Як розрахувати тиск у посудині

Як розрахувати тиск у посудині

Чи витримає відро, якщо налити в нього води? А якщо налити туди більш важку рідину? Для того щоб відповісти на це питання, необхідно розрахувати тиск, який чинить рідина на стінки того чи іншого судини. Це дуже часто буває необхідно на виробництві — наприклад, при виготовленні цистерн або резервуарів. Особливо важливо розрахувати міцність ємностей, якщо мова йде про небезпечні рідинах.

Вам знадобиться

Посудина
Рідина з відомою щільністю
Знання закону Паскаля
Ареометр або пікнометра
Мірна мензурка
Ваги
Таблиця поправок для зважування на повітрі
Лінійка

Інструкція

  1. Визначте щільність рідини. Звичайно це робиться за допомогою пікнометра або ареометра. Ареометр зовні схожий на звичайний термометр, внизу його розташований резервуар, заповнений дробом або ртуттю, в середній частині — термометр, а у верхній частині — шкала плотностей. Кожне поділ відповідає відносній щільності рідини. Там же вказується температура, при якій потрібно вимірювати щільність. Як правило, вимірювання проводять при температурі 20оС. Сухий ареометр занурюють у посудину з рідиною, поки не стане зрозуміло, що він там вільно плаває. Потримайте ареометр в рідині 4 хвилини і подивіться, на рівні якого розподілу він занурений у воду.
  2. Виміряйте висоту рівня рідини в посудині будь-яким доступним способом. Це може бути лінійка, штанг-циркуль, мірний циркуль і т.д. Нульова відмітка лінійки повинна знаходитися на нижньому рівні рідини, верхня — на рівні поверхні рідини.
  3. Обчисліть тиск на дно посудини. Відповідно до закону Паскаля, воно не залежить від форми самого судини. Тиск визначається тільки щільністю рідини і висотою її рівня, і розраховується за формулою P = h * ρ, де P — тиск, h — висота рівня рідини, ρ — густина рідини. Наведіть одиниці виміру у вигляд, зручний для подальшого застосування.

Зверніть увагу

Краще користуватися набором ареометрів, до якого входять прилади для вимірювання щільності рідин легше чи важче води. Існують спеціальні ареометри для вимірювання щільності спирту, молока та деяких інших рідин.

Корисні поради

Вимірювання щільність за допомогою пікнометра більш точне, хоча і більш трудомістке. Вам знадобляться ще аналітичні ваги, дистильована вода, спирт, ефір і термостат. Таке вимірювання проводять в основному в спеціально оснащених лабораторіях. Зважте прилад на аналітичних вагах, які дають високу точність (до 0,0002 г). Заповніть його дистильованою водою, трохи вище розташування мітки, і закрийте пробкою. Помістіть пікнометра в термостат і витримайте 20 хвилин при температурі 20оС. Зменшіть кількість води до мітки. Надлишки приберіть піпеткою і знову закрийте пікнометра. Помістіть його в термостат на 10 хвилин, перевірте, чи співпадає рівень рідини з міткою. Протріть пікнометра зовні м’якою серветкою і залиште на 10 хвилин за склом коробки аналітичних ваг, після чого знову зважте. Дізнавшись таким чином точну масу приладу, вилийте з нього воду, сполосніть спиртом і ефіром, продуйте. Заповніть пікнометра рідиною, щільність якої потрібно дізнатися, і дійте так само, як і з дистильованою водою.