Адзінкі вымярэння ціску

Упершыню чалавецтва сутыкнулася з праблемай вымярэння ціску пры будаўніцтве фантанаў ў Фларэнцыі. На шчасце для будаўнікоў, у горадзе пражываў фізік Торичелли, які перанёс узніклую праблему з будпляцоўкі ў сваю лабараторыю, замяніўшы ваду ртуццю для большай кампактнасці вопыту.

Гісторыя не пакінула сведчанняў таго, наколькі адкрыццё італьянскага фізіка дапамагло будаўнікам, але той факт, што чалавецтва атрымала доказ існавання атмасфернага ціску, бясспрэчны.

Эстафету Торичелли падхапіў вялікі Блез Паскаль, які здолеў вымераць атмасферны ціск і даказаць дасведчаным шляхам, што яно наўпрост залежыць ад вышыні над узроўнем мора. Такім чынам, першыя адзінкі вымярэння ціску былі выяўленыя вышынёй ртутнага слупа, вымеранага ў локцях і цалях. Цалкам натуральна, што сучасныя адзінкі вымярэння ціску названыя ў гонар абодвух вучоных.

Для вымярэння ціску прымяняюцца розныя прыборы. Самы просты - гэта вадкасны манометр. Кажуць, што да яго вынаходству прыклаў руку сам Леанарда да Вінчы, але і для гэтай яго геніяльнай здагадкі не знайшлося прымянення пры жыцці аўтара.

Толькі з часоў Паскаля для вымярэння ціску сталі выкарыстоўваць U-вобразную трубку, напоўненую ртуццю. Пасля ртуць была заменена на вакуумнае алей.

Пры роўнасці ціскаў на абодвух канцах трубкі ўзровень вадкасці аднолькавы, пры падачы ціску на адзін з канцоў трубкі ўзнікае розніца вышынь.

P * (1) -P * (2) = gph, дзе g - паскарэнне вольна падальнага цела, P - шчыльнасць вадкасці, h - рознасць вышынь узроўняў вадкасці у манометры.

Нягледзячы на тое, што вадкасныя манометры валодаюць высокай адчувальнасцю, вобласць іх прымянення даволі абмежаваная з-за іх грувасткасці, нязручнасці ў эксплуатацыі і параўнальна невялікага дыяпазону вымярэння, ад 20 кпа да 140 кпа.

З развіццём тэхнікі ўсё большую папулярнасць сталі здабываць манометры з люлькай Бурдона, па-іншаму іх яшчэ называюць дэфармацыйныя. Усярэдзіне такога манометра знаходзіцца С-вобразная трубка з латуні з зубчастым механізмам. Пры падачы ціску на свабодны канец трубка распростваецца, і зубчастая перадача рухае стрэлку, якая паказвае велічыню ціску на градуіраваць шкале прыбора. Чым больш складаная форма трубкі, тым меншую хібнасць мае інструмент.

Механічныя манометры прымяняюцца для вымярэння ціску ад 40 кпа да 100МПа. Для іх характэрна пагаршэнне дакладнасці вымярэння пры працяглай эксплуатацыі. Гэта адбываецца з-за рэшткавым дэфармацыі працуе элемента.

Для вымярэння пульсавалага ціску велічынёй да 8 * 10 ^ 3 гПа выкарыстоўваюцца п'езаэлектрычныя манометры.

Гістарычна так склалася, што адзінкі вымярэння ціску ня суадносяцца адзін з адным кратна, здаецца, што тут пануе поўны хаос. Агульная формула для вымярэння ціску выглядае наступным чынам: P = F / S дзе Р - ціск, F - сіла, S - плошча. У сістэме СІ сіла вымяраецца ў Ньютана, плошчу ў квадратных метрах - значыць, памернасць адзінкі ціску будзе н / м ^ 2, і яна называецца паскаль. Але на практыцы часта выкарыстоўваюць яшчэ і атмасферы, бары, торы, мм ртутнага слупа, мм вадзянога слупа, кг / см ^ 2.

Паспрабуем ўнесці яснасць у гэтую праблему. Адзінкі вымярэння атмасфернага ціску - гэта мм ртутнага слупа або тор; як вядома, прынятае за эталон атмасферны ціск роўна 760 мм ртутнага слупа - гэта велічыня атрымала назву атмасфера; бар прыкладна роўны адной атмасферы - гэта старая адзінка сістэмы СГС; ёсць яшчэ тэхнічная атмасфера, якая раўняецца аднаму кг / см ^ 2 - усе гэтыя велічыні ўжываюцца як пазасыстэмныя адзінкі вымярэння ціску газу; мм вадзянога слупа выкарыстоўваецца ў гідраўліцы і роўны 13,6 тора. Варта адзначыць, што ў фізіцы паскаль і яго вытворныя прызнаныя як адзіныя сістэмныя адзінкі вымярэння ціску.