U-குழாய் அழுத்தமானி: உயர வேறுபாட்டிலிருந்து அழுத்தம்
1 · கணிப்பு
ஒரு U-வடிவ குழாய், ஒவ்வொரு பக்கத்திலும் வெவ்வேறு உயரங்களில் நீரைத் தாங்கி, இரு முனைகளும் காற்றுக்கு திறந்ததாக உள்ளது. இரு நெடுவரிசங்களுக்கும் இடையேயான அழுத்த வேறுபாட்டை என்ன தீர்மானிக்கிறது?
- அழுத்த வேறுபாடு, குழாயில் உள்ள மொத்த நீரின் அளவைச் சார்ந்தது.
- இரு பக்கங்களும் காற்றுக்கு திறந்திருக்கும் வரை, அழுத்த வேறுபாடு இல்லை.
- அழுத்த வேறுபாடு, இரு பக்கங்களுக்கும் இடையேயான உயர வேறுபாட்டை மட்டுமே சார்ந்தது.
2 · அமைப்பு
- fluid-utube முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். U-குழாயின் இடது மற்றும் வலது பக்கங்களில், நீர் வெவ்வேறு மட்டங்களில் உள்ளது.
- அழுத்த-வேறுபாடு வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
- ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் இடது மற்றும் வலது நீர் உயரங்களை அமைத்து, அழுத்த-வேறுபாடு வாசிப்பைப் பதிவு செய்யுங்கள்.
3 · தரவு சேகரி
| இடது உயரம் h_L (m) | வலது உயரம் h_R (m) | அழுத்த வேறுபாடு ΔP (Pa) |
|---|---|---|
| 0.10 | 0.16 | |
| 0.08 | 0.20 | |
| 0.05 | 0.22 |
உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், உயர வேறுபாடு h_R − h_L (x-அச்சு) எதிராக ΔP (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள். கோடு நேரா?
4 · பகுப்பாய்வு
- ஒரு முயற்சிக்கு, நீர் அடர்த்தி 1000 kg/m³ மற்றும் g = 9.8 m/s² பயன்படுத்தி ΔP = ρg(h_R − h_L) கணக்கிட்டு, வாசிப்புடன் ஒப்பிடுங்கள்.
- உங்கள் மூன்று முயற்சிகளும் வேறுபட்ட என்றாலும் ஒரே முறையில் உள்ள தனித்த உயரங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. ΔP, குழாய் மொத்தத்தில் எவ்வளவு நிரம்பியுள்ளது என்பதை அல்லாமல், உயர வேறுபாட்டை மட்டுமே ஏன் சார்ந்தது என்று விளக்குங்கள்.
5 · நீட்டிப்பு
- ஒரு பாதரச பாரோமீட்டர், அதே தத்துவத்தை, நீருக்குப் பதிலாக பாதரசத்துடன் (அடர்த்தி 13,600 kg/m³) பயன்படுத்துகிறது. அதே உயர வேறுபாட்டுக்கு, அழுத்த வேறுபாடு, நீரை விட பெரியதா சிறியதா இருக்கும்? தோராயமாக எந்த காரணியால்?
- நீரில் ஆழமாகச் செல்லச் செல்ல மூழ்குபவர்கள் அழுத்தம் அதிகரிப்பதை உணர்கிறார்கள். ΔP = ρgΔh பயன்படுத்தி, நீருக்கு அடியில் 10 m-இல் உள்ள அழுத்தம், 5 m-இல் உள்ள அழுத்தத்தை விட தோராயமாக இருமடியாக இருப்பது ஏன் என்று விளக்குங்கள்.
இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்
நீரியல் அழுத்தம்
ஒரு பாய்மத்தில் அழுத்தம் ஆழத்துடன் நேரியலாக அதிகரிக்கிறது: P = ρgh. இரு முனைகளும் காற்றுக்கு திறந்த U-குழாயில், இரு நெடுவரிசங்களுக்கும் இடையேயான அழுத்த வேறுபாடு, முழுவதும் அவற்றின் உயர வேறுபாட்டிலிருந்து வருகிறது.