Высота водяного столба при 1 атмосфере

Гидростатическое давление

Гидростатическое давление – это давление водяного столба выше условного уровня.

Формула гидростатического давления выводится достаточно просто

Эта формула показывает, что давление не зависит от площади или формы сосуда. Это как раз зависит от плотности и высоты столба той или иной жидкости. Из чего следует, что, увеличивая высоту сосуда, мы можем создать достаточно высокое давление при малом объеме. Блез Паскаль продемонстрировал это в 1648 году. Он вставил узкую трубку в закрытую бочку, наполненную водой, и, поднявшись на балкон второго этажа, налил в эту трубку кружку воды. Из-за малой толщины трубы вода в ней поднялась на большую высоту, а давление в стволе возросло настолько, что крепления ствола не выдержали, и он лопнул.

Это также приводит к такому явлению, как гидростатический парадокс.

Гидростатический парадокс — явление, при котором сила давления веса налитой в сосуд жидкости на дно сосуда может отличаться от веса наливаемой жидкости. В сосудах с сечением, увеличивающимся кверху, сила давления на дно сосуда меньше веса жидкости, в сосудах с сечением, уменьшающимся кверху, сила давления на дно сосуда равна больше веса жидкости. Сила сжатия жидкости на дно сосуда равна весу жидкости только для цилиндрического сосуда.

На картинке выше давление на дно сосуда одинаково во всех случаях и не зависит от веса наливаемой жидкости, а только от уровня. Причина гидростатического парадокса в том, что жидкость давит не только на дно, но и на стенки сосуда. Давление жидкости на наклонные стенки имеет вертикальную составляющую. У сосуда, расширяющегося кверху, она направлена ​​вниз, у сосуда, сужающегося кверху, направлена ​​вверх. Вес жидкости в сосуде будет равен сумме вертикальных составляющих давления жидкости на всю внутреннюю площадь сосуда

Что такое гидростатическое давление

Если на поверхность воды действуют внешние силы, то давление в жидкости будет передаваться одинаково во все стороны. Это основной закон гидростатики, который был открыт французским ученым Блезом Паскалем в 1653 году. Сила, действующая на жидкость, — это в основном сила тяжести.

В твердых телах молекулы образуют кристаллическую решетку. И, жестко связанные, они могут передавать давление только в том направлении, в котором действует сила, приложенная к объекту. А в покое последний направлен строго вниз.

В жидкостях есть относительная свобода для небольшого движения. Поэтому молекулы газа или любой жидкости могут передавать давление в любом направлении. А под действием силы тяжести вода просто растекается в разные стороны, если ее движение не ограничено стенками сосуда.

Если жидкость покоится, то в ней нет касательных и растягивающих сил. Это означает, что давление в толще воды направлено строго по внутренней нормали к основанию. То есть, в какой бы форме сосуд ни использовался, давление внутри него всегда будет действовать только под углом 90 градусов по отношению к стенкам сосуда.

Так как в бытовых условиях жидкости всегда ограничены какими-то стенками (баком, трубами), существует зависимость напора воды от высоты столба. То есть важно, на каком расстоянии находится поверхность жидкости от точки основания, на которую направлена ​​сила.

Факторы, влияющие на показатель

При отсутствии внешнего воздействия играют роль два фактора:

• высота столбца;
• плотность.

Чем выше уровень воды, налитой в ванну, тем выше давление на дне. Если в одной емкости ртуть, а в другой вода и при этом уровни жидкостей одинаковы, то в первом случае давление на дно больше, так как ртуть имеет большую плотность.

Атмосферный воздух также давит на содержимое сосуда сверху. Поэтому в сообщающихся сосудах уровень одинаков, так как в каждом из них атмосфера над поверхностью одинакова.

Если приложить к поверхности поршень и приложить к нему давление, то давление будет равно сумме:

• внешняя сила;
• вес воды.

В то же время форма сосуда не определяет величину силы, создаваемой столбом. То же самое будет и при той же высоте колонны, хотя стенки емкости могут расширяться кверху или сужаться.

Измерение давления воды и формула для расчетов

Единицей давления в жидкости является 1 мм водяного столба. Оно равно 9,8 Па (Н/м²). Но на практике давление в воде измеряется в килограмм-силах на квадратный сантиметр (кгс/см²). И в этом случае единица называется атмосферой (1 атм). В метре водяного столба будет 0,1 ат.

Чтобы точно рассчитать давление жидкости (P) на определенной площади, используйте формулу:

П = п × ч × г

Для этого нужно знать плотность жидкости (p), высоту столба (h) и скорость свободного падения (g).

Плотность воды зависит от температуры. Но принято считать, что во всех расчетах принимается среднее значение в одну тысячу килограммов на кубический метр. Ускорение свободного падения также используется для округления до 10 м/см². На основании этих данных не составит труда подсчитать, сколько атмосфер в 10 метрах воды.

Воздействие составляет 10 кПа, что равно 1 технической атмосфере. Но для максимально возможной точности необходимо убрать округление и обязательно умножить произведение на величину атмосферного давления, действующего на поверхность воды. Правда, для бытовых расчетов в этом нет необходимости.

Эпюра двухстороннего давления, когда с двух сторон щита находятся жидкости с разными плотностями

Здесь график жидкости справа показан синим цветом, который «вырезан» из графика жидкости слева. Во всех точках щита в той части, где вода находится с обеих сторон, рассчитывается разность давлений слева и справа. Эта разница позволяет построить результирующую диаграмму давления (показана черным цветом).

Монтаж накопительного бака

В районах, где отсутствует централизованное водоснабжение, принято брать воду из колодцев или скважин для хозяйственных нужд. Чтобы достать из глубины питьевую жидкость, необходимо использовать насос. Но каждый раз, когда вам нужен только один стакан воды, включать насос становится невыгодно.

Поэтому целесообразно устанавливать накопительный бак на определенной высоте. Согласно СНиП, а также Постановлению Правительства №354, давление воды на выходе из крана должно быть не менее 0,3 атм. А для этого достаточно поднять бак всего на 3 метра. Для этого даже не нужно строить башню. Достаточно использовать чердак одноэтажного дома.

Один раз в определенное время бак наполняется насосом. Затем вода движется по трубам под действием силы тяжести в соответствии с гидростатическим законом Паскаля. А на выходе из крана будет создаваться достаточное давление для покрытия всех бытовых нужд.

Помимо разводки от накопительного бака к раковинам и унитазу, необходимо провести еще одно обязательное действие. Вне зависимости от того, теплый чердак или нет, необходимо также хорошо утеплить емкость для жидкости. Это гарантирует, что при усилении морозов зимой дом не останется без воды.

Применение на практике

Примеры использования знаний о свойствах воды:

1. 
   При выборе насоса для водоснабжения в доме высотой 10 м понимают, что напор должен быть не менее 1 атм.
2. Водонапорная башня подает воду в дома ниже нее по высоте, напор в кране у потребителей задается весом столба воды в баке.
3. Если в стенках бочки появляются отверстия, то чем ниже они расположены, тем более прочным должен быть материал для их заделки.
4. Дома измерьте напор холодной воды в кране манометром. Если оно меньше 0,3 атм (установлено санитарными нормами), есть основание для претензий к коммунальному снабжению.

С помощью гидравлического пресса можно получить большую мощность при малой мощности. Примеры применения:

• извлечение масла из семян растений;
• спуск со складов построенного судна;
• ковка и штамповка деталей;
• домкраты для подъема грузов.

Обустройство капельного полива

Закон Паскаля давно и успешно применяется во всех засушливых регионах мира. Но наиболее эффективно его применяли в Израиле. В пятидесятых годах прошлого века впервые стали практиковать метод мелиорации, который впоследствии получил название капельного. И придумали его, чтобы сохранить драгоценную влагу.

Подача влаги на грядки, как и раньше, осуществлялась самотеком, но теперь она дозированная и непосредственно под корнями растения. Для этого каждый корнеплод оснастили личным «кувшином для воды», а на емкость для воды установили заслонку с таймером. А через определенные промежутки времени рассада получает четко рассчитанную порцию питательной жидкости.

Капельный полив в саду Источник пром.ст

Читайте также: Натуральный логарифм, функция ln x

Современные средства

Если нет времени или вы не склонны к математике, рассчитать расход воды по трубопроводу с учетом перепада давления можно с помощью электронного калькулятора. Интернет наполнен сайтами с такими же инструментами. Для проведения гидравлического расчета необходимо учитывать коэффициент потерь. Этот подход предполагает выбор:

• падение давления на погонный метр трубопровода;
• длина секции;
• внутренний диаметр трубы;
• тип и материал водопроводной системы (пластик, железобетон, асбоцемент, чугун, сталь). Современные онлайн-калькуляторы даже учитывают, например, меньшую шероховатость пластиковой поверхности по сравнению со стальной;
• способ расчета сопротивления.

Кроме того, у пользователя есть возможность учитывать дополнительные характеристики трубопроводов, в частности, например, тип покрытия. Например:

• цементно-песчаные, наносимые различными способами;
• внешний полимерцемент или пластик;
• новые или бывшие в употреблении трубопроводы с битумным покрытием или без защитного внутреннего покрытия.

Если расчет проведен правильно, при условии, что монтаж выполнен в соответствии со всеми требованиями водопровода, претензий не будет.

Коротко о главном

Знание школьной программы по физике может значительно облегчить жизнь и сэкономить деньги. Если использовать закон гидростатики Паскаля, можно оборудовать систему, в которой вода будет течь в нужную точку с помощью силы тяжести. Кроме того, в доме может быть как умывальник, так и грядка с овощами на огороде.

Для этого нужно установить емкость соответствующего объема на нужной высоте. А для определения последнего нужно использовать специальную формулу, определяющую давление водяного столба в системе. И всю работу будет производить обычная гравитация.

На дно и стенку сосуда – в чем разница?

Наполняющая сосуд вода оказывает давление в направлении, всегда перпендикулярном поверхности твердого тела, по всей площади контакта с дном и стенками.

Сила на днище распределяется равномерно, то есть она одинакова в любой момент времени. Наполнив сито водой, можно убедиться, что струи, протекающие через отверстия, имеют одинаковое давление.

После заполнения сосуда с отверстиями одинакового диаметра в стенках на разной высоте можно наблюдать разное давление на вытекающую струю. Чем выше отверстие, тем слабее луч. То есть давление на стенки емкости тем больше, чем ближе ко дну.

Инстанции, отвечающие за водоснабжение

Прежде чем обращаться в какие-либо инстанции по поводу плохого напора воды, убедитесь, что причина этого не в засорении агрегата накипью или другими отложениями, выходе из строя оборудования и т.п

Если причина не в вышеперечисленном, то при несоблюдении норм давления подаваемой на МКД воды можно обращаться в следующие организации:

• в управляющую компанию (УК), на балансе которой этот дом находится. СК по определению является посредником между поставщиком ресурсов жизнеобеспечения МКД и жителем, являющимся собственником или нанимателем жилья в этом доме. Необходимо сделать следующее:
• написать заявление в УК с описанием проблемы, с требованиями устранить нарушения норм водоснабжения и рассчитать стоимость платных услуг по содержанию жилья,
• направить жалобу в УК в 2-х экземплярах, один — оставить в компании, другой, с отметкой о принятии заявления — забрать самостоятельно,
• ожидает решения проблемы, УК обязывает рассмотреть жалобу не позднее 1 месяца после ее принятия.

• в отдел администрации города, если действия по поданной жалобе не были своевременно рассмотрены в соответствии с уголовным законом. При обращении в администрацию следует написать новое заявление и приложить еще одну копию жалобы, ранее направленной в УК.

Определение

Чтобы водопроводная сеть работала стабильно, работники водопровода регулярно поддерживают в ней заданное количество атмосфер. Сила движения жидкости в трубах определяется физической величиной, равной степени воздействия жидкой среды на их стенки. Систематическая корректировка показателей вытеснения Н2О позволяет полноценно функционировать водоносным горизонтам, исключая вероятность аварий. Такой как:

• новаторские автомагистрали;
• выход из строя клапанов;
• поломка сантехники и др.

Таблица — давление водяного столба в зависимости от глубины (высоты водяного столба) 1-500 метров Па=Pa, бар=bar, psi, psf. Гидростатическое давление столба жидкости или газа. Таблица давления воды от глубины.

• Гидростатическое давление — это давление в покоящейся жидкости (и даже в газе), возникающее под действием силы притяжения. По отношению к глубине и плотности жидкости (газа):
  • P = ρ*g*h (на поверхности Земли.)
    • Где:
      • P = Давление (Па=Па, бар=бар, фунт/кв дюйм, фунт/кв фут)
      • h = глубина или высота столба жидкости или газа (м=м, фут=фут, дюйм=дюйм)
      • Ρ = плотность жидкости или газа () 3 кг/м
      • g = ускорение свободного падения (, 21,937 (м/ч)/с2, 32,174 фут/с29,80665 м/с)

Высота водяного столба = Глубина углубления	Давление
метр=м=м	фут = фут	мм=мм	Па = Па	бар = бар	пси	pS
1,00	3,28	1000	10 000	0,10	1,45	209
2:00 утра	6,56	2000 г	20 000	0,19	2,90	418
3:00 утра	9,84	3000	30 000	0,29	4,35	627
4:00 утра	13.12	4000	40 000	0,39	5,80	836
5.00	16.40	5000	50 000	0,49	7,25	1045
6:00 утра	19,69	6000	60 000	0,58	8,70	1254
7.00	22,97	7000	70 000	0,68	10.15	1463
8:00 утра	26.25	8000	80 000	0,78	11.60	1672
9:00 утра	29.53	9000	90 000	0,87	13.05	1 881
10.00	32,81	10 000	100 000	0,97	14.50	2090
3 вечера	49.21	15 000	150 000	1,46	21,75	3 135
8 вечера	65,62	20 000	200 000	1,94	29.00	4 180
25.00	82.02	25000	250 000	2,43	36,25	5225
30.00	98,43	30 000	300 000	2,91	43,50	6270
35.00	114,83	35000	350 000	3,40	50,75	7315
40.00	131,23	40 000	400 000	3,88	58.00	8360
45.00	147,64	45000	450 000	4,37	65,25	9405
50.00	164.04	50 000	500 000	4,85	72,50	10 450
55.00	180,45	55 000	550 000	5,34	79,75	11 495
60.00	196,85	60 000	600 000	5,82	87.00	12 540
65.00	213,25	65 000	650 000	6.31	94,25	13 585
70.00	229,66	70 000	700 000	6,79	101,50	14 630
75.00	246,06	75 000	750 000	7,28	108,75	15 675
80.00	262,47	80 000	800 000	7,76	116.00	16 720
85,00	278,87	85 000	850 000	8,25	123,25	17 765
90.00	295,28	90 000	900 000	8,73	130,50	18 810
Высота водяного столба = Глубина углубления	Давление
метр=м=м	фут = фут	мм=мм	Па = Па	бар = бар	пси	pS
95,00	311,68	95 000	950 000	9.22	137,75	19 855
100.00	328.08	100 000	1 000 000	9,70	145.00	20 900
110.00	360,89	110 000	1 100 000	10,67	159,50	22 990
120.00	393,70	120 000	1 200 000	11,64	174.00	25 080
130.00	426,51	130 000	1 300 000	12.61	188,50	27 170
140.00	459,32	140 000	1 400 000	13.58	203.00	29 260
150.00	492,13	150 000	1 500 000	14.55	217,50	31 350
160.00	524,93	160 000	1 600 000	15.52	232.00	33 440
170.00	557,74	170 000	1 700 000	16.49	246,50	35 530
180.00	590,55	180 000	1 800 000	17.46	261.00	37 620
190.00	623,36	190 000	1 900 000	18.43	275,50	39 710
200.00	656,17	200 000	2 000 000	19.40	290.00	41 800
Высота водяного столба = Глубина углубления	Давление
метр=м=м	фут = фут	мм=мм	Па = Па	бар = бар	пси	pS
210.00	688,98	210 000	2 100 000	20.37	304,50	43 890
220.00	721,78	220 000	2 200 000	21.34	319.00	45 980
230.00	754,59	230 000	2 300 000	22.31	333,50	48 070
240.00	787,40	240 000	2 400 000	23.28	348.00	50 160
250.00	820,21	250 000	2 500 000	24.25	362,50	52 250
260.00	853.02	260 000	2 600 000	25.22	377,00	54 340
270.00	885,83	270 000	2 700 000	26.19	391,50	56 430
280.00	918,64	280 000	2 800 000	27.16	406.00	58 520
290.00	951,44	290 000	2 900 000	28.13	420,50	60 610
300.00	984,25	300 000	3 000 000	29.10	435.00	62 700
310.00	1017,06	310 000	3 100 000	30.07	449,50	64 790
320.00	1049,87	320 000	3 200 000	31.04	464.00	66 880
330.00	1082,68	330 000	3 300 000	32.01	478,50	68 970
340.00	1 115,49	340 000	3 400 000	32,98	493.00	71 060
350.00	1 148,29	350 000	3 500 000	33,95	507,50	73 150
Высота водяного столба = Глубина углубления	Давление
метр=м=м	фут = фут	мм=мм	Па = Па	бар = бар	пси	pS
360.00	1181,10	360 000	3 600 000	34,92	522.00	75 240
370.00	1213,91	370 000	3 700 000	35,89	536,50	77 330
380.00	1246,72	380 000	3 800 000	36,86	551,00	79 420
390.00	1279,53	390 000	3 900 000	37,83	565,50	81 510
400.00	1312,34	400 000	4 000 000	38,80	580.00	83 600
410.00	1345,14	410 000	4 100 000	39,77	594,50	85 690
420.00	1377,95	420 000	4 200 000	40,74	609.00	87 780
430.00	1410,76	430 000	4 300 000	41,71	623,50	89 870
440.00	1443,57	440 000	4 400 000	42,68	638.00	91 960
450.00	1476,38	450 000	4 500 000	43,65	652,50	94 050
460.00	1509.19	460 000	4 600 000	44,62	667.00	96 140
470.00	1541,99	470 000	4 700 000	45,59	681,50	98 230
480.00	1574,80	480 000	4 800 000	46,56	696.00	100 320
490.00	1607,61	490 000	4 900 000	47,53	710,50	102 410
500.00	1640,42	500 000	5 000 000	48.50	725.00	104 500

Сколько Метр водяного столба в Техническая атмосфера:

1 метр водяного столба = 0,099997 технической атмосферы

1 Техническая атмосфера = 10,00028 м водяного столба

Метр водяного столба в Техническая атмосфера:

Метров водяного столба в техническую атмосферу

Счетчик водяного столба	1	10	50	100	500	1000
Техническая атмосфера	0,099997	0,99997	4,99985	9,9997	49,9985	99 997
Техническая атмосфера	1	10	50	100	500	1000
Счетчик водяного столба	10.00028	100.0028	500 014	1000.028	5000,14	10000,28