Vì sao đổi chất lỏng trong áp kế chữ U làm độ lệch mực đo thay đổi?
Trả lời trọng tâm
Áp kế chữ U cân bằng chênh áp bằng trọng lượng cột chất lỏng chênh cao. Chất lỏng có khối lượng riêng nhỏ hơn cần độ chênh cao lớn hơn để cân cùng chênh áp. Không thể thay nước bằng dầu rồi giữ nguyên thang đọc áp suất đã hiệu chuẩn cho nước.
Ví dụ và phân tích
Với chênh áp 1.000 Pa, lấy g = 10 N/kg, nước có khối lượng riêng 1.000 kg/m³ cần chênh cao 0,10 m. Chất lỏng mô hình 800 kg/m³ cần 0,125 m. Kiểm tra: 1.000 × 10 × 0,10 = 800 × 10 × 0,125 = 1.000 Pa. Đây là độ lệch giữa hai mặt, không phải riêng độ dâng của một nhánh.
Cách kiểm tra
So hai sơ đồ cùng chênh áp, đo khoảng cách thẳng đứng giữa hai mặt chất lỏng. Không đo theo đường cong đáy ống. Ghi loại chất lỏng ngay cạnh thang đọc; chỉ quan sát mô hình áp suất thấp do giáo viên chuẩn bị, không dùng thủy ngân hoặc bình nén.
Ứng dụng
Bài giúp hiểu vì sao thang đo không chỉ phụ thuộc hình dáng dụng cụ mà còn phụ thuộc môi chất. Khi đọc một áp kế, phải biết chất lỏng và đơn vị thay vì lấy số centimet đổi thành pascal bằng một hệ số tùy ý.
Điều kiện và giới hạn
Mô hình dùng chất lỏng đồng nhất đứng yên, bỏ qua mao dẫn và trọng lượng cột khí. Hai nhánh cùng một loại chất lỏng; đây không phải bài dầu và nước cùng nằm trong một ống. Khi điều kiện thay đổi phải hiệu chuẩn phù hợp, không tự thay chất lỏng trong dụng cụ thật.
Đọc hình
Hai áp kế cùng chênh áp 1.000 Pa: nước 1.000 kg/m³ có độ lệch hai mặt 10 cm, chất lỏng 800 kg/m³ có độ lệch 12,5 cm. Hình chỉ minh họa mô hình, không phải ảnh đo thực nghiệm.