Решение.

В соответствие с уравнением гидростатики, внешнее атмосферное давление уравновешивается столбом жидкости в ртутном барометре. При этом над жидкостью в трубке образуется вакуум, который заполняют пары барометрической жидкости.

Тогда уравнение гидростатики может быть представлено в следующем виде: , где Δр_Н– давление столба барометрической жидкости,h– высота столба барометрической жидкости,р*– давление (упругость) паров барометрической жидкости при данной температуре.

В отличие от воды, у ртути давление паров при температурах ниже 100°С пренебрежимо мало. Тогда:

.

Откуда получаем формулу для пересчёта показаний ртутного барометра в показания водного барометра:

где h*– давление паров воды, выраженное в мм ртутного столба.

Температура t, °C.	Плотность воды , кг/м^3.	Давление паров , кгс/см^2.	Давление паров h*, мм Hg.	Показания барометра, мм H2O.
20	998	0,0238	17,51	9,91
60	983	0,2031	149,4	8,24
90	965	0,715	526,0	3,09
Источник:	[1, табл. IV]	[1, табл. LVI]		см. ниже

При 20°С: .

При 60°С: .

При 90°С: .

С увеличением температуры высота водного столба в трубке Торричелли падает вследствие увеличений давления насыщенных водяных паров. При температуре кипения, когда давление (упругость) паров становится равным внешнему давлению, высота столба становится равной нулю.

Абсолютное и избыточное давление.

Для абсолютного давления рточкой отсчёта служит абсолютный ноль. При измерении абсолютного давления в технических атмосферах размерность обозначается «ата» – атмосфера техническая абсолютная.

Для избыточного давления Δрточкой отсчёта служит внешнее атмосферное давление. Избыточное давление показывает насколько давление в аппарате выше атмосферного давления. Отрицательное избыточное давление (когда давление в аппарате ниже атмосферного) называется вакуумом. При измерении избыточного давления в технических атмосферах размерность обозначается «ати» – атмосфера техническая избыточная.

Соотношение между абсолютным и избыточным давлениями при атмосферном (барометрическом) давлении р_атм= 1ата= 735,6мм Hg= 9,81·10⁴Па :

Задача 8.

Определить абсолютное давление в осушительной башне сернокислого завода, если дифференциальный манометр, подключённый к внутреннему пространству башни, показывает вакуум 300 мм столба серной кислоты (98%-ной) относительно атмосферного давления равного 750 мм Hg.

Решение.

Плотность 98%-ной серной кислоты при 20°С: [1, табл.IV].

Вакуум, замеряемый дифференциальным манометром, рассчитывается по высоте столба серной кислоты в нём:

.

Переведём атмосферное давление из мм HgвПа:

.

Давление в промывной башне меньше атмосферного давления на величину вакуума, замеряемого дифференциальным манометром:

.

Задача 9.

По трубопроводу движется жидкость под избыточным давлением 0,18 ати. Рассчитать высоту столба жидкости в пьезометрической трубке, если жидкость а) вода, б) четырёх­хлористый углерод (тетрахлорметан).