Aparate hidrostatice cu tub U

Presiunea este o mărime fizică derivată, vectorială, ce caracterizează starea unui fluid şi se defineşte ca raport între forţă şi suprafaţa pe care se exercită perpendicular şi uniform repartizat: .

În SI, unitatea de măsură derivă chiar din relaţia de definiţie şi este newton pe metru pătrat: =Pa (Pascal)

Principalele aparate de măsurare a presiunii sunt manometrele cu lichid. Manometrul cu lichid funcţionează pe baza legii fundamentale a hidrostaticii: diferenţa de presiune dintre două puncte aflate la adâncimi diferite într-un lichid este egală cu produsul dintre greutatea specifică a lichidului şi diferenţa de nivel între cele două puncte.

Aceste aparate se caracterizează prin construcţie simplă şi precizie ridicată, fiind utilizate în laboratoare şi industrie ca aparate etalon. Principiul lor de funcţionare se bazează pe echilibrarea presiunii de măsurat prin presiunea hidrostatică produsă de o coloană cu lichid.

Clasificarea aparatelor de măsură

- după valoarea presiunii măsurate:

- manometre: măsoară presiuni mai mari decât presiunea atmosferică;

- vacuummetre: măsoară presiuni mai mici decât presiunea atmosferică;

- manovacuummetre: măsoară presiuni atât mai mari cât şi mai mici decât

presiunea atmosferică.

- micromanometre, microvacuummetre, micromanovacuummetre: măsoară

presiuni de valori mici până la 500 mm .

- după principiul de funcţionare:

- aparate hidrostatice - prin diferenţa de presiune dintre două puncte ale

unui fluid;

- aparate cu echilibru de forţe - prin echilibrarea presiunii cu o forţă

cunoscută;

- aparate cu elemente elastice - prin deformarea materialelor în funcţie de

presiune;

- traductoare de presiune - transformă deplasarea datorată presiunii într-un

semnal electric.

Aparatul cu tub U. Principiu de functionare

Dacă turnăm apă în punctul A într-un tub în formă de“U“, va ajunge apa în punctul C ? (va urca apa pe ramura BC ?)

Apa urcă până când ajunge la acelaşi nivel în ramurile AB şi BC (care produc presiuni egale în C).

Romanii, necunoscând Principiile hidrostaticii au considerat că apa nu va urca, şi de aceea nu construiau conducte în formă de “U“, ci construiau apeducte (poduri înalte, care susţineau conducte drepte, deasupra văilor). Romanii credeau că, dacă apa coboară în vale, nu mai poate “urca”!

Acest lucru se intamplă conform principiului vaselor comunicante: nivelul apei este acelaşi în vasele care comunică între ele, indiferent de forma vaselor. La baza vaselor este aceeaşi presiune. În cele două părţi ale ceainicului din imagine, nivelul apei este acelaşi (respectând principiul vaselor comunicante).

Dacă cele două vase din imagine sunt conectate cu un furtun, cum va curge apa: Din A în B, sau invers? Şi unde e mai mare presiunea: la baza vasului mic sau a celui mare? Iniţial adâncimea apei e mai mare în vasul mic deci presiunea la baza vasului mic e mai mare. Apa va curge din B în A, până va ajunge la acelaşi nivel în cele două vase.