यू-ट्यूब मैनोमीटर: ऊँचाई से दाब का अंतर
1 · भविष्यवाणी
यू-आकार की ट्यूब में प्रत्येक तरफ अलग-अलग ऊँचाई पर पानी होता है, जो दोनों सिरों पर हवा के लिए खुला होता है। दो स्तंभों के बीच दाब का अंतर क्या निर्धारित करता है?
- दाब का अंतर ट्यूब में पानी की कुल मात्रा पर निर्भर करता है।
- जब तक दोनों पक्ष हवा के लिए खुले हैं तब तक दाब में कोई अंतर नहीं है।
- दाब का अंतर केवल दोनों पक्षों के बीच ऊँचाई के अंतर पर निर्भर करता है।
2 · सेट अप
- fluid-utube प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। पानी यू-ट्यूब के बायीं और दायीं ओर विभिन्न स्तरों पर जमा होता है।
- pressure-difference रीडआउट सक्षम करें।
- प्रत्येक परीक्षण के लिए बाएँ और दाएँ पानी की ऊँचाई निर्धारित करें और pressure-difference रीडिंग रिकॉर्ड करें।
3 · डेटा एकत्रित करें
| बायीं ऊँचाई h_L (m) | सही ऊँचाई h_R (m) | दाब अंतर ΔP (Pa) |
|---|---|---|
| 0.10 | 0.16 | |
| 0.08 | 0.20 | |
| 0.05 | 0.22 |
अपने तीन परीक्षणों के लिए ऊँचाई अंतर h_R - h_L (x-अक्ष) के विरुद्ध ΔP (y-अक्ष) प्लॉट करें। क्या रेखा सीधी है?
4 · विश्लेषण करें
- एक परीक्षण के लिए, पानी के घनत्व 1000 kg/m³ और g = 9.8 m/s², का उपयोग करके ΔP = ρg(h_R − h_L) की गणना करें और इसकी तुलना रीडिंग से करें।
- आपके तीन परीक्षण अलग-अलग निरपेक्ष ऊंचाइयों का उपयोग करते हैं लेकिन एक ही पैटर्न का। बताएं कि क्यों ΔP केवल ऊँचाई के अंतर पर निर्भर करता है, इस पर नहीं कि ट्यूब कुल मिलाकर कितनी भरी हुई है।
5 · विस्तार
- एक पारा बैरोमीटर एक ही सिद्धांत का उपयोग करता है लेकिन पानी के बजाय पारा (घनत्व 13,600 kg/m³) के साथ। समान ऊँचाई के अंतर के लिए, दाब का अंतर पानी की तुलना में बड़ा या छोटा होगा? मोटे तौर पर किस कारक से?
- गोताखोरों को लगता है कि वे जितनी गहराई में जाते हैं दाब बढ़ता जाता है। यह समझाने के लिए ΔP = ρgΔh का उपयोग करें कि पानी के नीचे 10 मीटर पर दाब 5 मीटर पर दाब से लगभग दोगुना क्यों है।
इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी
हीड्रास्टाटिक दाब
किसी तरल पदार्थ में दाब गहराई के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है: P = ρgh। दोनों सिरों पर हवा के लिए खुली यू-ट्यूब में, दो स्तंभों के बीच दाब का अंतर पूरी तरह से उनकी ऊँचाई के अंतर से आता है।