Насколько вода может сжимать воздух?

Поэтому я подумал об использовании барометрического датчика для измерения сжатия воздуха в трубке, чтобы измерить уровень воды в резервуаре (основная диаграмма ниже).

Давление воздуха в водопроводной трубе

Итак, исходя из уравнения п 1 В 1 Т 1 "=" п 2 В 2 Т 2 , я предположил, что температура остается постоянной (на самом деле это не так, но я учту это), и, учитывая, что площадь поверхности трубы также остается постоянной, вы можете вычислить давление с помощью этого уравнения: п я час я час ф "=" п ф .

Итак, давайте предположим, что трубка находится наполовину в воде, поэтому час я час ф "=" 2 , Который означает, что п ф "=" 2 п я . Означает ли это, что вода оказывает давление на воздух примерно в 200 кПа (удвоенное среднее атмосферное давление на уровне моря)? И, очевидно, мы не можем сжимать воздух до бесконечности или даже до экстремальных уровней (иначе никогда не понадобились бы дорогие воздушные компрессоры), просто опустив трубу под воду — так каков предел того, с какой силой (или давлением) может справиться вода? применять на воздухе в такой среде?

Ответы (1)

Есть лучший способ измерить уровень воды. Протяните трубку до дна резервуара для воды, уровень которого вы хотите измерить. Установите датчик давления в верхней части трубки. Запустить медленного потока воздуха в трубку. Давление, необходимое для вытеснения воздуха из нижней части трубки, напрямую связано с глубиной воды, через которую воздух вынужден проходить, и это измеренное давление подчиняется уравнению п "=" р г час . Плотность пресной воды 1000 к г / м 3 , поэтому единственным неизвестным в уравнении давления является час , что является высотой воды, через которую проходит воздух.

Вы используете уравнение идеального газа, с которым вы должны быть осторожны, поскольку оно имеет ограничения. Ответ Дэвида здесь лучше всего
Но как я могу измерить, выходят ли пузырьки воздуха? Видя, меняется ли давление в трубке, и если давление не меняется, значит, я могу использовать измеренное давление, чтобы найти глубину воды?
@explodingfilms101, вы можете искать пузырьки воздуха, поднимающиеся со дна трубки. Также обратите внимание - если вы установите небольшой и непрерывный расход воздуха в трубке, вам гарантировано, что воздух барботирует из нижней части трубки за счет сохранения массы, если только где-то в трубке нет отверстия. Если вы достаточно «наворочены», чтобы поместить какой-нибудь высокочастотный регистратор давления на датчик давления, вы также должны увидеть «шум в записи», указывающий на то, что прибор работает.
@sheltonBenjamin, спасибо за вотум доверия. Обратите внимание, что это не моя первоначальная идея ... это реальная отраслевая практика для процессов, которые трудно измерить обычными средствами (например, глубина жидкой серы в резервуаре для серы). Надеюсь, «чистые» физики на этом форуме не будут слишком раздражены тем, что я отправил заявку на ответ из реального мира (обычно они появляются на инженерном обмене).
Верно, но я пытаюсь найти способ автоматизировать это. Если воздух будет пузыриться, даже если воздушный поток небольшой - как я смогу определить глубину? Таким образом, если предположить, что труба имеет длину 2 м и находится наполовину в воде, это будет означать, что давление воды на дне трубы составляет ~ 10 кПа. Потребуется ли воздушному насосу добавить дополнительные 10 кПа сверх равновесных условий, чтобы воздух вышел пузырьками? Если это так, то сможете ли вы увидеть текущее равновесное давление, измерив давление воздуха в трубке?
@explodingfilms101, показания давления говорят вам о давлении на дне трубы, где бы она ни находилась. В единицах СИ глубина в метрах определяется выражением час "=" п / р г .
Но как показание давления скажет мне о давлении на дне трубки? Атмосферное давление превышает 100 кПа, а на глубине 1 м всего 10 кПа. У меня сложилось впечатление, что атмосфера не просто постоянно пузырится в воде.
Насколько вода может сжимать воздух?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v