому принципу работает открытый жидкостный манометр? Как он устроен?

3. По какому принципу работает открытый жидкостный манометр? Как он устроен?

Как он устроен?

Открытый жидкостный манометр — это U-образная стеклянная трубка, в которую налита жидкость (обычно ртуть, подкрашенная вода или масло). Один конец трубки (одно колено) сообщается с атмосферой, то есть остается открытым. Другой конец соединяют с сосудом, в котором необходимо измерить давление (например, газа). Вдоль трубки расположена измерительная шкала, позволяющая определить разность уровней жидкости в коленах.

По какому принципу работает?

Принцип работы манометра основан на уравновешивании давлений в сообщающихся сосудах. На поверхность жидкости в открытом колене действует атмосферное давление $p_{атм}$. На поверхность жидкости во втором колене действует измеряемое давление $p_{газа}$.

Если давления $p_{газа}$ и $p_{атм}$ не равны, возникает разность уровней жидкости $h$ в коленах трубки. Эта разность уровней создает дополнительное гидростатическое давление столба жидкости $p_{жидк} = \rho g h$, где $\rho$ — плотность жидкости в манометре, а $g$ — ускорение свободного падения.

В зависимости от соотношения давлений возможны два сценария:

1. Если давление газа больше атмосферного ($p_{газа} > p_{атм}$), то уровень жидкости в колене, соединенном с газом, будет ниже, а в открытом колене — выше. Давление газа уравновешивает сумму атмосферного давления и гидростатического давления столба жидкости: $p_{газа} = p_{атм} + \rho g h$.

2. Если давление газа меньше атмосферного ($p_{газа} < p_{атм}$), то уровень жидкости в колене, соединенном с газом, будет выше, а в открытом — ниже. В этом случае атмосферное давление уравновешивается суммой давления газа и гидростатического давления столба жидкости, откуда: $p_{газа} = p_{атм} - \rho g h$.

Таким образом, измерив разность высот $h$, можно вычислить искомое давление газа.

Ответ: Открытый жидкостный манометр — это U-образная трубка с жидкостью, один конец которой открыт в атмосферу, а другой подключается к источнику измеряемого давления. Его работа основана на сравнении измеряемого давления с атмосферным путем уравновешивания их разницы давлением столба жидкости. Давление рассчитывается по формуле $p_{газа} = p_{атм} \pm \rho g h$.