Описание устройства № 2 и жидкостных приборов

Ртутный барометр состоит вертикальной стеклянной трубки с миллиметровой шкалой и закрытым верхним концом, которая заполнена ртутью, и чаши с ртутью, в которую опущена трубка нижним концом. Таким прибором впервые было измерено атмосферное давление итальянским ученым Э. Торричелли в 1642 г.

Для демонстрации других приборов служит устройство № 2, которое выполнено прозрачным и имеет полость 1, в которой всегда сохраняется атмосферное давление, и резервуар 2, частично заполненный водой – рис. 3. Для измерения давления и уровня жидкости в резервуаре 2 служат жидкостные приборы 3, 4 и 5. Они представляют собой прозрачные вертикальные каналы со шкалами, размеченными в единицах длины.

Однотрубный манометр (пьезометр) 3 сообщается верхним концом с атмосферой, а нижним – с резервуаром 2. Им определяется манометрическое давление p_м = r×g×h_п на дне резервуара (см. рис. 3).

Уровнемер 4 соединен обоими концами с резервуаром и служит для измерения уровня жидкости h в нем.

Мановакуумметр 5 представляет собой U-образный канал, частично заполненный жидкостью. Левым коленом он подключен к резервуару 2, а правым – к полости 1 и предназначен для определения манометрического давления p_мо = r×g×h м (см. рис. 3, а) или вакуумметрического давления p_во = r×g×h_в (см. рис. 3, б) над свободной поверхностью жидкости в резервуаре 2. Давление в резервуаре можно изменять путем наклона устройства.

При повороте устройства в его плоскости на 180^о против часовой стрелки (см. рис. 3, в) канал 4 остается уровнемером, колено мановакуумметра 5 преобразуется в пьезометр 6, а пьезометр 3 – в вакуумметр 7 (обратный пьезометр), служащий для определения вакуума p_во = r×g×h_в над свободной поверхностью жидкости в резервуаре 2.

Рис. 3. Схема устройства № 2: 1 – полость с атмосферным давлением;
2 – опытный резервуар; 3 – пьезометр; 4 – уровнемер; 5 – мановакуумметр;
6 – пьезометр; 7 – вакуумметр

Работа 3. Измерение гидростатического давления