Примеры решения задач по физике

Манометр, столбик ртути в барометре имеет высоту 730 мм при температуре в помещении 30 °С. Определить абсолютное давление газа в баллоне в мегапаскалях.

Решение

Показание барометра получено при температуре ртути 30 °С. Барометрическое давление, приведенное к 0 °С, составит

 ,

и, следовательно, атмосферное давление в Па будет определяться соотношением 1 бар = 105 Па = 750 мм рт. ст.

Абсолютное давление газа в баллоне

1.2. В сосуде вместимостью 0,4 м3 находится 0,8 кг газа. Определить его удельный объем, плотность и удельный вес в СИ.

Ответ: v=0,5 м3/кг, r=2 кг/м3 , g=19,62 Н/м3 .

1.3. Манометр парового котла показывает давление 15 кгс/см2 . Показания ртутного барометра при температуре в котельной 25 °С составляют 750 мм рт.ст. Определить абсолютное давление в котле в технических атмосферах, в барах и в паскалях.

Ответ: р=16,01 кгс/см2 =15,7 бар =15,7∙105 Па .

1.4. Пневматический пресс с диаметром поршня 0,4 м действует с силой 635000 Н. Определить абсолютное давление воздуха в цилиндре пресса в атмосферах, в барах и в паскалях, если барометрическое давление Во=745 мм рт. ст.

Ответ: р=52,6 кгс/см2 =51,55 бар =51,55∙105 Па .

1.5. Разрежение в газоходе котла измеряется при помощи тягомера с наклонной трубкой (рис. 1.2). Угол наклона трубки j=30 о. В качестве измерительной жидкости залит керосин с плотностью 0,8 г/см3.

Определить абсолютное давление в газоходе котла в барах, паскалях, в технических атмосферах при отсчете по наклонной шкале трубки прибора ℓ=220 мм и барометрическом давлении в котельной (приведенном к 0 оС) Во=740 мм рт.ст.

Ответ:  р=0,978 бар = 97800 Па = 0,997 кгс/см2.

 


1.6. Для определения давления газа к сосуду подключен U- образный ртутный манометр (рис.1.3). Высота столба ртути H1=500 мм. Над ртутью в правом колене находится вода. Высота водяного столба H2=200 мм. Барометрическое давление Во=742 мм рт.ст. Определить абсолютное давление газа в сосуде в миллиметрах ртутного столба и в барах.

Ответ: р=1256,7 мм. рт. ст. =1,675 бар.

1.7. В конденсаторе паровой турбины поддерживается абсолютное давление р=0,04 бар. Каковы будут показания вакуумметров, проградуированных в килопаскалях и в миллиметрах ртутного столба, если в одном случае показание барометра (приведенного к 0 оС) составляет 735 мм рт. ст., а в другом - 764 мм рт.ст.?

Ответ: 1) рв=94,0 кПа =705 мм рт.ст.;

 2) рв=97,87 кПа =734 мм рт.ст.

1.8. Манометр, установленный в открытой кабине самолета, находящегося на земле, и измеряющий давление масла в двигателе, показывает 6 кгс/см2 при показаниях барометра 752 мм рт.ст.

  1) Каково абсолютное давление масла, выраженное в бар, кгс/см2, мм рт.ст., мм вод. ст.?

 2) Каковы будут показания манометра в этих же единицах после подъема самолета на некоторую высоту, где атмосферное давление составляет 442,5 мм рт.ст., если абсолютное давление масла в двигателе остается неизменным? Ускорение свободного падения считать нормальным (g=9,81 м/с2), не зависящим от высоты подъема самолета. Плотность ртути и воды принять соответственно при 0 и 4 оС rНg=13595 кг/м3, rН2О=1000 кг/м3.

Ответ: 1) р=6,89 бар =7,0223 кгс/см2 =5165 мм рт. ст.=

=7,022∙104 мм вод. ст.;

2) рм=6,297∙бар =6,421 кгс/см2 =4723 мм рт. ст.=

=6,421∙104 мм вод. ст.

1.9. Определить абсолютное давление в воздухопроводе (рис.1.4), если измерение давления ведется микроманометром. Длина трубки микроманометра, заполненная жидкостью, ℓ = 180 мм. Трубка наклонена под углом j = 30о, а рабочая жидкость - спирт с плотностью 0,8 г/см3. Показания барометра 0,1020 МПа. Давление определить в мегапаскалях, миллиметрах ртутного столба и в кгс/см2.


Ответ: р=0,1027 МПа =770 мм рт.ст.=1,047 кгс/см2 .

1.2. Контрольные вопросы

1. Что называют параметром состояния ?

2. Назовите основные термические параметры состояния.

3. Какую размерность имеют удельный объем и плотность вещества в системе СИ ?

4. Что понимают под температурой газа в технической термодинамике ?

5. Какие температурные шкалы используются в технической термодинамике и на чем они основаны ?

6. Что понимается под давлением газа в технической термодинамике?

7. Являются ли манометрическое и вакуумметрическое давления параметрами состояния?

8. Какие термодинамические свойства тел и систем используются для измерения температур и разностей температур в различных термометрических приборах?

 
Обрыв линейного провода напряжение в месте разрыва.
Математика, сопротивление материалов, электротехника лекции, задачи