- Определите манометрическое давление и абсолютное давление.
- Понять работу анероидных и открытых барометров.
Если вы хромаете на заправочной станции с почти спущенной шиной, вы заметите, что указатель шины на авиалинии читает почти ноль, когда вы начинаете заполнять ее. Фактически, если бы в вашей шине была зияющая дыра, манометр показывал бы ноль, даже если в шине существует атмосферное давление. Почему датчик показывает ноль? Здесь нет никакой тайны. Манометры для шин просто предназначены для считывания нуля при атмосферном давлении и положительного значения, когда давление превышает атмосферное.
Точно так же атмосферное давление увеличивает кровяное давление в каждой части системы кровообращения. (Как отмечено в Принципе Паскаля, общее давление в жидкости представляет собой сумму давлений из разных источников — здесь, в сердце и в атмосфере.) Но атмосферное давление не оказывает чистого влияния на кровоток, так как оно добавляет к выходящему давлению сердца и возвращаясь к нему тоже. Важно то, сколько большая артериальное давление выше атмосферного. Таким образом, измерения артериального давления, как и давление в шинах, производятся относительно атмосферного давления.
Короче говоря, манометры очень часто игнорируют атмосферное давление, то есть считывают ноль при атмосферном давлении. Поэтому мы определяем манометрическое давление быть давлением относительно атмосферного давления. Манометрическое давление является положительным для давления выше атмосферного давления и отрицательным для давления ниже него.
Манометрическое давление
На самом деле, атмосферное давление увеличивает давление при любом гриппе>
Абсолютное давление
По причинам, которые мы рассмотрим позже, в большинстве случаев абсолютное давление при гриппе>
Существует множество устройств для измерения давления, начиная от шинных манометров и заканчивая манжетами для измерения давления. Принцип Паскаля имеет большое значение в этих устройствах. Неограниченная передача давления через жидкость обеспечивает точное дистанционное измерение давления. Дистанционное зондирование часто более удобно, чем установка измерительного устройства в систему, например артерию человека. На рисунке 1 показан один из многих типов механических манометров, используемых сегодня. Во всех механических манометрах давление приводит к силе, которая преобразуется (или преобразовывается) в некоторый тип показаний.
Рисунок 1. Этот анероидный датчик использует гибкие сильфоны, соединенные с механическим индикатором для измерения давления.
Давайте рассмотрим, как манометр используется для измерения давления. Предположим, один с>
Рисунок 2. Манометр с открытой трубкой имеет один s>
Ртутные манометры часто используются для измерения артериального давления. Надувная манжета надевается на плечо, как показано на рисунке 3. Сжимая лампочку, человек, производящий измерение, оказывает давление, которое передается в неизмененном виде как на главную артерию в руке, так и на манометр. Когда это приложенное давление превышает кровяное давление, кровоток ниже манжеты отключается. Затем человек, проводящий измерение, медленно понижает приложенное давление и прислушивается к возобновлению кровотока. Кровяное давление пульсирует из-за насосного действия сердца, достигая максимума, называемого систолическое давление, и минимум, называется диастолическое давление, с каждым сердцебиением. Систолическое давление измеряется, отмечая значение час когда начинается кровоток, когда давление в манжете снижается. Диастолическое давление измеряется, отмечая час когда кровь течет без перерыва. Типичное артериальное давление молодого взрослого человека поднимает ртуть до высоты 120 мм при систолическом и 80 мм при диастолическом. Обычно это 120 от 80 или 120/80. Первое давление является показателем максимальной производительности сердца; второе связано с эластичностью артерий в поддержании давления между ударами. Плотность ртутного гриппа>
Систолическое давление
Диастолическое давление
Рисунок 3. При обычных измерениях артериального давления на верхней части руки на уровне плеча надевается надувная манжета. Кровоток определяется чуть ниже манжеты, и соответствующие давления передаются на заполненный ртутью манометр. (Фото: армейское фото США, сп. Мика Э. Клэр, 4-й BCT)
Пример 1. Расчет высоты внутривенного мешка: артериальное давление и внутривенные вливания
Внутривенные вливания обычно производятся с помощью гравитационной силы. Предполагая, что плотность вводимой жидкости составляет 1,00 г / мл, на какой высоте следует поместить мешок для внутривенного вливания над точкой входа, чтобы жидкость просто попала в вену, если кровяное давление в вене на 18 мм рт. Ст. Выше атмосферного давления ? Предположим, что мешок IV складной.
Стратегия для (а)
Чтобы жидкость просто попала в вену, ее давление на входе должно превышать кровяное давление в вене (на 18 мм рт. Ст. Выше атмосферного давления). Поэтому нам нужно найти высоту жидкости, которая соответствует этому манометрическому давлению.
Решение
Сначала нам нужно преобразовать давление в единицах СИ. С 1,0 мм рт. Ст. = 133 Па,
Перегруппировка пг знак равно hρg за час дает [латекс] h = \ frac<
_<\text>><\mathrm<\rho g>> \\ [/ латекс]. Подстановка известных значений в это уравнение дает
обсуждение
Пакет для внутривенного вливания должен быть размещен на 0,24 м выше точки входа в руку, чтобы жидкость просто попала в руку. Как правило, мешки IV помещены выше, чем это. Возможно, вы заметили, что мешки, используемые для сбора крови, расположены под донором, чтобы кровь могла легко течь из руки в сумку, что противоположно направлению потока, чем требуется в примере, представленном здесь.
Рисунок 4. Ртутный барометр измеряет атмосферное давление. Давление из-за веса ртути, hρg, равно атмосферному давлению. Атмосфера способна заставить ртуть в трубе на высоту час потому что давление над ртутью равно нулю.
Таблица 1. Коэффициенты пересчета для различных единиц давления| Пересчет в Н / м 2 (Па) | Преобразование из банкомата |
|---|---|
| 1,0 атм = 1,013 × 10 5 Н / м 2 | 1,0 атм = 1,013 × 10 5 Н / м 2 |
| 1,0 дин / см 2 = 0,10 Н / м 2 | 1,0 атм = 1,013 × 10 6 дин / см 2 |
| 1,0 кг / см 2 = 9,8 × 10 4 Н / м 2 | 1,0 атм = 1,013 кг / см 2 |
| 1,0 фунт / дюйм 2 = 6,90 × 10 3 Н / м 2 | 1,0 атм = 14,7 фунтов / дюйм 2 |
| 1,0 мм рт. Ст. = 133 Н / м 2 | 1,0 атм = 760 мм рт. |
| 1,0 см рт.ст. = 1,33 × 10 3 Н / м 2 | 1,0 атм = 76,0 см рт.ст. |
| 1,0 см воды = 98,1 Н / м 2 | 1,0 атм = 1,03 × 10 3 см воды |
| 1,0 бар = 1000 × 10 5 Н / м 2 | 1,0 атм = 1,013 бар |
| 1,0 миллибар = 1000 × 10 2 Н / м 2 | 1,0 атм = 1013 миллибар |
Резюме раздела
- Манометрическое давление — это давление относительно атмосферного давления.
- Абсолютное давление — это сумма манометрического давления и атмосферного давления.
- Анероидный манометр измеряет давление с помощью сильфонно-пружинного устройства, соединенного с указателем калиброванной шкалы.
- Манометры с открытой трубкой имеют U-образные трубки, и один конец всегда открыт. Используется для измерения давления.
- Ртутный барометр — это устройство, которое измеряет атмосферное давление.
Концептуальные вопросы
1. Объясните, почему жидкость достигает одинакового уровня с обеих сторон манометра, если обе стороны открыты для атмосферы, даже если трубки имеют разные диаметры.
2. На рисунке 3 показано, как выполняется общее измерение артериального давления. Есть ли какое-либо влияние на измеренное давление, если манометр опущен? Каков эффект поднятия руки над плечом? Каково влияние наложения манжеты на верхнюю часть ноги, когда человек стоит? Объясните свои ответы с точки зрения давления, создаваемого весом жидкости.
3. Учитывая величину типичных артериальных давлений, почему для этих измерений используются ртутные, а не водяные манометры?
Проблемы упражнения
1. Найдите манометр и абсолютные давления в баллоне и банке с арахисом, показанных на рисунке 2, предполагая, что манометр, подключенный к баллону, использует воду, тогда как манометр, подключенный к банке, содержит ртуть. Экспресс в единицах сантиметров воды для баллона и миллиметров ртути для банки, принимая час = 0,0500 м для каждого.
Рисунок 2. Манометр с открытой трубкой имеет один s>
2. (a) Преобразуйте нормальные показания артериального давления 120 на 80 мм рт. Ст. В ньютоны на квадратный метр, используя соотношение давления из-за веса гриппа>
3. Какого размера должен быть заполненный водой манометр для измерения давления крови до 300 мм рт.
4. Скороварки существуют уже более 300 лет, хотя в последние годы их использование сильно сократилось (у ранних моделей была неприятная привычка взрываться). Какое усилие должны выдерживать защелки, удерживающие крышку на скороварке, если круглая крышка имеет диаметр 25,0 см и манометрическое давление внутри составляет 300 атм? Пренебрегайте весом крышки.
5. Предположим, вы измерили кровяное давление стоящего человека, поместив манжету на его ногу на 0,500 м ниже сердца. Рассчитайте давление, которое вы бы наблюдали (в единицах мм рт. Ст.), Если бы давление в сердце было 120 более 80 мм рт. Предположим, что нет потери давления из-за сопротивления в кровеносной системе (разумное предположение, так как крупные артерии большие).
6. Подводная лодка находится на мели на дне океана, ее люк находится на 25,0 м ниже поверхности. Рассчитайте усилие, необходимое для открытия люка изнутри, учитывая, что оно круглое и диаметром 0,450 м. Давление воздуха внутри подводной лодки составляет 1,00 атм.
7. Предполагая, что велосипедные шины являются достаточно гибкими и выдерживают вес велосипеда и гонщика одним лишь давлением, рассчитайте общую площадь шин, соприкасающихся с землей. Вес велосипедиста плюс составляет 80,0 кг, а манометрическое давление в шинах составляет 3,50 × 10 5 Па.
По материалам сайта: courses.lumenlearning.com
