实验： 静水压强VIP专享VIP免费

实验八静水压强水静力学主要研究液体在平衡状态下的静水压强分布规律，进而进行建筑物的平面及曲面静水总压力的计算。处于静止状态的液体质点之间以及液体质点与固体边壁之间的相互作用，是通过压强的形式来表现的。下面我们进行室内的静水压强实验。一、实验目的1．加深理解水静力学基本方程式及等压面的概念。2．计算密封容器内静止液体表面及其内部某空间点的静水压强。3.观察液体表面压强变化时，液体压强的传递现象和传递规律。4.学会用静水压强法求液体的容重。二、实验原理假设密封容器的液体表面压强为P0，当对液体的表面加压时，即使P0＞Pa，从U形管C可以看到有压力差产生，U形管C与密封容器上部空气连通的一面，液面下降，而与大气相通的一面，液面上升。由此可知，液面下降的表面压力，即是密封容器内液体表面压力P0，即：P0＝Pa＋ρgh，是U形管液面上升的高度。当密封容器内压力P0下降时，U形管液面呈现相反的现象，即：P0＜Pa，这时密封容器内液体表面压力P0＝Pa-ρgh，h为液面下降的高度。如果对密封容器的液体表面加压时，其容器内部的压力向各个方向传递，在右侧的测压管中，可以看到由于A、B两点在容器内的淹没深度h不同，在压力向各个点传递时，先到A点后到B点。在测压管中反映出的是A管的液体柱先上升，而B管的液柱滞后A上升，当停止加压时，A、B两点在同一水平面上。静水压强：液体内垂直于单位面积上的压应力叫做静水压强。其单位可以用kPa、kg/cm2、mmHg或水柱高度表示。静水压强方程式：P=P0+h(8－1)式中：P——计算点的压强。P0——液体表面所受气体的压强，也叫做表面压强。——水的容重。h——计算点的深度。h——相对压强。等压面是由静水压强相等的各点所构成的面。静止液体表面是一水平面，也是一个等压面。在同一液体内等压面是一系列的水平面。两种液体的分界也是一个等压面。根据压强方程式：P0+11h=Pa22h所以：11h=22h（8—2）根据上式可计算液体的容重。三、仪器结构静水压强仪：由密封容器、加压器（连接在通气阀上）、A管、B管、U形管C、放水阀等组成。四、实验步骤1、打开密闭容器上部的通气阀，使容器表面压强等于大气压强，同时打开A、B、C管和中间测压管的阀门，此时，两根测压管和中间测压管中的水位及容器的水位保持一平，U形管中无高差。然后关闭通气阀。2、用加压器缓慢向液体表面加压，使液体表面压强大于大气压强，观察各测压管中的水位变化过程。记录，最终的上升高度。可先把左右两侧测压管的阀门关闭，然后再打开，使水位徐徐上升，以增加演示效果。3、打开通气阀排气，使表面压强恢复到大气压，液面恢复到同一水平面上，然后再关闭通气阀。4、打开密封容器底部的放水阀，放出一部分水，造成密封容器内压力下降，使液体表面出现真空。观察各测压管中的水位。记录各管最终水位。图8-1静水压强仪加压器C管放水阀A管B管密封容器通气阀通气阀液面5、重新做一次，并记录测压管读数。五、实验成果及思考题1.填写实验记录表（8－1）表8－1水位表压1234液面高度P0﹥PaP0﹤Pa2、计算不同实验条件下密封容器内液体表面的压强值。3、计算不同条件下A、B两点的静水压强值。4、在P0>Pa的条件下，计算密封容器内液体的表面压强，并计算A，B两点的相对和绝对压强。5、在P0