Манометры и поршневой жидкостный насос

Слайд 1. Манометры и поршневой жидкостный насос

Изучаем приборы для измерения давления и механизмы перекачки воды

Слайд 2. Зачем нужны манометры?

Для измерения давлений, больших или меньших атмосферного, используют специальные приборы — манометры.

В повседневной жизни мы встречаем их повсюду: от измерения давления в шинах автомобиля до контроля давления в отопительных котлах. Самый простой по устройству — это жидкостный манометр.

Слайд 3. Жидкостный манометр

• Состоит из $U$-образной трубки с жидкостью.

• При равном давлении уровни жидкости в коленах одинаковы.

• Разность уровней показывает избыточное давление.

• Вычисляется по формуле $p=\rho gh$.

Слайд 4. Металлический манометр

Жидкостные манометры громоздки и хрупки. В технике чаще применяют металлические деформационные манометры.

Основная деталь — согнутая в дугу полая трубка. При увеличении давления внутри трубка распрямляется, и её движение через рычаг передается стрелке на шкале.

Слайд 5. Сравнение типов манометров

Используется для измерения небольших разностей давлений. Очень точен, но требует вертикальной установки и аккуратного обращения.

Компактный, прочный и виброустойчивый. Позволяет измерять очень высокие давления в двигателях, котлах и баллонах.

Слайд 6. Где мы встречаем поршневые насосы?

Ручные водяные колонки на дачах и в деревнях. При подъеме поршня создается разрежение, и атмосферное давление выталкивает воду из скважины вверх.

Обычный медицинский шприц — это миниатюрный поршневой насос. Двигая поршень «на себя», мы заставляем лекарство заполнять свободный объем цилиндра.

Велосипедные и автомобильные ручные насосы. Здесь мы работаем в обратном направлении: поршень нагнетает (сжимает) воздух, чтобы закачать его в шину.

Почему обычный поршневой насос не может поднять воду на высоту более $10$ метров? Подсказка: вспомните опыт Торричелли и значение атмосферного давления.

Слайд 7. Устройство насоса

Насос состоит из:

• Цилиндра с поршнем.

• Впускного клапана (внизу).

• Нагнетательного клапана (в поршне).

• Рукоятки для приведения поршня в движение.

Слайд 8. Принцип действия

Когда поршень идет вверх, под ним создается разрежение. Атмосферное давление давит на воду в источнике и поднимает её через открытый нижний клапан.

При движении вниз нижний клапан закрывается, а клапан в поршне открывается, пропуская воду в пространство над поршнем.

Слайд 9. Вопросы для обсуждения

1. Почему поршневой насос не может поднять воду с глубины более 10 метров?

2. Как будет работать манометр в условиях невесомости на космической станции?

3. Зачем в насосах используют именно два клапана, а не один?

4. В каких единицах градуируется шкала бытового манометра?

Слайд 10. Подведем итоги

Манометры — приборы для измерения давления жидкостей и газов.

Жидкостный манометр работает на законе сообщающихся сосудов.

Металлический манометр основан на деформации упругой трубки.

Работа насоса возможна благодаря существованию атмосферного давления.

Клапаны обеспечивают движение жидкости только в одну сторону.