Теоретичні положення. Лабораторна робота проводиться на установці, що призначена для демонстрації основного рівняння гідростатики

Лабораторна робота проводиться на установці, що призначена для демонстрації основного рівняння гідростатики, згідно якого гідростатичний напор для всіх точок замкненого об’єма рідини, що перебуває у стані рівноваги, є величина постійна

(3.1)

де р – тиск у точці, розміщеній на висоті z від горизонтальної площини порівняння О-О (рис. 3.1).

Рис. 3.1. До визначення тиску в довільно вибраній точці об’єма рідини

Доданок формули (3.1) називається п’єзометричною висотою, або висотою тиску. Якщо р являє собою абсолютний тиск, то величину називають абсолютною п’єзометричною висотою. В окремому випадку, коли тиск відраховується у надмірній системі (), величину називають п’єзометричного висотою.

Висота z називається геометричною висотою. Сума величин називається гідростатичним напором і позначається Н.

Рівняння (3.1) можна інтерпретувати й подати відносно напору Н:

(3.2)

тобто гідростатичний (п‘єзометричний) напор у всіх точках даного об’єма рідини, що знаходиться в стані спокою, відносно довільно вибраної площини порівняння є величиною постійною.

Рівняння (3.2) можна записати у вигляді, зручному для вимірювання тиску:

, (3.3)

де – тиск, який діє на вільну поверхню рідини.

Рівняння (3.3) виражає закон гідростатичного тиску: тиск у даній точці рідини, що знаходиться в стані спокою, є сумою тиску , який діє на вільну поверхню рідини, і вагового тиску .

Згідно із основним законом гідростатики, тиск у точці визначається тільки тиском на вільній поверхні рідини і відповідним цій точці ваговим тиском. Рівняння (3.3) є також підтвердженням закону Паскаля: тиск, створений на поверхні рідини, яка знаходиться в стані спокою, передається у всі точки її об’єма. Дійсно, для будь-якої точки об’єма рідини у формулу для визначення тиску входить постійна складова .

Оскільки надлишковому (ваговому) тиску в будь-якій точці рідини відповідає цілком визначена висота її стовпа над тією точкою, то цей принцип використовується в найпростіших приладах для вимірювання надлишкового тиску і вакууму – п’єзометрах і вакуумметрах.

Поиск по сайту: