Описание устройства № 2 и жидкостных приборов

Ртутный барометр состоит из 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. 2.1, а). 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 pм=rghп на дне резервуара.

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 pмо = rghм (рис. 2.1, а) или вакуумметрического pво = rghв (рис. 2.1,б) давлений над свободной поверхностью жидкости в резервуаре 2. Давление в резервуаре можно изменять путем наклона устройства.

При повороте устройства в его плоскости на 180⁰ против часовой стрелки (рис. 2.1, в) канал 4 остается уровнемером, колено мановакуумметра 5 преобразуется в пьезометр 6, а пьезометр 3 — в вакуумметр (обратный пьезометр) 7, служащий для определения вакуума p_во = r—g h_в над свободной поверхностью жидкости в резервуаре 2.

a) pо > pа б) pо < pа в) pо < pа.

Рис. 2.1. Схема устройства № 2:

1 — полость с атмосферным давлением; 2 — опытный резервуар; 3 — пьезометр; 4 — уровнемер; 5 — мановакуумметр; 6 — пьезометр; 7 — вакуумметр