Меню

Виртуальные лабораторные работы измерение давления



Виртуальные лабораторные работы измерение давления

Виртуальные лабораторные работы по физике

2. Виртуальные лабораторные работы по молекулярной физике и термодинамике

Молекулярная физика и основы термодинамики

2.01. Проверка закона изотермического процесса Бойля-Мариотта

2.02. Проверка закона изобарного процесса Гей-Люссака

2.03. Проверка закона Шарля изохорного процесса

2.04. Определение удельной теплоемкости твердых тел

2.05. Определение удельной теплоты плавления льда с помощью нагретой воды

2.06. Определение температурного коэффициента объемного расширения жидкостей

2.07. Определение постоянной Больцмана

2.08. Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкостей

2.09. Определение удельной теплоемкости жидкостей при помощи электрокалориметра

2.10. Изучение капиллярных явлений

2.11. Определение удельной теплоемкости твердых тел методом нагрева сгорающим твердым топливом

2.12. Определение удельной теплоты сгорания топлива

2.13. Определение КПД теплового процесса при сгорании топлива

2.14. Определение вязкости жидкостей при помощи вискозиметра

2.15. Определение удельной теплоемкости металлов

2.16. Определение удельной теплоты парообразования воды

2.17. Определение удельной теплоемкости воды

2.18. Определение удельной теплоты плавления льда с помощью электрокалориметра

2.19. Изучение процессов превращения льда в пар с помощью электрокалориметра

2.20. Изучение процессов превращения льда в пар при помощи твердого топлива

2.21. Изучение расширения твердых тел

2.22. Определение КПД тепловых процессов при превращении льда в пар

2.23. Определение молярной массы газа

2.24. Определение универсальной газовой постоянной

2.25. Изучение изотермического процесса

2.26. Экспериментальное нахождение удельной теплоты парообразования воды

2.27. Экспериментальное нахождение удельной теплоты сгорания топлива

2.28. Экспериментальное изучение изопроцессов

Источник

Лабораторная работа: Приборы для измерения давления 2

Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования «1111111111111111111111111111»

Гидравлические и пневматические устройства .

Практическая работа № 1.

Приборы для измерения давления.

1111111111 2010 г.

Цель работы: изучение конструкции и принципа работы приборов для измерения давления.

Давление измеряют жидкостными и пружинными манометрами,
а также пьезометрами.

Название: Приборы для измерения давления 2
Раздел: Промышленность, производство
Тип: лабораторная работа Добавлен 02:34:38 23 июня 2011 Похожие работы
Просмотров: 2273 Комментариев: 14 Оценило: 7 человек Средний балл: 3.9 Оценка: 4 Скачать

Пьезометром измеряют давление жидкости высотой столба той же жидкости. Он представляет собой открытую сверху трубку, присоединенную нижним концом к месту измерения давления (рис. 1). Жидкость в пьезометре поднимается (если давление в месте измерения больше атмосферного) на высоту Нп называемую пьезометрической высотой. При этом давление в точке измерения складывается из давления р1 на свободную поверхность жидкости, заключенной в сосуд, и давления столба жидкости высотой Н. Оно уравновешивается давлением в пьезометре

ра

Таким образом, чем больше разность давления на свободную поверхность жидкости, заключенной в сосуд, и атмосферного давления, тем больше разность высот уровней жидкости в пьезометре и в сосуде.

Пьезометрами измеряют давление жидкости, в частности воды, незначительно отличающееся от атмосферного, так как большие избыточные давления могут быть уравновешены лишь давлением
столба воды большой высоты.

Пружинными манометрами измеряют значительные давления жидкостей и газов. Схема такого манометра показана на рис. 2. Он состоит из спиральной трубки 1, один конец которой запаян,
а другой, открытый, конец сообщается с сосудом, в котором измеряют давление. Рабочее тело оказывает давление р на внутреннюю поверхность трубки. На внешнюю ее поверхность действует
давление рн наружного воздуха. Под действием разности давлений трубка раскручивается (выпрямляется) тем сильнее чем больше эта разность. К запаянному концу трубки прикреплен механизм, поворачивающий на соответствующий угол указательную стрелку 2.

Таким образом, с помощью манометра измеряют не абсолютное давление в сосуде, а избыточное давление в нем. Абсолютное давление в сосуде

где рман это давление, которое показывает манометр.

По виду упругого чувствительного элемента пружинные приборы делятся на следующие группы:

1) приборы с трубчатой пружиной, или собственно пружинные (рис. 3а,б );

2) мембранные приборы, у которых упругим элементом служит мембрана (рис. 3в ), анероидная или мембранная коробка (рис. 3г,д ), блок анероидных или мембранных коробок (рис. 3е,ж );

3) пружинно-мембранные с гибкой мембраной (рис. 3з );

4) приборы с упругой гармониковой мембраной (сильфоном) (рис. 3к );

5) пружинно-сильфонные (рис. 3и ).

Рис. 3. Типы пружинных устройств

По назначениям манометры можно разделить на технические —общетехнические, электроконтактные, специальные, самопишушие, железнодорожные, виброустойчивые(глицеринозаполненые), судовые и эталонные (образцовые).

Общетехнические : предназначены для измерения не агрессивных к сплавам меди жидкостей, газов и паров.

Электроконтактные : имеют возможность регулировки измеряемой среды, благодаря наличию электроконтактного механизма. Особенно популярным прибором этой группы можно назвать ЭКМ 1У, хотя он давно снят с производства.

Специальные: кислородные- должны быть обезжирены, так как иногда даже незначительное загрязнение механизма при контакте с чистым кислородом может привести к взрыву. Часто выпускаются в корпусах голубого цвета с обозначением на циферблате О2(кислород); ацетиленовые -не допускают в изготовлении измерительного механизма сплавов меди, так как при контакте с ацетиленом существует опасность образования взрывоопасной ацетиленистой меди; аммиачные-должны быть коррозиестоикими.

Эталонные : обладая более высоким классом точности (0,15;0,25;0,4) эти приборы служат для поверки других манометров. Устанавливаются такие приборы в большинстве случаев на грузопоршневых манометрах или каких-либо других установках способных развивать нужное давление.

Судовые манометры предназначены для эксплуатации на речном и морском флоте.

Железнодорожные: предназначены для эксплуатации на Ж/Д транспорте.

Самопишушие: манометры в корпусе, с механизмом позволяющим воспроизводить на диаграмной бумаге график работы манометра.

Вакуумме́тр — вакуумный манометр, прибор для измерения давления разреженных газов.

По принципу действия вакуумметры можно подразделить на следующие типы:

· классические — являются обычными манометрами (жидкостными либо анероидами) для измерения малых давлений. В жидкостных вакуумметрах в измерительном колене применяется масло с известной плотностью и с по возможности малым давлением пара с тем, чтобы не нарушать вакуум. Обычно жидкостные манометры изолируют от остальной вакуумной системы при помощи азотных ловушек — специальных устройств наполняемых жидким азотом и служащих для вымораживания паров рабочего вещества манометра. Область измеряемых давлений от 10 до 100000 Па.

· ёмкостные — основаны на изменении ёмкости конденсатора при изменении расстояния между обкладками. Одна из обкладок конденсатора выполняется в виде гибкой мембраны. При изменении давления мембрана изгибается и меняет ёмкость конденсатора, которую можно измерить. После градуировки возможно использовать прибор для измерения давлений. Область измеряемых давлений от 1 до 1000 Па.

· термопарные — принцип действия основан на охлаждении за счёт теплопроводности. Термопара находится в контакте с нагреваемым проводом. Чем лучше вакуум, тем меньше теплопроводность газа, и следовательно выше температура проводника (теплопроводность разрежённого газа прямо пропорциональна его давлению). Проградуировав подключенный к термопаре гальванометр при известных давлениях можно использовать измеряемое значение температуры для определения давления. Область измеряемых давлений от 10 −3 до 10 Torr

· ионизационные — принцип действия основан на ионизации газа. При понижении давления газа уменьшается число атомов, способных подвергнуться ионизации, и соответственно ионизационный ток, текущий между электродами при данном напряжении. Область измеряемых давлений от 10 −12 до от 10 −1 Torr. Подразделяются на вакуумметры с холодным катодом (Пеннинга и магнетронные) и с накаливаемым катодом.

Термопарный и ионизационный вакууметры широко применяются в промышленности и экспериментах, так как являются массовыми, хорошо повторяемыми приборами. Практически выполняются в виде электронных ламп со стеклянным отростком, соединяющимся с исследуемым объёмом с помощью шланга или припаивания.

Жидкостные U -образные манометры (рис. 4) применяют для измерения малых давлений. Измеряемое давление зависит от плотности применяемой в манометре жидкости, поэтому при пользовании жидкостными манометрами следует оговаривать, какая жидкость употребляется. Наиболее часто в жидкостных манометрах используют ртуть, воду или спирт.

В U-образных стеклянных манометрах свободный конец трубки сообщается с атмосферой, а к другому концу подводится измеряемое давление. Простейшая схема измерения давления жидкостным стеклянным манометром показана на рис. 4.

Рис. 4. Схема функционирования стеклянного жидкостного U-образного манометра.

Атмосферное давление р атм воздействует на один конец U-образной трубки, частично заполненной рабочей жидкостью. Другой конец трубки с помощью различного рода подводящих устройств соединен с областью измеряемого давления р абс . При р абс > р атм жидкость, находящаяся в части подведенного измеряемого давления, будет вытесняться в часть, соединенную с атмосферой. В результате между уровнями жидкостей, находящимися в разных частях U-образной трубки, образуется столб жидкости, высота h которого определяется из выражения

где р абс – абсолютное измеряемое давление; rж – плотность рабочей жидкости; rатм – то же окружающей атмосферы; g – ускорение свободного падения, принимаемое в среднем равным 9,80665 м/с 2 , но имеющее зависимость от географической широты местности.

Для измерения малых давлений с высокой точностью применяют микроманометры (рис. 5). Такой микроманометр состоит из резервуара 1 и наклонной трубки 2 со шкалой. В резервуар налита жидкость (чаще всего спирт), а один конец трубки входит в резервуар, образуя с ним сообщающиеся сосуды. При давлении р = р1 — рг на жидкость в сосуде, она перемещается в трубке и занимает на шкале положение L . При угле а наклона трубки, давление, измеряемое микроманометром, определяют по формуле р=ρgH sinα .

Прибор монтируют в корпусе, устанавливаемом с помощью
регулировочных винтов строго по уровню.

Для измерения разности давлений в двух резервуарах или в двух точках одного трубопровода часто применяют так называемые дифференциальные манометры . Схема присоединения такого
манометра к измеряемому объекту показана на рис. 6. Пусть на поверхности жидкости плотностью ρ в сосуде А давление рА , на поверхности жидкости с той же плотностью ρ в сосуде В — давление рв . Если манометр заполнен жидкостью, плотность которой ρман , то можно записать следующее равенство:

Учитывая, что h2 —h1 =-h, получим ра —рв =(ρман -ρ)gh. Таким образом, разность давлений определяется разностью уровней жидкостей в коленах дифференциального манометра и разностью плотностей жидкостей в манометре и измеряемых резервуарах.

Давление является одним из важнейших параметров химико-технологических процессов. От величины давления часто зависит правильность протекания процесса химического производства. Под давлением в общем случае понимают предел отношения нормальной составляющей силы к площади, на которую действует сила. При равномерном распределении сил давление равно частному от деления нормальной составляющей силы давления на площадь, на которую эта сила действует. Величина единицы давления зависит от выбранной системы единиц (табл. 1).

Различают абсолютное и избыточное давление. Абсолютное давление Pа — параметр состояния вещества (жидкостей, газов и паров). Избыточное давление ри представляет собой разность между абсолютным давлением Pа и барометрическим давлением Рб (т. е. давлением окружающей среды):

Если абсолютное давление ниже барометрического, то

где Pв — разрежение.

Единицы измерения давления: Па (Н/м 2 ); кгс/см 2 ; мм вод. ст.;

Источник

Единая коллекция
Цифровых образовательных ресурсов

Интерактивные мультимедийные обучающие ресурсы по теме ?Молекулярная физика, теплота и основы термодинамики?

Виртуальные лабораторные работы

Цифровой ресурс представляет собой виртуальную лабораторную работу по теме «Испарение и конденсация жидкости». Целью работы является изучение процессов, происходящих вблизи свободной границы раздела между жидкостью и паром, изучение состояния динамического равновесия и определение относительной влажности воздуха. В процессе выполнения работы учащийся должен определить давление насыщенного пара для заданной температуры, сравнить полученные данные с табличным значением и на основе полученных данных рассчитать относительную влажность воздуха. Эксперимент включает описание цели и содержания работы, пошаговую инструкцию для учащегося, краткую теорию, контрольные вопросы, рабочий журнал, и утилиту для диагностики соответствия компьютера пользователя необходимым требованиям.

Цифровой ресурс представляет собой моделирующую программу по теме «Передача тепла путем теплопроводности». Целью работы является изучение влияния теплоизоляционного материала и его толщины на стоимость поддержания комфортной температуры в помещении. В процессе выполнения работы учащийся должен оценить расходы, связанные с установкой теплоизоляционного материала различной толщины; рассчитать, какую сумму можно сэкономить на отоплении дома за счет установки дополнительной теплоизоляции, и определить срок окупаемости проекта, а также проанализировать полученные результаты. Эксперимент включает описание цели и содержания работы, пошаговую инструкцию для учащегося, краткую теорию, контрольные вопросы, рабочий журнал, и утилиту для диагностики соответствия компьютера пользователя необходимым требованиям.

Цифровой ресурс представляет собой виртуальную лабораторную работу по теме «Передача тепла путем теплопроводности». Целью работы является изучение влияния строительного материала стен дома на поток тепла и на скорость выравнивания наружной температуры и температуры внутри неотапливаемого помещения. В процессе выполнения работы учащийся должен определить зависимость времени, за которое температура в помещении выровняется с наружной температурой, от строительного материала и толщины стен, представить полученную информацию в графическом виде и проанализировать результаты эксперимента. Эксперимент включает описание цели и содержания работы, пошаговую инструкцию для учащегося, краткую теорию, контрольные вопросы, рабочий журнал, и утилиту для диагностики соответствия компьютера пользователя необходимым требованиям.

Цифровой ресурс представляет собой виртуальную лабораторную работу по теме «Тепловой поток». Целью работы является изучение теплоизоляционных свойств различных строительных материалов и их влияние на потери тепла через наружную стену дома. В процессе выполнения работы учащийся должен рассчитать поток тепла через стену дома, выполненную из разных материалов, построить график зависимости теплового потока от свойств материалов и проанализировать полученные результаты. Эксперимент включает описание цели и содержания работы, пошаговую инструкцию для учащегося, краткую теорию, контрольные вопросы, рабочий журнал, и утилиту для диагностики соответствия компьютера пользователя необходимым требованиям.

Цифровой ресурс представляет собой виртуальную лабораторную работу по теме » Кипение воды при повышенном давлении «. Целью работы является изучение зависимости температуры кипения воды от давления. В процессе выполнения работы учащийся должен убедиться в том, что температура кипения воды зависит от давления пара над ее поверхностью, изучить характер этой зависимости и проанализировать полученные результаты. Эксперимент включает описание цели и содержания работы, пошаговую инструкцию для учащегося, краткую теорию, контрольные вопросы, рабочий журнал, и утилиту для диагностики соответствия компьютера пользователя необходимым требованиям.

Цифровой ресурс представляет собой виртуальную лабораторную работу по теме «Изопроцессы в идеальном газе». Целью работы является изучение изобарного, изотермического и адиабатного процессов в идеальном газе и их графическая интерпретация в осях PV и VT. В процессе выполнения работы учащийся должен проанализировать условия протекания изотермического, изобарного и адиабатных процессов; для каждого из них построить графики зависимости давления и температуры воздуха в резервуаре насоса от его объема (PV и TV диаграммы) и проанализировать полученные результаты. Эксперимент включает описание цели и содержания работы, пошаговую инструкцию для учащегося, краткую теорию, контрольные вопросы, рабочий журнал, и утилиту для диагностики соответствия компьютера пользователя необходимым требованиям.

Цифровой ресурс представляет собой виртуальную лабораторную работу по теме «Тепловое расширение твердых тел «. Целью работы является изучение работы биметаллической пластины как датчика температуры. В процессе выполнения работы учащийся должен, последовательно выбирая пары материалов для пластин биметаллического реле, понять принцип его действия и проанализировать условия правильной работы биметаллической пластины в тепловом реле. Эксперимент включает описание цели и содержания работы, пошаговую инструкцию для учащегося, краткую теорию, контрольные вопросы, рабочий журнал, и утилиту для диагностики соответствия компьютера пользователя необходимым требованиям.

Цифровой ресурс представляет собой виртуальную лабораторную работу по теме «Передача тепла путем конвекции». Целью работы является изучение процессов формирования воздушных конвекционных потоков через наружную дверь дома, обусловленных разницей температур внутри и снаружи помещения.. В процессе выполнения работы учащийся должен изучить направление конвекционных воздушных потоков через открытую наружную дверь, объяснить причины изменения направления этих потоков, найти условия, при которых отсутствуют конвекционные потоки через открытую дверь, и проанализировать полученные результаты. Эксперимент включает описание цели и содержания работы, пошаговую инструкцию для учащегося, краткую теорию, контрольные вопросы, рабочий журнал, и утилиту для диагностики соответствия компьютера пользователя необходимым требованиям.

Цифровой ресурс представляет собой виртуальную лабораторную работу по теме » Зависимость температуры кипения жидкости от давления». Целью работы является изучение принципа действия кастрюли — скороварки и связи между температурой кипения воды в ней и создаваемым внутри нее давлением пара. В процессе выполнения работы учащийся должен исследовать изменение температуры кипения при изменении диаметра выпускного клапана и массы груза, вычислить максимальное значение давления в кастрюле-скороварке, изучить зависимость температуры кипения от давления пара и проанализировать полученные результаты. Эксперимент включает описание цели и содержания работы, пошаговую инструкцию для учащегося, краткую теорию, контрольные вопросы, рабочий журнал, и утилиту для диагностики соответствия компьютера пользователя необходимым требованиям.

Целью работы является изучение теплового расширения жидкостей и использование этого явления в термостате морозильной камеры. В процессе выполнения работы учащийся должен, познакомиться с конструкцией и работой жидкостного реле и рассчитать коэффициенты объемного расширения рабочих жидкостей. Эксперимент включает описание цели и содержания работы, пошаговую инструкцию для учащегося, краткую теорию, контрольные вопросы, рабочий журнал, и утилиту для диагностики соответствия компьютера пользователя необходимым требованиям.

Цифровой ресурс представляет собой виртуальную лабораторную работу по теме «Тепловой насос». Целью работы является ознакомление с термодинамическим циклом холодильной машины и физическими процессами, происходящими при работе морозильной камеры. В процессе выполнения работы учащийся должен изучить с конструкцию и назначение основных частей бытового холодильника ; проанализировать изменения, которые претерпевает хладагент при прохождении системы морозильной камеры и происходящие при этом взаимные превращения теплоты и работы. Эксперимент включает описание цели и содержания работы, пошаговую инструкцию для учащегося, краткую теорию, контрольные вопросы, рабочий журнал, и утилиту для диагностики соответствия компьютера пользователя необходимым требованиям.

Цифровой ресурс представляет собой виртуальную лабораторную работу по теме » Удельная теплоемкость и удельная теплота плавления». Целью работы является изучение поглощения и выделения тепловой энергии в процессах нагревания, охлаждения, плавления и кристаллизации, изучение равновесного состояния смеси воды и льда и определение удельной теплоты плавления льда. В процессе выполнения работы учащийся должен определить равновесные температуры и фазовые состояния нескольких смесей воды со льдом. На основе полученных данных следует рассчитать удельную теплоту плавления льда, сравнить полученные данные с табличными, и проанализировать результаты эксперимента. Эксперимент включает описание цели и содержания работы, пошаговую инструкцию для учащегося, краткую теорию, контрольные вопросы, рабочий журнал, и утилиту для диагностики соответствия компьютера пользователя необходимым требованиям.

Цифровой ресурс представляет собой виртуальную лабораторную работу по теме » Удельная теплоемкость и удельная теплота плавления». Целью работы является изучение поглощения и выделения тепловой энергии в процессах нагревания, охлаждения, плавления и кристаллизации, изучение равновесного состояния смеси воды и льда и определение удельной теплоемкости льда. В процессе выполнения работы учащийся должен определить равновесные температуры и фазовые состояния нескольких смесей воды со льдом. На основе полученных данных следует рассчитать удельную теплоемкость льда, сравнить полученные данные с табличными и проанализировать результаты эксперимента. Эксперимент включает описание цели и содержания работы, пошаговую инструкцию для учащегося, краткую теорию, контрольные вопросы, рабочий журнал, и утилиту для диагностики соответствия компьютера пользователя необходимым требованиям.

Цифровой ресурс представляет собой виртуальную лабораторную работу по темам «Теплопередача путем излучения» и «Использование солнечной энергии»». Целью работы является изучение устройства, принципа действия и эффективности солнечной системы отопления жилого дома. В процессе выполнения работы учащийся должен изучить суточные изменения мощности солнечного излучения; изучить устройство и принцип действия солнечного нагревателя и проанализировать эффективность его работы в зависимости от погодных условий и конструкционных особенностей системы. Эксперимент включает описание цели и содержания работы, пошаговую инструкцию для учащегося, краткую теорию, контрольные вопросы, рабочий журнал, и утилиту для диагностики соответствия компьютера пользователя необходимым требованиям.

Цифровой ресурс представляет собой виртуальную лабораторную работу по теме «Нагревание и кипение жидкости». Целью работы является изучение зависимости температуры подогреваемой воды от количества тепла, поступающего в систему, и определение удельной теплоемкости воды и металла. В процессе выполнения работы учащийся должен определить теплоемкость двух металлических кастрюль, доверху наполненных водой; на основе полученных данных рассчитать удельную теплоемкость воды и металла, из которого изготовлена кастрюля; сравнить полученные результаты с табличными данными и проанализировать результаты эксперимента. Эксперимент включает описание цели и содержания работы, пошаговую инструкцию для учащегося, краткую теорию, контрольные вопросы, рабочий журнал, и утилиту для диагностики соответствия компьютера пользователя необходимым требованиям.

Источник

Читайте также:  Как ставить градусник для измерения базальной температуры