Стеклянный сосуд правое колено которого запаяно заполнен жидкостью: Стеклянный сосуд, правое колено которого запаяно, заполнен жидкостью плотностью ρ (см. рисунок). чему равно давление, оказываемое жидкостью на дно сосуда в точке б? — Знания.site

Задания 5 Давление , плотность

Задания 5. Давление. Плот­ность вещества

1.. Шар 1 по­сле­до­ва­тель­но взве­ши­ва­ют на ры­чаж­ных весах с шаром 2 и шаром 3 (рис. а и б). Для объёмов шаров спра­вед­ли­во со­от­но­ше­ние  V₂ = V₃ > V₁.

Ми­ни­маль­ную сред­нюю плот­ность имеет(-ют) шар(-ы)

 

1) 1

2) 2

3) 3

4) 2 и 3

Ре­ше­ние.

По усло­вию для объёмов шаров спра­вед­ли­во со­от­но­ше­ние  V₂ = V₃ > V₁. Уста­но­вим со­от­но­ше­ние между мас­са­ми шаров, ис­хо­дя из ре­зуль­та­тов взве­ши­ва­ния: M₃ > M₁ > M₂. Плот­ность опре­де­ля­ет­ся сле­ду­ю­щей фор­му­лой:

 

.

 

Таким об­ра­зом по­лу­ча­ем,что ρ₂ < ρ₁, по­то­му что шар 1 имеет мень­ший объем, но при этом боль­шую массу, и ρ₂ < ρ₃, по­то­му что шары 2 и 3 имеют оди­на­ко­вый объем, но при этом шар 3 имеет боль­шую массу.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 2.

Ответ: 2

32

2

Источник: ГИА по физике. Ос­нов­ная волна. Ва­ри­ант 1313.

2. Два оди­на­ко­вых сталь­ных шара урав­но­ве­ше­ны на ры­чаж­ных весах (см. ри­су­нок). На­ру­шит­ся ли рав­но­ве­сие весов, если один шар опу­стить в ма­шин­ное масло, а дру­гой — в бен­зин?

 

1) Нет, так как шары имеют оди­на­ко­вую массу.

2) Нет, так как шары имеют оди­на­ко­вый объём.

3) Да — пе­ре­ве­сит шар, опу­щен­ный в бен­зин.

4) Да — пе­ре­ве­сит шар, опу­щен­ный в масло.

Ре­ше­ние.

Рав­но­ве­сие весов на­ру­шит­ся, по­сколь­ку на шары будет дей­ство­вать раз­лич­ная сила Ар­хи­ме­да

 

 

где ρ_ж — плот­ность жид­ко­сти, g — уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния, V — объем вы­тес­нен­ной жид­ко­сти. По­сколь­ку плот­ность масла боль­ше плот­но­сти бен­зи­на, сила Ар­хи­ме­да, дей­ству­ю­щая на на­хо­дя­щий­ся в бен­зи­не шар, будет мень­ше, чем сила, дей­ству­ю­щая на шар, на­хо­дя­щий­ся в масле. Сле­до­ва­тель­но, пе­ре­ве­сит шар, опу­щен­ный в бен­зин.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 3.

Ответ: 3

59

3

Источник: ГИА по физике. Ос­нов­ная волна. Ва­ри­ант 1326.

3. За­да­ние 5 № 86. U-об­раз­ный стек­лян­ный сосуд, пра­вое ко­ле­но ко­то­ро­го за­па­я­но, за­пол­нен жид­ко­стью плот­но­стью р (см. ри­су­нок). Дав­ле­ние, ока­зы­ва­е­мое жид­ко­стью на го­ри­зон­таль­ное дно со­су­да,

 

1) ми­ни­маль­но в точке А

2) ми­ни­маль­но в точке Б

3) ми­ни­маль­но в точке В

4) оди­на­ко­во во всех ука­зан­ных точ­ках

Ре­ше­ние.

Дав­ле­ние по­ко­я­щей­ся жид­ко­сти на стен­ки со­су­да за­ви­сит толь­ко от вы­со­ты стол­ба жид­ко­сти и по за­ко­ну Пас­ка­ля пе­ре­даётся во все точки жид­ко­сти оди­на­ко­во по всем на­прав­ле­ни­ям. Сле­до­ва­тель­но дав­ле­ние, ока­зы­ва­е­мое жид­ко­стью на дно со­су­да, оди­на­ко­во во всех ука­зан­ных точ­ках.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 4.

Ответ: 4

86

4

Источник: ГИА по фи­зи­ке. Ос­нов­ная волна. Даль­ний Восток. Ва­ри­ант 1327.

4. За­да­ние 5 № 140.

В про­цес­се на­гре­ва­ния сталь­ной шарик пе­ре­стал про­ле­зать сквозь ме­тал­ли­че­ское коль­цо (см. ри­су­нок).

При этом

 

1) масса и плот­ность ша­ри­ка не из­ме­ни­лись

2) масса и плот­ность ша­ри­ка уве­ли­чи­лись

3) масса ша­ри­ка не из­ме­ни­лась, а его плот­ность умень­ши­лась

4) масса ша­ри­ка не из­ме­ни­лась, а его плот­ность уве­ли­чи­лась

Ре­ше­ние.

В про­цес­се на­гре­ва­ния сред­няя ки­не­ти­че­ская энер­гия мо­ле­кул тела уве­ли­чи­ва­ет­ся. Если речь идёт о твёрдом теле, то ам­пли­ту­да ко­ле­ба­ний во­круг по­ло­же­ний рав­но­ве­сия ато­мов уве­ли­чи­ва­ет­ся, т. е. уве­ли­чи­ва­ет­ся объём тела. Это яв­ле­ние носит на­зва­ние «теп­ло­вое рас­ши­ре­ние». По­сколь­ку объём уве­ли­чи­ва­ет­ся при не­из­мен­ном ко­ли­че­стве ве­ще­ства, плот­ность тела умень­ша­ет­ся.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 3.

Ответ: 3

140

3

Источник: ГИА по фи­зи­ке. Ос­нов­ная волна. Даль­ний Восток. Ва­ри­ант 1329.

5. За­да­ние 5 № 167. В про­цес­се на­гре­ва­ния колбы с жид­ко­стью, помещённой в сосуд с го­ря­чей водой, на­блю­да­ли по­вы­ше­ние уров­ня жид­ко­сти в труб­ке (см. ри­су­нок). При этом в колбе

 

1) масса и плот­ность жид­ко­сти не из­ме­ни­лись

2) масса и плот­ность жид­ко­сти уве­ли­чи­лись

3) масса жид­ко­сти не из­ме­ни­лась, а её плот­ность умень­ши­лась

4) масса жид­ко­сти не из­ме­ни­лась, а её плот­ность уве­ли­чи­лась

Ре­ше­ние.

По­сколь­ку колба не со­об­ща­ет­ся с со­су­дом, а по­те­ри на ис­па­ре­ние пре­не­бре­жи­мо малы, масса жид­ко­сти в про­цес­се на­гре­ва­ния не из­ме­ня­лась.

При на­гре­ва­нии уро­вень жид­ко­сти в труб­ке по­вы­сил­ся, т. е. уве­ли­чил­ся объём. Уве­ли­че­ние объёма при не­из­мен­ной массе озна­ча­ет умень­ше­ние плот­но­сти.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 3.

Ответ: 3

167

3

Источник: ГИА по физике. Ос­нов­ная волна. Ва­ри­ант 1331.

6. За­да­ние 5 № 221. Кубик из дре­ве­си­ны сна­ча­ла пла­ва­ет в со­су­де с водой, а затем — в со­су­де со спир­том. При этом в со­су­де со спир­том сила Ар­хи­ме­да, дей­ству­ю­щая на кубик,

 

1) не из­ме­ни­лась, а объём по­гружённой в жид­кость части ку­би­ка умень­шил­ся

2) не из­ме­ни­лась, а объём по­гружённой в жид­кость части ку­би­ка уве­ли­чил­ся

3) уве­ли­чи­лась, а объём по­гружённой в жид­кость части ку­би­ка умень­шил­ся

4) умень­ши­лась, а объём по­гружённой в жид­кость части ку­би­ка уве­ли­чил­ся

Ре­ше­ние.

Сила Ар­хи­ме­да равна  ρgV,  где ρ — плот­ность жид­ко­сти,

g — уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния, V — объём жид­ко­сти, вы­тес­нен­ной телом. Масса ку­би­ка по­сто­ян­на. По­сколь­ку кубик и в воде и в спир­те пла­ва­ет, по тре­тье­му за­ко­ну Нью­то­на это озна­ча­ет, что сила тя­же­сти равна силе Ар­хи­ме­да. Сле­до­ва­тель­но, сила Ар­хи­ме­да не из­ме­нит­ся. Плот­ность спир­та мень­ше плот­но­сти воды, по­это­му объём по­гру­жен­ной части боль­ше в спир­те.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 2.

Ответ: 2

221

2

Источник: ГИА по физике. Ос­нов­ная волна. Ва­ри­ант 1333.

7. За­да­ние 5 № 248. Два од­но­род­ных шара, один из ко­то­рых из­го­тов­лен из алю­ми­ния, а дру­гой — из меди, урав­но­ве­ше­ны на ры­чаж­ных весах (см. ри­су­нок). На­ру­шит­ся ли рав­но­ве­сие весов, если шары опу­стить в воду?

 

1) Рав­но­ве­сие весов не на­ру­шит­ся, так как шары оди­на­ко­вой массы.

2) Рав­но­ве­сие весов на­ру­шит­ся — пе­ре­ве­сит шар из алю­ми­ния.

3) Рав­но­ве­сие весов на­ру­шит­ся — пе­ре­ве­сит шар из меди.

4) Рав­но­ве­сие весов не на­ру­шит­ся, так как шары опус­ка­ют в одну и ту же жид­кость.

Ре­ше­ние.

Если шары опу­стить в воду ,на них, по­ми­мо силы тя­же­сти, начнёт дей­ство­вать сила Ар­хи­ме­да

 

 

где ρ_ж — плот­ность жид­ко­сти, g — уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния, V — объем вы­тес­нен­ной жид­ко­сти.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 3.

Ответ: 3

248

3

Источник: Тре­ни­ро­воч­ные ва­ри­ан­ты эк­за­ме­на­ци­он­ных работ по физике. Е. Е. Камзеева, М. Ю. Де­ми­до­ва — 2013, ва­ри­ант 1.

8. За­да­ние 5 № 275. Какой из при­ве­ден­ных ниже гра­фи­ков со­от­вет­ству­ет из­ме­не­нию дав­ле­ния жид­ко­сти p по мере уве­ли­че­ния вы­со­ты стол­ба жид­ко­сти h? Ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние не учи­ты­ва­ет­ся.

 

 

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Ре­ше­ние.

Дав­ле­ние стол­ба жид­ко­сти прямо про­пор­ци­о­наль­но вы­со­те стол­ба жид­ко­сти. Сле­до­ва­тель­но, из­ме­не­нию дав­ле­ния жид­ко­сти по мере уве­ли­че­ния вы­со­ты стол­ба жид­ко­сти со­от­вет­ству­ет гра­фик 3.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 3.

Ответ: 3

275

3

Источник: Тре­ни­ро­воч­ные ва­ри­ан­ты эк­за­ме­на­ци­он­ных работ по физике. Е. Е. Камзеева, М. Ю. Де­ми­до­ва — 2013, ва­ри­ант 2.

9. За­да­ние 5 № 302. В какой из жид­ко­стей кусок па­ра­фи­на будет пла­вать так, как по­ка­за­но на ри­сун­ке?

 

1) Масло ма­шин­ное

2) Вода мор­ская

3) Бен­зин

4) Спирт

Ре­ше­ние.

Плот­ность па­ра­фи­на и плот­ность ма­шин­но­го масла равны, сле­до­ва­тель­но, па­ра­фин будет пла­вать в толще масла.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 1.

Ответ: 1

302

1

Источник: Тре­ни­ро­воч­ные ва­ри­ан­ты эк­за­ме­на­ци­он­ных работ по физике. Е. Е. Камзеева, М. Ю. Де­ми­до­ва — 2013, ва­ри­ант 3.

10. За­да­ние 5 № 329. Два оди­на­ко­вых шара, из­го­тов­лен­ных из од­но­го и того же ма­те­ри­а­ла, урав­но­ве­ше­ны на ры­чаж­ных весах (см. ри­су­нок). На­ру­шит­ся ли рав­но­ве­сие весов, если один шар опу­стить в воду, а дру­гой в ке­ро­син?

 

1) Рав­но­ве­сие весов не на­ру­шит­ся, так как массы шаров оди­на­ко­вые.

2) Рав­но­ве­сие весов на­ру­шит­ся — пе­ре­ве­сит шар, опу­щен­ный в воду.

3) Рав­но­ве­сие весов на­ру­шит­ся — пе­ре­ве­сит шар, опу­щен­ный в ке­ро­син.

4) Рав­но­ве­сие не на­ру­шит­ся, так как объ­е­мы шаров оди­на­ко­вые.

Ре­ше­ние.

Сила Ар­хи­ме­да

 

 

гдеρ_ж — плот­ность жид­ко­сти, g — уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния, V — объем вы­тес­нен­ной жид­ко­сти. По­сколь­ку плот­ность ке­ро­си­на мень­ше плот­но­сти воды, пе­ре­ве­сит шар, опу­щен­ный в ке­ро­син.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 3.

Ответ: 3

329

3

Источник: Тре­ни­ро­воч­ные ва­ри­ан­ты эк­за­ме­на­ци­он­ных работ по физике. Е. Е. Камзеева, М. Ю. Де­ми­до­ва — 2013, ва­ри­ант 4.

11. За­да­ние 5 № 356. В от­кры­том со­су­де 1 и за­кры­том со­су­де 2 на­хо­дит­ся вода. Если от­крыть кран К, то

 

1) вода обя­за­тель­но будет пе­ре­те­кать из со­су­да 2 в сосуд 1

2) вода обя­за­тель­но будет пе­ре­те­кать из со­су­да 1 в сосуд 2

3) вода пе­ре­те­кать не будет ни при каких об­сто­я­тель­ствах

4) пе­ре­ме­ще­ние жид­ко­стей будет за­ви­сеть от дав­ле­ния в воз­душ­ном за­зо­ре со­су­да 2

Ре­ше­ние.

Если от­крыть кран К, то пе­ре­ме­ще­ние жид­ко­стей будет за­ви­сеть от дав­ле­ния в воз­душ­ном за­зо­ре со­су­да 2: если дав­ле­ние в за­зо­ре боль­ше ат­мо­сфер­но­го, то вода будет пе­ре­те­кать из со­су­да 2 в сосуд 1, если мень­ше, то на­о­бо­рот.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 4.

Ответ: 4

356

4

Источник: Тре­ни­ро­воч­ные ва­ри­ан­ты эк­за­ме­на­ци­он­ных работ по физике. Е. Е. Камзеева, М. Ю. Де­ми­до­ва — 2013, ва­ри­ант 5.

12. За­да­ние 5 № 410. Три тела имеют оди­на­ко­вый объём. Плот­но­сти ве­ществ, из ко­то­рых сде­ла­ны тела, со­от­но­сят­ся как ρ₁ < ρ₂ < ρ₃. Ка­ко­во со­от­но­ше­ние между мас­са­ми этих тел?

 

1)

2)

3)

4)

Ре­ше­ние.

По­сколь­ку тела имеют оди­на­ко­вый объём, а плот­ность есть от­но­ше­ние массы к объёму, их массы со­от­но­сят­ся сле­ду­ю­щим об­ра­зом: m₁ < m₂ < m₃.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 2.

Ответ: 2

410

2

Источник: Ти­по­вые эк­за­ме­на­ци­он­ные ва­ри­ан­ты по физике. Е. Е. Кам­зее­ва — 2013, ва­ри­ант 1.

13. За­да­ние 5 № 464. Два ку­би­ка оди­на­ко­во­го объёма, из­го­тов­лен­ные из алю­ми­ния и стали, опу­ще­ны в сосуд с водой. Срав­ни­те зна­че­ния вы­тал­ки­ва­ю­щей силы, дей­ству­ю­щей на кубик из алю­ми­ния F₁ и на кубик из стали F₂.

 

1)

2)

3)

4) со­от­но­ше­ние сил за­ви­сит от внеш­не­го дав­ле­ния

Ре­ше­ние.

Сила Ар­хи­ме­да за­ви­сит от объёма вы­тес­нен­ной жид­ко­сти. По­сколь­ку объёмы ку­би­ков оди­на­ко­вы, вы­тал­ки­ва­ю­щие силы равны.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 1.

Ответ: 1

464

1

Источник: Ти­по­вые эк­за­ме­на­ци­он­ные ва­ри­ан­ты по физике. Е. Е. Кам­зее­ва — 2013, ва­ри­ант 2.

14. За­да­ние 5 № 491. Сплош­ной кубик, име­ю­щий плот­ность ρ _к и длину ребра a, опу­сти­ли в жид­кость с плот­но­стью ρ_ж (см. ри­су­нок).

Дав­ле­ние, ока­зы­ва­е­мое жид­ко­стью на верх­нюю грань ку­би­ка, равно

 

1)

2)

3)

4)

Ре­ше­ние.

Дав­ле­ние стол­ба жид­ко­сти равно про­из­ве­де­нию вы­со­ты стол­ба жид­ко­сти на уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния и плот­ность жид­ко­сти. Таким об­ра­зом, дав­ле­ние, ока­зы­ва­е­мое жид­ко­стью на верх­нюю грань ку­би­ка, равно  ρ_жgh₁.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 1.

Ответ: 1

491

1

Источник: Ти­по­вые эк­за­ме­на­ци­он­ные ва­ри­ан­ты по физике. Е. Е. Кам­зее­ва — 2013, ва­ри­ант 3.

15. За­да­ние 5 № 518. В от­кры­тых со­су­дах 1 и 2 на­хо­дят­ся со­от­вет­ствен­но ртуть и вода. Если от­крыть кран К, то

 

1) ртуть начнёт пе­ре­те­кать из со­су­да 1 в сосуд 2

2) вода начнёт пе­ре­те­кать из со­су­да 2 в сосуд 1

3) ни вода, ни ртуть пе­ре­те­кать не будут

4) пе­ре­ме­ще­ние жид­ко­стей будет за­ви­сеть от ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния

Ре­ше­ние.

Плот­ность ртути выше плот­но­сти воды, сле­до­ва­тель­но, при от­кры­тии крана, она будет ока­зы­вать боль­шее дав­ле­ние. Таким об­ра­зом, ртуть начнёт пе­ре­те­кать из со­су­да 1 в сосуд 2.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 1.

Ответ: 1

518

1

Источник: Ти­по­вые эк­за­ме­на­ци­он­ные ва­ри­ан­ты по физике. Е. Е. Кам­зее­ва — 2013, ва­ри­ант 4.

16. За­да­ние 5 № 545. Пло­щадь боль­ше­го порш­ня гид­рав­ли­че­ско­го прес­са S₂ в 4 раза боль­ше пло­ща­ди ма­ло­го порш­ня S₁. (см. ри­су­нок).

Как со­от­но­сят­ся силы, дей­ству­ю­щие на порш­ни?

 

1)

2)

3)

4)

Ре­ше­ние.

Для гид­рав­ли­че­ско­го прес­са дей­ству­ет сле­ду­ю­щее со­от­но­ше­ние сил и пло­ща­дей порш­ней:

 

 

По­сколь­ку, пло­щадь боль­ше­го порш­ня гид­рав­ли­че­ско­го прес­са S₂ в 4 раза боль­ше пло­ща­ди ма­ло­го порш­ня S₁, силы со­от­но­сят­ся как F₂ = 4F₁.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 2.

Ответ: 2

545

2

Источник: Ти­по­вые эк­за­ме­на­ци­он­ные ва­ри­ан­ты по физике. Е. Е. Кам­зее­ва — 2013, ва­ри­ант 5.

17. За­да­ние 5 № 572. На ри­сун­ке пред­став­ле­ны че­ты­ре мен­зур­ки с раз­ны­ми жид­ко­стя­ми рав­ной массы. В какой из мен­зу­рок на­хо­дит­ся жид­кость с наи­боль­шей плот­но­стью?

 

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Ре­ше­ние.

Плот­ность жид­ко­сти равна от­но­ше­нию массы жид­ко­сти к её объёму. Наи­мень­ший объём имеет жид­кость в четвёртой мен­зур­ке. Масса жид­ко­сти во всех слу­ча­ях равна, сле­до­ва­тель­но, плот­ность жид­ко­сти в четвёртой мен­зур­ке наи­боль­шая.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 4.

Ответ: 4

572

4

Источник: Ти­по­вые эк­за­ме­на­ци­он­ные ва­ри­ан­ты по физике. Е. Е. Кам­зее­ва — 2013, ва­ри­ант 6.

18. За­да­ние 5 № 599. Бру­сок по­ло­жи­ли на стол сна­ча­ла боль­шей, а затем мень­шей гра­нью (см. ри­су­нок). Срав­ни­те дав­ле­ние (p₁ и p₂) и силу дав­ле­ния (F₁ и F₂) брус­ка на стол.

 

1)

2)

3)

4)

Ре­ше­ние.

Дав­ле­ние есть от­но­ше­ние силы дав­ле­ния к пло­ща­ди, на ко­то­рую эта сила дей­ству­ет. Сле­до­ва­тель­но, p₁ < p₂. Сила дав­ле­ния в дан­ном слу­чае равна силе тя­же­сти, сле­до­ва­тель­но, F₁ = F₂.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 2.

Ответ: 2

599

2

Источник: Ти­по­вые эк­за­ме­на­ци­он­ные ва­ри­ан­ты по физике. Е. Е. Кам­зее­ва — 2013, ва­ри­ант 7.

19. За­да­ние 5 № 626. Стек­лян­ный сосуд слож­ной формы за­пол­нен жид­ко­стью (см. ри­су­нок).

Дав­ле­ние, ока­зы­ва­е­мое жид­ко­стью на дно со­су­да, имеет

 

1) мак­си­маль­ное зна­че­ние в точке А

2) ми­ни­маль­ное зна­че­ние в точке Б

3) оди­на­ко­вое зна­че­ние в точ­ках А и Б

4) ми­ни­маль­ное зна­че­ние в точке В

Ре­ше­ние.

По за­ко­ну Пас­ка­ля дав­ле­ние, осу­ществ­ля­е­мое на жид­кость, пе­ре­даётся во все точки жид­ко­сти оди­на­ко­во. Гид­ро­ста­ти­че­ское дав­ле­ние за­ви­сит от вы­со­ты стол­ба жид­ко­сти, точки А и Б на­хо­дят­ся на одном уров­не от сво­бод­ной по­верх­но­сти воды и по­это­му имеют оди­на­ко­вое дав­ле­ние, в то время как точка В имеет ещё не­ко­то­рую до­ба­воч­ную глу­би­ну и, сле­до­ва­тель­но, наи­боль­шее дав­ле­ние.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 3.

Ответ: 3

626

3

Источник: Ти­по­вые эк­за­ме­на­ци­он­ные ва­ри­ан­ты по физике. Е. Е. Кам­зее­ва — 2013, ва­ри­ант 8.

20. За­да­ние 5 № 653. Два оди­на­ко­вых шара, из­го­тов­лен­ных из од­но­го и того же ма­те­ри­а­ла, урав­но­ве­ше­ны на ры­чаж­ных весах (см. ри­су­нок). На­ру­шит­ся ли рав­но­ве­сие весов, если один шар опу­стить в воду, а дру­гой — в ке­ро­син?

 

1) рав­но­ве­сие весов не на­ру­шит­ся, так как массы шаров оди­на­ко­вые

2) рав­но­ве­сие весов на­ру­шит­ся: пе­ре­ве­сит шар, опу­щен­ный в воду

3) рав­но­ве­сие весов на­ру­шит­ся: пе­ре­ве­сит шар, опу­щен­ный в ке­ро­син

4) рав­но­ве­сие не на­ру­шит­ся, так как объёмы шаров оди­на­ко­вые

Ре­ше­ние.

На по­гружённое в жид­кость тело дей­ству­ет сила Ар­хи­ме­да, про­пор­ци­о­наль­ная объ­е­му по­гру­жен­ной в жид­кость части тела и плот­но­сти жид­ко­сти:

 

 

Плот­ность ке­ро­си­на мень­ше плот­но­сти воды, по­это­му на шар в ке­ро­си­не будет дей­ство­вать мень­шая сила Ар­хи­ме­да. Учи­ты­вая, что шары имеют оди­на­ко­вый вес, то с учётом силы Ар­хи­ме­да шар в ке­ро­си­не пе­ре­ве­сит шар в воде.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 3.

Ответ: 3

653

3

Источник: Ти­по­вые эк­за­ме­на­ци­он­ные ва­ри­ан­ты по физике. Е. Е. Кам­зее­ва — 2013, ва­ри­ант 9.

21. За­да­ние 5 № 680. Одно из колен U-об­раз­но­го ма­но­мет­ра со­еди­ни­ли с со­су­дом, на­пол­нен­ным газом (см. ри­су­нок). Чему равно дав­ле­ние газа в со­су­де, если ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние со­став­ля­ет 760 мм рт. ст.? (В ка­че­стве жид­ко­сти в ма­но­мет­ре ис­поль­зу­ет­ся ртуть.)

 

1) 200 мм рт. ст.

2) 560 мм рт. ст.

3) 760 мм рт. ст

4) 960 мм рт. ст.

Ре­ше­ние.

Дав­ле­ние газа боль­ше ат­мо­сфер­но­го, по­это­му ртуть в левом ко­ле­не на­хо­дит­ся выше, чем в пра­вом ко­ле­не на 200 мм. Таким об­ра­зом, дав­ле­ние газа в со­су­де скла­ды­ва­ет­ся из ат­мо­сфер­но­го и из­бы­точ­но­го дав­ле­ния ртути и равно 960 мм рт. ст.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 4.

Ответ: 4

680

4

Источник: Ти­по­вые эк­за­ме­на­ци­он­ные ва­ри­ан­ты по физике. Е. Е. Кам­зее­ва — 2013, ва­ри­ант 10.

22. За­да­ние 5 № 707. На кон­цах ко­ро­мыс­ла рав­но­пле­чих весов под­ве­ше­ны два од­но­род­ных ша­ри­ка. Один шарик сде­лан из же­ле­за, а дру­гой — из меди. Весы на­хо­дят­ся в рав­но­ве­сии. Что про­изойдёт с рав­но­ве­си­ем весов, если оба ша­ри­ка пол­но­стью по­гру­зить в воду?

 

1) весы оста­нут­ся в рав­но­ве­сии, так как массы ша­ри­ков оди­на­ко­вы

2) весы оста­нут­ся в рав­но­ве­сии, так как ша­ри­ки имеют оди­на­ко­вые объёмы

3) рав­но­ве­сие весов на­ру­шит­ся — опу­стит­ся шарик, сде­лан­ный из же­ле­за

4) рав­но­ве­сие весов на­ру­шит­ся — опу­стит­ся шарик, сде­лан­ный из меди

Ре­ше­ние.

На тела, по­гружённые в жид­кость дей­ству­ет сила Ар­хи­ме­да, про­пор­ци­о­наль­ная объ­е­му по­гру­жен­ной в жид­кость части тела:

 

.

 

По­сколь­ку ша­ри­ки од­но­род­ны, они имеют оди­на­ко­вые массы. При этом плот­ность меди боль­ше плот­но­сти же­ле­за, сле­до­ва­тель­но, объём мед­но­го шара будет мень­ше, и на него будет дей­ство­вать мень­шая сила Ар­хи­ме­да. Зна­чит, вес же­лез­но­го шара умень­шит­ся на боль­шую ве­ли­чи­ну, чем вес мед­но­го шара. Таким об­ра­зом, рав­но­ве­сие весов на­ру­шит­ся в сто­ро­ну мед­но­го шара.

 

Пра­виль­ный ответ ука­зан под но­ме­ром 4.

Ответ: 4

707

4

Источник: МИОО: Ди­а­гно­сти­че­ская ра­бо­та по фи­зи­ке 08.10.2012 ва­ри­ант 1.

23. За­да­ние 5 № 734. Два сплош­ных ме­тал­ли­че­ских ци­лин­дра — алю­ми­ни­е­вый и мед­ный — имеют оди­на­ко­вые объёмы. Их под­ве­си­ли на тон­ких нитях и це­ли­ком по­гру­зи­ли в оди­на­ко­вые со­су­ды с водой, ко­то­рые пред­ва­ри­тель­но были урав­но­ве­ше­ны на ры­чаж­ных весах. На­ру­шит­ся ли рав­но­ве­сие весов после по­гру­же­ния гру­зов, и если да, то как? Ци­лин­дры не ка­са­ют­ся дна.

 

1) Рав­но­ве­сие весов на­ру­шит­ся, пе­ре­ве­сит та чаша весов, в ко­то­рую по­гру­зи­ли мед­ный ци­линдр, так как масса мед­но­го ци­лин­дра боль­ше.

2) Рав­но­ве­сие весов не на­ру­шит­ся, так как ци­лин­дры дей­ству­ют на воду с оди­на­ко­вы­ми си­ла­ми.

3) Рав­но­ве­сие весов на­ру­шит­ся, пе­ре­ве­сит та чаша весов, в ко­то­рую по­гру­зи­ли алю­ми­ни­е­вый ци­линдр, так как масса алю­ми­ни­е­во­го ци­лин­дра мень­ше.

4) Нель­зя од­но­знач­но от­ве­тить.

Ре­ше­ние.

На тела, по­гружённые в жид­кость дей­ству­ет сила Ар­хи­ме­да, про­пор­ци­о­наль­ная объ­е­му по­гру­жен­ной в жид­кость части тела:

Экзамен по физике в 7 классе, ФГОС

7 класс

Вариант 2

Часть 1.

Для каж­до­го физического по­ня­тия из пер­во­го столбца под­бе­ри­те соответствующий при­мер из вто­ро­го столбца.

 

ФИ­ЗИ­ЧЕ­СКИЕ ПОНЯТИЯ	ПРИМЕРЫ
А) фи­зи­че­ская величина   Б) фи­зи­че­ское явление   B) фи­зи­че­ский закон    (закономерность)	1) инер­ци­аль­ная система отсчёта 2) всем телам Земля вб­ли­зи своей по­верх­но­сти сообщает    одинаковое ускорение 3) мяч, вы­пу­щен­ный из рук, па­да­ет на землю 4) секундомер 5) сред­няя скорость

 

A	Б	В

 

Две упру­гие пру­жи­ны под дей­стви­ем при­ло­жен­ных к ним сил удли­ни­лись на одну и ту же величину. К пер­вой пружине, жёсткостью k1, была при­ло­же­на сила 100 H а ко второй, жёсткостью k2, — 50 Н. Как со­от­но­сят­ся жёсткости пружин?

 

1) 

2) 

3) 

4) 

 

3.

 На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти ско­ро­сти v ве­ло­си­пе­ди­ста от вре­ме­ни t. За пер­вые 4 c дви­же­ния ки­не­ти­че­ская энер­гия ве­ло­си­пе­ди­ста увеличилась

 

1) в 4 раза

2) в 5 раз

3) в 16 раз

4) в 25 раз

 

4.Мяч на­чи­на­ет падать на землю с вы­со­ты 20 м с на­чаль­ной скоростью, рав­ной нулю. Какую ско­рость приобретёт мяч к мо­мен­ту удара о по­верх­ность Земли? Со­про­тив­ле­ни­ем воздуха пренебречь.

 

1) 2,5 м/с

2) 5 м/с

3) 20 м/с

4) 40 м/с

 

5 .  U-образный стек­лян­ный сосуд, пра­вое колено ко­то­ро­го запаяно, за­пол­нен жидкостью плот­но­стью р (см. рисунок). Давление, ока­зы­ва­е­мое жидкостью на го­ри­зон­таль­ное дно сосуда,

 

1) минимально в точке А

2) минимально в точке Б

3) минимально в точке В

4) одинаково во всех ука­зан­ных точках

6. Под дей­стви­ем силы тяги, при­ло­жен­ной через динамометр, бру­сок равномерно пе­ре­дви­га­ют по го­ри­зон­таль­ной поверхности стола (см. рисунок).

Используя дан­ные рисунка, вы­бе­ри­те из пред­ло­жен­но­го перечня два вер­ных утверждения. Ука­жи­те их номера.

1) В вер­ти­каль­ном направлении сила тя­же­сти компенсируется силой упругости, дей­ству­ю­щей на бру­сок со сто­ро­ны стола.

2) Сила тре­ния скольжения равна 1,75 Н.

3) В вер­ти­каль­ном направлении на бру­сок не дей­ству­ют никакие силы.

4) Сила тяги F равна 1,5 Н.

5) Сила тре­ния скольжения пре­не­бре­жи­мо мала.

7. На коротком плече рычага укреплён груз массой 50 кг. Для того чтобы поднять груз на высоту 4 см, к длинному плечу рычага приложили силу, равную 100 Н. При этом точка приложения этой силы опустилась на 25 см. Определите КПД рычага.

 

1) 12,5%

2) 32%

3) 80%

4) 125%

8. Выберите из предложенных пар веществ ту, в которой скорость диффузии при одинаковой температуре будет наименьшая.

 

1) раствор медного купороса и вода

2) крупинка перманганата калия (марганцовки) и вода

3) пары эфира и воздух

4) свинцовая и медная пластины

9. Исследовалась за­ви­си­мость удли­не­ния пру­жи­ны от массы под­ве­шен­ных к ней грузов. Ре­зуль­та­ты из­ме­ре­ний пред­став­ле­ны в таблице.

m, кг	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5
x, м	0	0,02	0,04	0,06	0,07	0,09

 

Погрешности из­ме­ре­ний ве­ли­чин m и x рав­ня­лись со­от­вет­ствен­но 0,01 кг и 0,01 м. Вы­бе­ри­те два утвреждения, со­от­вет­ству­ю­щие ре­зуль­та­там этих измерений.

 

1) Коэффициент упру­го­сти пру­жи­ны равен 5 Н/м.

2) Коэффициент упру­го­сти пру­жи­ны равен 50 Н/м.

3) При под­ве­шен­ном к пру­жи­не грузе мас­сой 150 г её удли­не­ние со­ста­вит 4 см.

4) С уве­ли­че­ни­ем массы рас­тя­же­ние пру­жи­ны уменьшается.

5) При под­ве­шен­ном к пру­жи­не грузе мас­сой 250 г её удли­не­ние со­ста­вит 5 см.

10. Длину бруска измеряют с помощью линейки. Запишите результат измерения, учитывая, что погрешность измерения равна половине цены деления.

 

 

1) 5,5 см

2) (5,0 ± 0,5) см

3) (5,0 ± 0,25) см

4) (5,50 ± 0,25) см

11. В два одинаковых сосуда налили раствор медного купороса (раствор голубого цвета), а поверх налили воду (рис. 1). Один из сосудов оставили при комнатной температуре, а второй поставили в холодильник. Через несколько дней сравнили растворы и отметили, что граница двух жидкостей гораздо заметнее размыта в сосуде, который находился при комнатной температуре (рис. 2 и 3).

Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений. Укажите их номера.

1) Процесс диффузии можно наблюдать в жидкостях.

2) Скорость диффузии зависит от температуры вещества.

3) Скорость диффузии зависит от агрегатного состояния вещества.

4) Скорость диффузии зависит от рода жидкостей.

5) В твёрдых телах скорость диффузии наименьшая.

12. Прочитайте текст и выполните задание. Выпишите дольные и кратные приставки к названиям единиц.

В древние времена самой точной мерой длины считалась толщина волоса верблюда или мула, причем только в том случае, если волос был выдернут из хвоста.

Англичане столкнулись с большими трудностями при переходе в 1977г. на международную метрическую систему мер. Они настолько привыкли к старым английским мерам, что долго не могли без ошибок применять новые единицы. Так, например, 20-летний лондонский полицейский определил, что его рост около 7м, а одна 23-летняя женщина ответила, что ее рост…55 см.

Чтобы было удобнее измерять физические величины, кроме основных единиц используют кратные единицы, которые в 10, 100, 1000и т.д. больше основных и дольные, которые в 10, 100, 1000меньше основной единицы. Для их обозначения используют специальные приставки(см. таблицу).

Наименование приставки	Обозначение приставки	множитель	Наименование множителя
нано	н	10-9=0,000000001	Одна миллиардная
Микро	мк	10-6=0,000001	Одна миллионная
милли	м	10-3=0,001	Одна тысячная
санти	с	10-2=0,01	Одна сотая
деци	д	10-1=0,1	Одна десятая
дека	да	101=10	десять
гекто	г	102=100	сто
кило	к	103=1000	тысяча
мега	М	106=1000000	миллион
гига	Г	109=1000000000	миллиард

Часть 2

 

Для ответа на задание части 2 используйте отдельный лист. Сначала запишите номер задания потом ответ

13.Используя штатив с муфтой и лапкой, пружину, динамометр, линейку и один груз, соберите экспериментальную установку для измерения жёсткости пружины. Определите жёсткость пружины, подвесив к ней один груз. Для измерения веса груза воспользуйтесь динамометром.

 

В от­ве­те:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) запишите формулу для расчёта жёсткости пружины;

3) укажите результаты измерения веса груза и удлинения пружины;

4) запишите числовое значение жёсткости пружины.

14. Запаянную с одного конца трубку опускают открытым концом в воду на половину длины трубки (см. рисунок). Что произойдёт с уровнем зашедшей в трубку воды после того, как атмосферное давление уменьшится? Ответ поясните.

 

Для заданий 15-16 необходимо показать полностью решение (дано, найти, решение; запись всех формул, применимых при решении задач, а также математические преобразования и расчеты, приводящие к числовому ответу)

 

15. Кусок сплава из свинца и олова массой 664 г имеет плотность 8,3 г/см (куб). Определите массу свинца в сплаве. Плотность свинца = 11300 кг/м (куб), олова = 7,3 г/см (куб). Принять объем сплава равным сумме объемов его составных частей.

16. Найти кинетическую и потенциальную энергии аэроплана массой0.2 т, летящего на высоте 0.5 км со скоростью 108 км/ч.

 

 

9.1 Давление газа | Химия

Глава 9 Конспекты лекций

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Давать определение давлению
• Определение и преобразование единиц измерения давления
• Описать работу обычных приборов для измерения давления газа
• Рассчитать давление по данным манометра

Атмосфера Земли оказывает давление, как и любой другой газ. Хотя обычно мы не замечаем атмосферного давления, мы чувствительны к изменениям давления — например, когда ваши уши «хлопают» во время взлета и посадки во время полета или когда вы ныряете под воду. Давление газа обусловлено силой, действующей на молекулы газа, сталкивающиеся с поверхностями предметов (рис. 1). Хотя сила каждого столкновения очень мала, любая поверхность значительной площади испытывает большое количество столкновений за короткое время, что может привести к высокому давлению. Фактически, нормальное давление воздуха достаточно велико, чтобы раздавить металлический контейнер, если его не уравновешивает равное давление внутри контейнера.

Рисунок 1. Атмосфера над нами оказывает большое давление на объекты на поверхности земли, примерно равное весу шара для боулинга, дающего площадь размером с ноготь большого пальца человека.

Яркая иллюстрация атмосферного давления представлена ​​в этом коротком видеоролике, в котором показано, как железнодорожная цистерна взрывается при снижении внутреннего давления.

Демонстрация этого явления в меньшем масштабе кратко объясняется в следующем видео:

Атмосферное давление обусловлено весом столба молекул воздуха в атмосфере над объектом, например, автоцистерной. На уровне моря это давление примерно такое же, как у взрослого африканского слона, стоящего на коврике у двери, или у типичного шара для боулинга на ногте большого пальца. Это может показаться огромным количеством, и это так, но жизнь на Земле развивалась под таким атмосферным давлением. Если вы на самом деле держите шар для боулинга на ногте большого пальца, испытанное давление равно 9. 0033 два раза давление обычное, а ощущение неприятное.

Обычно давление определяется как сила, действующая на заданную площадь: [латекс]P=\frac{F}{A}.[/latex] Обратите внимание, что давление прямо пропорционально силе и обратно пропорционально площади . Таким образом, давление можно увеличить либо за счет увеличения силы, либо за счет уменьшения площади, на которую она воздействует; давление можно уменьшить, уменьшив силу или увеличив площадь.

Давайте применим эту концепцию, чтобы определить, кто с большей вероятностью провалится под тонкий лед на рис. 2 — слон или фигурист? Большой африканский слон может весить 7 тонн, опираясь на четыре фута, каждый из которых имеет диаметр около 1,5 фута (площадь следа 250 на 9 м).{2}[/latex]

Несмотря на то, что слон более чем в сто раз тяжелее фигуриста, он оказывает меньше половины давления и, следовательно, с меньшей вероятностью упадет на тонкий лед. С другой стороны, если фигуристка снимает коньки и стоит босиком (или в обычной обуви) на льду, большая площадь, на которую приходится ее вес, значительно снижает оказываемое давление:

[латекс]\текст{давление на человеческий фут} = 120 \ frac {\ text {lb}} {\ text {фигурист}} \ times \ frac {\ text {1 фигурист}}} {\ text {2 фута}} \ times \ frac {\ text {1 фут}} {30 {\ текст {дюйм}} ^ {2}} = 2 {\ текст {фунт/дюйм}} ^ {2} [/латекс]

Рисунок 2. Хотя (а) вес слона велик, создавая очень большую силу на землю, (б) фигуристка оказывает гораздо большее давление на лед из-за малой площади поверхности ее коньков. (кредит a: модификация работы Гвидо да Роззе; кредит b: модификация работы Рёске Яги)

Единицей давления в системе СИ является паскаль (Па) , где 1 Па = 1 Н/м ² , где N — ньютон, единица силы, определяемая как 1 кг м/с ² . Один паскаль — это небольшое давление; во многих случаях удобнее использовать единицы измерения килопаскаль (1 кПа = 1000 Па) или бар (1 бар = 100 000 Па). В Соединенных Штатах давление часто измеряется в фунтах силы на площади в один квадратный дюйм — фунтов на квадратный дюйм (psi) — например, в автомобильных шинах. Давление также можно измерить с помощью единицы измерения атмосферы (атм) , которая изначально представляла собой среднее атмосферное давление на уровне моря приблизительно на широте Парижа (45°). В Таблице 1 представлена ​​информация об этих и некоторых других распространенных единицах измерения давления

The definition or relation to other unit is 1 bar equals 100,000 P a exactly and commonly used in meteorology. The next unit name is millibar, and it is abbreviated as m b a r or m b. The definition or relation to other unit is 1000 m b a r equals one bar. The next unit name is inches of mercury, and it is abbreviated as i n period, H g. The definition or relation to other unit is one i n period H g equals 3386 P a and is used by the aviation industry and also some weather reports. The next unit is torr. The definition or relation to other unit is 1 torr equals 1 over 760 a t m and named after Evangelista Torricelli, inventor of the barometer. The last unit name is millimeters of mercury, and it is abbreviated as m m H g. The definition or relation to other unit is 1 m m H g is approximately 1 torr.»>.

Таблица 1. Единицы давления
Наименование и сокращение блока	Определение или связь с другим блоком
паскаль (Па)	1 Па = 1 Н/м 2 рекомендуемая единица IUPAC
килопаскаль (кПа)	1 кПа = 1000 Па
фунтов на квадратный дюйм (psi)	давление воздуха на уровне моря составляет ~14,7 фунтов на квадратный дюйм
атмосфера (атм)	1 атм = 101 325 Па давление воздуха на уровне моря ~1 атм
бар (бар или б)	1 бар = 100 000 Па (точно) обычно используется в метеорологии
миллибар (мбар или мб)	1000 мбар = 1 бар
дюйм ртутного столба (дюйм рт. ст.)	1 дюйм ртутного столба = 3386 Па используется в авиационной промышленности, а также в некоторых прогнозах погоды
торр	[латекс]\текст{1 торр}=\фракция{\текст{1}}{\текст{760}}\текст{атм}[/латекс] назван в честь Евангелисты Торричелли, изобретателя барометра
миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.)	1 мм рт.ст. ~1 торр

Пример 1: Преобразование единиц измерения давления

Национальная метеорологическая служба США сообщает о давлении как в дюймах ртутного столба, так и в миллибарах. Преобразуйте давление 29,2 дюйма ртутного столба в:

1. торр
2. атм
3. кПа
4. мбар

Показать ответ

Проверьте свои знания

Типичное атмосферное давление в Канзас-Сити составляет 740 торр. Чему равно это давление в атмосферах, миллиметрах ртутного столба, килопаскалях и барах?

Показать ответ

Мы можем измерить атмосферное давление, силу, оказываемую атмосферой на земную поверхность, с помощью барометра (рис. 3). Барометр представляет собой стеклянную трубку, которая закрыта с одного конца и заполнена нелетучей жидкостью, такой как ртуть, а затем перевернута и погружена в сосуд с этой жидкостью. Атмосфера давит на жидкость снаружи трубки, столб жидкости давит внутри трубки, а давление на поверхности жидкости внутри и снаружи трубки одинаково. Таким образом, высота жидкости в трубке пропорциональна давлению атмосферы.

Рис. 3. В барометре высота h столба жидкости используется для измерения атмосферного давления. Использование очень плотной жидкой ртути (слева) позволяет создавать барометры разумного размера, тогда как использование воды (справа) потребует барометра высотой более 30 футов.

Если жидкостью является вода, нормальное атмосферное давление будет поддерживать столб воды высотой более 10 метров, что довольно неудобно для изготовления (и считывания) барометра. Поскольку ртуть (Hg) примерно в 13,6 раза плотнее воды, ртутный барометр должен быть только в [латекс]\frac{1}{13,6}[/латекс] высотой с водяной барометр — более подходящего размера. Стандартное атмосферное давление 1 атм на уровне моря (101 325 Па) соответствует ртутному столбу высотой около 760 мм (290,92 дюйма) в высоту. Первоначально предполагалось, что торр будет единицей, равной одному миллиметру ртутного столба, но это больше не соответствует точно. Давление, создаваемое жидкостью под действием силы тяжести, известно как гидростатическое давление , p :

[латекс]p=h\rho g[/латекс]

, где h — высота жидкости, ρ — плотность жидкости, а g — ускорение свободного падения.

Пример 2: расчет барометрического давления

Приведите расчет, подтверждающий утверждение о том, что атмосферное давление на уровне моря соответствует давлению столба ртути высотой около 760 мм. Плотность ртути = 13,6 г/см ³ .

Показать ответ

Проверьте свои знания

Рассчитайте высоту столба воды при температуре 25 °C, что соответствует нормальному атмосферному давлению. Плотность воды при этой температуре составляет 1,0 г/см ³ .

Показать ответ

Манометр — это устройство, похожее на барометр, которое можно использовать для измерения давления газа, находящегося в контейнере. Манометр с закрытым концом представляет собой U-образную трубку с одним закрытым плечом, другое плечо, которое соединяется с измеряемым газом, и нелетучей жидкостью (обычно ртутью) между ними. Как и в барометре, расстояние между уровнями жидкости в двух ответвлениях трубки ( ч на диаграмме) пропорционально давлению газа в сосуде. Манометр с открытым концом (рис. 4) аналогичен манометру с закрытым концом, но одно его плечо открыто в атмосферу. В этом случае расстояние между уровнями жидкости соответствует разнице давлений между газом в сосуде и атмосферой.

Рис. 4. Манометр можно использовать для измерения давления газа. (Разница) высоты между уровнями жидкости (h) является мерой давления. Ртуть обычно используется из-за ее большой плотности.

Пример 3: Расчет давления с помощью манометра с закрытым концом

Давление пробы газа измеряется с помощью манометра с закрытым концом, как показано ниже.

Жидкость в манометре — ртуть. Определить давление газа в:

1. торр
2. Па
3. бар

Показать ответ

Проверьте свои знания

Давление образца газа измеряется манометром с закрытым концом. Жидкость в манометре – ртуть.

Определить давление газа в:

1. торр
2. Па
3. бар

Показать ответ

Пример 4: Расчет давления с помощью манометра с открытым концом

Давление пробы газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом, как показано ниже.

Определить давление газа в:

1. мм рт.ст.
2. атм
3. кПа

Показать ответ

Проверьте свои знания

Давление образца газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом, как показано ниже.

Определить давление газа в:

1. мм рт.ст.
2. атм
3. кПа

Показать ответ

Упражнения

1. Давление пробы газа измеряется на уровне моря манометром с закрытым концом. Жидкость в манометре – ртуть.
   
   Определить давление газа в:
   1. торр
   2. Па
   3. бар
2. Давление пробы газа измеряется открытым манометром, частично показанным справа. Жидкость в манометре – ртуть.
   
   Предполагая, что атмосферное давление равно 29,92 дюйма ртутного столба, определите давление газа в:
   1. торр
   2. Па
   3. бар
3. Давление пробы газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом.
   
   Приняв атмосферное давление равным 760,0 мм рт. ст., определить давление газа в:
   1. мм рт.ст.
   2. атм
   3. кПа
4. Давление пробы газа измеряется на уровне моря ртутным манометром с открытым концом.
   
   Принимая атмосферное давление равным 760 мм ртутного столба, определить давление газа в:
   1. мм рт.ст.
   2. атм
   3. кПа

Показать выбранный ответ

Измерение артериального давления

Артериальное давление измеряется с помощью устройства, называемого сфигмоманометром (греч. sphygmos = «пульс»). Он состоит из надувной манжеты для ограничения кровотока, манометра для измерения давления и метода определения момента начала кровотока и момента, когда он становится затрудненным (рис. 5). С момента своего изобретения в 1881 году он был незаменимым медицинским устройством. Существует много типов сфигмоманометров: ручные, для которых требуется стетоскоп и которые используются медицинскими работниками; ртутные, используемые, когда требуется наибольшая точность; менее точные механические; и цифровые, которые можно использовать с небольшой подготовкой, но которые имеют ограничения. При использовании сфигмоманометра манжету надевают на плечо и надувают до полной блокировки кровотока, затем медленно отпускают. Когда сердце бьется, кровь, проталкиваемая по артериям, вызывает повышение давления. Это повышение давления, при котором начинается кровоток, является систолическое давление— пиковое давление в сердечном цикле. Когда давление в манжете равно артериальному систолическому давлению, кровь течет мимо манжеты, создавая слышимые звуки, которые можно услышать с помощью стетоскопа. За этим следует снижение давления, поскольку желудочки сердца готовятся к следующему сокращению. По мере того как давление в манжете продолжает снижаться, в конце концов звук перестает быть слышимым; это диастолическое давление — самое низкое давление (фаза покоя) в сердечном цикле. Единицы измерения артериального давления сфигмоманометра выражены в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.).

Рис. 5. (a) Медицинский техник готовится измерить артериальное давление пациента с помощью сфигмоманометра. (b) В типичном сфигмоманометре используется резиновая груша с клапаном для надувания манжеты и манометр с диафрагмой для измерения давления. (кредит a: модификация работы старшего сержанта Джеффри Аллена)

Метеорология, климатология и наука об атмосфере

На протяжении веков люди наблюдали за облаками, ветрами и осадками, пытаясь распознать закономерности и сделать прогнозы: когда они лучше всего сажать и собирать урожай; безопасно ли отправляться в морское путешествие; и многое другое. Сейчас мы сталкиваемся со сложными проблемами, связанными с погодой и атмосферой, которые окажут серьезное влияние на нашу цивилизацию и экосистему. Несколько различных научных дисциплин используют химические принципы, чтобы помочь нам лучше понять погоду, атмосферу и климат. Это метеорология, климатология и наука об атмосфере. Метеорология изучает атмосферу, атмосферные явления и влияние атмосферы на погоду на Земле. Метеорологи стремятся понять и предсказать погоду в краткосрочной перспективе, что может спасти жизни и принести пользу экономике. Прогнозы погоды (рис. 6) являются результатом тысяч измерений атмосферного давления, температуры и т. п., которые компилируются, моделируются и анализируются в метеорологических центрах по всему миру.

Рисунок 6. Метеорологи используют карты погоды для описания и предсказания погоды. Области высокого (H) и низкого (L) давления оказывают большое влияние на погодные условия. Серые линии представляют места постоянного давления, известные как изобары. (кредит: модификация работы Национального управления океанических и атмосферных исследований)

С точки зрения погоды, системы низкого давления возникают, когда атмосферное давление на поверхности земли ниже, чем в окружающей среде: влажный воздух поднимается и конденсируется, образуя облака. Движение влаги и воздуха в пределах различных погодных фронтов провоцирует большинство погодных явлений.

Атмосфера — это газовый слой, окружающий планету. Атмосфера Земли, толщина которой составляет примерно 100–125 км, состоит примерно из 78,1% азота и 21,0% кислорода, и ее можно разделить на области, показанные на рисунке 7: экзосфера (наиболее удаленная от Земли,> 700 км над уровнем моря) , термосфера (80–700 км), мезосфера (50–80 км), стратосфера (второй нижний уровень нашей атмосферы, 12–50 км над уровнем моря) и тропосфера (до 12 км над уровнем моря, примерно 80% земной атмосферы по массе и слой, в котором происходит большинство погодных явлений). По мере того, как вы поднимаетесь выше в тропосфере, плотность воздуха и температура уменьшаются.

Рис. 7. Атмосфера Земли состоит из пяти слоев: тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы.

Климатология – это изучение климата, усредненных погодных условий за длительные периоды времени с использованием атмосферных данных. Однако климатологи изучают закономерности и эффекты, происходящие в течение десятилетий, столетий и тысячелетий, а не более короткие временные рамки часов, дней и недель, как метеорологи. Наука об атмосфере — еще более широкая область, объединяющая метеорологию, климатологию и другие научные дисциплины, изучающие атмосферу.

Ключевые понятия и резюме

Газы оказывают давление, которое представляет собой силу на единицу площади. Давление газа может быть выражено в единицах СИ паскаль или килопаскаль, а также во многих других единицах, включая торр, атмосферу и бар. Атмосферное давление измеряется с помощью барометра; другие давления газа могут быть измерены с использованием одного из нескольких типов манометров.

Ключевые уравнения

• [латекс]P=\frac{F}{A}[/латекс]
• р = л.с.г

Упражнения

1. Почему острые ножи более эффективны, чем тупые (Подсказка: подумайте об определении давления)?
2. Почему для некоторых небольших мостов установлены ограничения по весу, которые зависят от количества колес или осей транспортного средства, пересекающего их?
3. Почему лучше кататься или ползти на животе, чем идти по тонко замерзшему пруду?
4. Типичное атмосферное давление в Реддинге, штат Калифорния, составляет около 750 мм рт. Вычислите это давление в атм и кПа.
5. Типичное атмосферное давление в Денвере, штат Колорадо, составляет 615 мм ртутного столба. Чему равно это давление в атмосферах и килопаскалях?
6. Типичное атмосферное давление в Канзас-Сити составляет 740 торр. Чему равно это давление в атмосферах, миллиметрах ртутного столба и килопаскалях?
Канадские манометры
7. имеют маркировку в килопаскалях. Какое показание на таком манометре соответствует 32 фунтам на квадратный дюйм?
8. Во время высадки «Викинга» на Марс атмосферное давление было определено в среднем около 6,50 мбар (1 бар = 0,987 атм). Каково это давление в торр и кПа?
9. Давление атмосферы на поверхность планеты Венера составляет около 88,8 атм. Сравните это давление в фунтах на квадратный дюйм с нормальным давлением на земле на уровне моря в фунтах на квадратный дюйм.
10. В каталоге медицинской лаборатории давление в баллоне с газом указано как 14,82 МПа. Каково давление этого газа в атмосферах и торр?
11. Рассмотрите этот сценарий и ответьте на следующие вопросы: В середине августа на северо-востоке США в местной газете появилась следующая информация: атмосферное давление на уровне моря 290,97 дюйма, 1013,9 мбар.
    1. Какое давление было в кПа?
    2. Давление у побережья на северо-востоке США обычно составляет около 30,0 дюймов ртутного столба. Во время урагана давление может упасть примерно до 28,0 дюймов ртутного столба. Рассчитайте падение давления в торр.
12. Почему необходимо использовать нелетучую жидкость в барометре или манометре?
13. Как использование летучей жидкости повлияет на измерение газа с использованием манометров с открытым концом по сравнению с манометрами с закрытым концом?

Избранные ответы

Глоссарий

атмосфера (атм): единица давления; 1 атм = 101 325 Па

бар: (бар или б) единица давления; 1 бар = 100 000 Па

барометр: прибор для измерения атмосферного давления

гидростатическое давление: давление, создаваемое жидкостью под действием силы тяжести контейнер

паскаль (Па):  единица давления в системе СИ; 1 Па = 1 Н/м. [latex]\text{1 torr}=\frac{1}{760}\text{atm}[/latex]

Расчеты сухого и мокрого колен передатчика DP

Редакция

В любой обрабатывающей промышленности, уровень измерение очень важно для безопасности и технологического процесса.

Уровень можно измерить двумя способами.

1. Прямой метод

2. Косвенный метод

Здесь мы обсуждаем косвенный метод, который использует датчик DP для измерения уровня.

A Преобразователь дифференциального давления представляет собой распространенную и хорошо изученную технологию измерения уровня жидкости. Если резервуар закрыт или находится под давлением, необходимо выполнить измерение DP, чтобы компенсировать давление в сосуде.

При измерении уровня перепада давления в закрытом резервуаре колено низкого давления соединяется с верхней частью резервуара.

Существует два метода измерения перепада давления в закрытом резервуаре.

Сухой метод:

Сухой метод используется в нормально закрытом резервуаре, где пар не является конденсатом, а температура процесса равна атмосферной.

Метод мокрого участка:

Метод мокрого участка используется, когда пар имеет тенденцию образовывать конденсат, а температура процесса выше или ниже атмосферной.

Для конфигурации преобразователя DP нам необходимо выяснить нулевой уровень и уровень диапазона. Соответственно, мы должны настроить нижнее значение диапазона (LRV) и верхнее значение диапазона (URV) с помощью коммуникатора HART.

Измерение уровня датчиком перепада давления в закрытом резервуаре – метод сухой ветви

Просто когда сторона низкого давления датчика перепада давления заполнена каким-либо газом/воздухом, мы называем это «сухой стороной» и применяем метод сухой ветви для расчетов.

На нулевом уровне (LRV) = давление, действующее на ветвь ВД – Давление, действующее на ветвь НД

=h3 x удельный вес – 0

= 200 x 0,9 – 0 (URV) = давление, действующее на ветвь ВД – Давление, действующее на ветвь НД

= (h3+h2) x удельный вес – 0

= (200 + 500) x 0,9 – 0

= 630 мм вод. , мы должны установить нижнее значение диапазона (LRV) = 180 мм водяного столба и верхнее значение диапазона (URV) = 630 мм водяного столба в датчике DP с помощью коммуникатора HART.

Измерение уровня датчиком перепада давления в закрытом резервуаре – метод «мокрого участка»

Просто когда сторона низкого давления датчика перепада давления заполнена жидкостью, мы называем это «мокрым коленом» и применяем метод «мокрого участка» для расчетов.

Y = h2 +h3 = 500 + 200 = 700 мм

На нулевом уровне (LRV) = давление, действующее на ветвь высокого давления – Давление, действующее на ветвь LP

= h3 x SG1 – Y x SG2

= 200 x 0,9 – 700 x 1,0

= 180 – 700

= – 520 мм водяного столба

На уровне 100 % (URV) = давление, действующее на ветвь ВД – Давление, действующее на ветвь НД

= (h3+h2) x SG1 – Y x SG2

= (200 + 500) x 0,9 – 700 x 1,0

 = 630 – 700

= -70 мм водяного столба

Диапазон = URV – LRV = -70 – (-520) = 450 мм водяного столба

Таким образом, мы должны установить нижнее значение диапазона (LRV) = -520 мм вод. с помощью коммуникатора HART.