Совет 1: Как определить абсолютное давление

Давлением (P) вещества, находящегося в одном из трех агрегатных состояний, именуется сила, равномерно действующая на площадь его поверхности. На практике наиболее часто используются понятия абсолютного (P), вакуумметрического (Pв) и избыточного (Pи) давления, различие между которыми состоит в их отношении к атмосферному (или барометрическому) давлению (Pо). Как вычислить абсолютное давление?
Инструкция
1
Молекулярно-кинетическая теория рассматривает давление как результат ударов молекул газа, находящихся в непрерывном хаотическом движении, о стенку сосуда. Иными словами, его величина будет связана со средней кинетической энергией поступательного движения молекул mv² (где m – масса молекулы, а v² - средний квадрат скорости молекулы) и их числом N в объеме V:P = Nmv²/3V.
2
Понятие «абсолютное давление» используется при расчетах парциального давления газов (то есть расчетов давления каждого газа в отдельности) и отсчитывается от абсолютного нуля давления (абсолютного вакуума). Вне зависимости от того, меньше или больше давление сосуда атмосферного давления, абсолютное давление рассчитывается по формуле:P = Pо + Pи.
3
Избыточным давлением (Pи) называют разность между давлением газа (жидкости) и давлением окружающей среды. Для того чтобы определить величину избыточного давления, воспользуйтесь манометром. Если вы собираетесь измерять давление кислорода, выберите манометр, корпус которого голубой, водорода – темно-зеленый и т.п. Кроме того, обычно производители этих приборов указывают на внутренней поверхности манометра, для измерения избыточного давления какого газа он предназначен. Манометры производства СССР до 1982 года указывают избыточное давление в кгс/см². 1 кгс/см² равен 98, кПа (килопаскалям), единицам измерения, принятым в СССР с 1982 года.
4
Для измерения атмосферного давления воспользуйтесь ртутным барометром. Один миллиметр ртутного столба равен 133,32 Па. Однако для удобства постоянных расчетов атмосферное давление принято считать нормальным. Нормальное атмосферное давление - 760 мм ртутного столба (то есть 101, 32 кПа).
5
Используйте формулу:P = Pо + Pи.Определите величину абсолютного давления.

Совет 2: Что такое абсолютное давление

Давление является важной физической величиной, которая характеризует поведение жидких и газообразных веществ. Абсолютным называют давление, измеренное относительно температуры равной абсолютному нулю. Такое давление создает идеальный газ на стенки сосуда.

Общие понятия



С точки зрения науки, абсолютным давлением считается отношение давления в системе к давлению в вакууме. Наиболее распространенным выражением для абсолютного давления есть сумма показаний датчика системы и атмосферного давления. Выражение принимает форму:

Абсолютное давление = Манометрическое давление + Атмосферное давление.

Атмосферное давление определяется как давление окружающего воздуха на поверхность Земли. Это значение не является фиксированной или постоянной величиной и может изменяться в зависимости от температуры, высоты и влажности.

Манометрическое давление представляет собой давление в системе, которое было измерено с помощью измеряющего устройства. Эти устройства, или датчики, могут быть классифицированы по конструктивным особенностям. Наиболее распространенными видами являются датчики на основе упругих элементов, датчики со столбом жидкости и электрические приборы. Если датчик не учитывает давление атмосферы в своих показаниях, то расчет абсолютного давления производят вручную.

Единицы измерения и практическое применение



На практике абсолютное и манометрическое давление не являются одной и той же характеристикой системы. Поэтому для каждого из них используется свое обозначение. Наиболее распространенным приемом является добавление индексов. После буквы, обозначающей абсолютное давление, ставят индекс «а», а после манометрического – «м».

Такие обозначения наиболее часто используются в инженерных расчетах. При их выполнении необходимо использовать правильное обозначение давления, чтобы избежать ошибок. Разница между абсолютным и манометрическим давлением гораздо более заметна в случае, когда атмосферное давление имеет тот же порядок величины, что и манометрическое.

Пренебрежение атмосферным компонентом абсолютного давления в расчетах также приводит к серьезным ошибкам в проектировании. Это можно продемонстрировать путем изучения замкнутого цилиндра с идеальным газом при температуре 25оС и объемом 1 кубический метр. Если манометр на цилиндре показывает давление 100 Килопаскалей, а давление атмосферы не учитывается, то расчетное количество молей газа в цилиндре составляет примерно 40,34.

Когда давление атмосферы также составляет 100 Килопаскалей, то абсолютное давление на самом деле равно 200 Килопаскалей и правильным число молей газа будет 80,68. Фактическое количество молей газа станет в два раза больше по сравнению с первоначальным расчетом. Этот пример показывает важность использования правильного алгоритма расчета давления.
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500