Сосуд под давлением 3 атм
Это нужно знать: какие часы реально выживут в воде?
Что такое водонепроницаемость, зачем она нужна в наручных часах, и в чем измеряется?
Для наручных часов кроме механических повреждений внешними источниками опасности можно назвать магнитное поле, пыль и воду. Технический прогресс идет семимильными шагами, кажется, что поместить часовой механизм в абсолютно герметичный корпус не составляет особой сложности. Однако, не все так просто. Заводная головка и дополнительные кнопки требуют отверстий в корпусе, это означает, что туда может просочиться влага. Повышение герметичности корпуса позволило существенно продлить срок службы наручных часов, так что можно с уверенностью сказать: водозащита стала революцией в часовом мире и изменила жизнь человека к лучшему.
Современные производители маркируют свою продукцию обозначениями, содержащими информацию о степени защищенности часов от воды. Здесь может возникнуть небольшая путаница. Слово «водонепроницаемый» по умолчанию подразумевает абсолютную герметичность. По факту водонепроницаемость связана скорее не с герметичностью, а с уровнем давления, которое выдерживает корпус, не пропуская внутрь воду.
В настоящее время в стандарте обозначения используются единицы метры и количество атмосфер. Атмосферы, бары показывают силу давления какой толщи воды способны выдержать часы (1 атмосфера или 1 бар =10 метров).
Заявленная глубина на циферблате не означает допустимую глубину погружения!
Это связано с тем, что измеряется водонепроницаемость в лабораторных условиях, где часы находятся в статичном положении при постоянной температуре. Если к этим условиям добавить динамику рук при плавании и нырянии, давление на корпус увеличится. Поэтому ошибочно думать, что в часах с обозначением 30 метров, вы сможете нырять даже на десятиметровую глубину.
Классы водонепроницаемости
10 метров (1 АТМ): часы выдерживают попадание брызг, капель дождя и пот.
30 метров (3 АТМ): часы выдержат брызги, сильный дождь, мытье рук. Если на часах присутствует надпись WATER RESISTANT, но нет конкретного числового обозначения, значит, их водонепроницаемость 30 метров (3 АТМ).
50 метров (5 АТМ): самый спорный класс водозащиты. Несмотря на обещания производителей, что в часах с маркировкой «Water Resistant 50m» можно безбоязненно плавать, не советуем полностью на это полагаться.
100 метров (10 АТМ): в часах вы сможете принимать душ, плавать и нырять, но без глубоководного погружения.
200 метров (20 АТМ): модели с маркировкой «Water Resistant 200m» подходят для ныряния на глубину не более 50 метров и нахождения в воде не дольше 2-х часов.
300 метров и выше (30, 50, 100 АТМ): часы подойдут для глубоководного погружения (дайвинга) с аквалангом.
Таблица классов водонепроницаемости
5 советов для продления жизни водонепроницаемых часов
- При регулярном контакте с водой проверяйте часы каждый год, в случае отсутствия оного – один раз в 2-3 года.
- Если часы намокли или еще находятся в воде, настоятельно не рекомендуется отвинчивать заводную головку. Перед купанием, погружением обязательно проверяйте, надежно ли она завинчена. Также не советуем нажимать на часах кнопки, иначе велик риск попадания воды внутрь корпуса.
- Если под стеклом образовался конденсат, и в тот момент невозможно обратиться в сервисный центр за консультацией, просушите часы, положив их в теплое сухое место и раскрутив заводную головку.
- Обязательно снимайте часы с руки перед баней, сауной или джакузи. Под действием высокой температуры уплотнительная прокладка в корпусе может деформироваться, а стекло может отходить от корпуса. Дополнительный вред от банных процедур в часах – образование конденсата и последующей ржавчины на деталях механизма.
- При попадании в корпус соленой или хлорированной воды часы рекомендуется промыть под струей проточной водой.
Как выбрать водонепроницаемые часы для дайвинга?
Герметичность корпуса – не единственный гарант долгой жизни водозащищенных часов. Обращать внимание нужно на все элементы конструкции.
Хороший показатель водонепроницаемости подразумевает наличие прочного стального корпуса, в идеале оснащенного завинчивающейся задней крышкой. Толщина стекла должна составлять не менее 4 мм, иначе оно не выдержит давления воды и вероятно образование трещин. Заводная головка должна быть завинчивающаяся и по возможности с дополнительной защитой по бокам. В случае, если вы выбираете себе часы для подводного погружения – браслет/ремешок для них обычно выполнен из нержавеющей стали, каучука или неопрена, обеспечивающие запас по объему запястья, необходимый при погружении в водолазном костюме.
Возможна комплектация вращающимся безелем. Вращаться он должен только против часовой стрелки и иметь специальную защиту от случайного поворота в обратную сторону.
Часы для дайвинга обычно оснащаются циферблатом, информация с которого легко считывается на расстоянии 25 см (в темноте). Минутная стрелка должна быть легко отличима от часовой. В модели может быть предусмотрен индикатор хода часов, например, секундная стрелка с люминесцентной меткой.
Часы для подводных погружений дополнительно подвергаются суровым испытаниям. На прочность механизма часы проверяются при помощи фронтального и бокового ударов пластиковым молотком. Тест считается успешным, если после него отклонение точности хода не превышает +/- 60 секунд в день.
Тест на устойчивость к соленой воде выглядит так: часы помещаются в раствор с концентрацией морской соли, приближенной к аналогичному показателю в естественных условиях (примерно 30 грамм соли на литр воды) и оставляются на сутки. Температура 18°C-25°C. Обязательное требование по завершении испытания – полное сохранение функциональности. Отдельным тестам подвергаются крепления ремешка/браслета на прочность.
Посмотрите, как испытывают часы для дайвинга под давлением 100АТМ:
Испытания на водонепроницаемость до 100АТМ
Если вам нужны русские дайверские часы без компромиссов, то обратите внимание на серию бренда Спецназ “Боевые пловцы”. Брутальны, надежны, мужской стиль!
Коллекционная серия “Боевые пловцы”
Оригинал статьи смотрите здесь
Подписывайтесь на наш канал “Часовая Слава”, вас ждет еще много интересного из мира часов!
Источник
Что это такое?
В сосуде, заполненном водой, на дно давит сила, равная весу столба жидкости. Это вызванное силой тяжести давление называется гидростатическим.
Оно определяется отношением силы к площади, то есть его физический смысл – это сила, действующая на единицу площади (см2).
Законы гидростатики описал Блез Паскаль. В 1648 г. он удивил горожан опытом, демонстрирующим свойства воды.
Вставив в бочку, заполненную водой, длинную узкую трубку, он налил в нее несколько кружек воды, и бочку разорвало.
Согласно закону Паскаля, приложенное к H2O усилие распространяется равномерно во всем объеме. Это объясняется тем, что вода почти не сжимается. В гидравлических прессах используют это свойство.
Плотность воды все же растет при высоком давлении. Это учитывается при расчетах конструкций глубоководных аппаратов.
Факторы, влияющие на показатель
При отсутствии внешнего воздействия, играют роль два фактора:
- высота столба;
- плотность.
Выше уровень воды, налитой в сосуд, — выше напор на дно. 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.
Сверху на содержимое сосуда давит также атмосферный воздух. Поэтому в сообщающихся сосудах уровень одинаков, ведь в каждом из них над поверхностью атмосфера одна и та же.
Если же к поверхности приложить поршень и давить на него, то напор будет складываться из:
- внешней силы;
- веса воды.
При этом форма сосуда не определяет размер усилия, создаваемого столбом. Оно будет одним и тем же при равной высоте столба, хотя стенки емкости могут расширяться кверху или сужаться.
На дно и стенку сосуда – в чем разница?
Вода, заполняющая емкость, оказывает давление по направлению всегда перпендикулярно поверхности твердого тела, по всей площади соприкосновения с дном и стенками.
Усилие на дно распределено равномерно, то есть оно одинаково в любой точке. Заполнив водой сито, можно увидеть, что струи, текущие через отверстия, равны по напору.
Наполнив сосуд, имеющий отверстия одного диаметра в стенках на разной высоте, можно наблюдать различный напор вытекающей струи. Чем выше отверстие – тем слабее струя. То есть, давление на стенки емкости тем больше, чем ближе ко дну.
Единицы измерения
Давление воды измеряют в:
- паскалях – Па;
- метрах водяного столба – м. в. ст.
- атмосферах – атм.
Практически достаточно знать, что 1 атмосфера равна 10 метрам водяного столба или 100000 Па (100кПа).
Формулы расчета
Давление на дно сосуда рассчитывается делением силы на площадь, то есть оно равно произведению плотности воды, высоты столба и ускорения свободного падения g (величина постоянная, равна 9,8 м/с2).
Пример расчета: бак наполнен водой (плотность 1000 кг/м3) до высоты 1,2 м. Нужно найти, какое давление испытывает дно бака. Решение: P = 1000*1, 2*9, 8 = 11760 Па, или 11, 76 кПа.
Для расчета давления на стенки сосуда применяют все ту же формулу напора, приведенную выше. При расчете берется глубина от точки, в которой нужно рассчитать напор, до поверхности воды.
Пример расчета: на глубине 5 м на стенку резервуара с водой будет оказываться давление P=1000 *5 * 9, 8=49000 кПа, что составляет 0,5 атмосферы.
Расчет давления воды на дно и стенки сосуда в видео:
Применение на практике
Примеры использования знаний свойств воды:
-
Подбирая насос для водоснабжения дома высотой 10 м, понимают, что напор должен быть минимум 1 атм. - Водонапорная башня снабжает водой дома ниже ее по высоте, напор в кране у потребителей обеспечен весом столба воды в баке.
- Если в стенках бочки появились отверстия, то, чем ниже они расположены, тем более прочным должен быть материал для их заделки.
- Замеряют дома напор холодной воды в кране манометром. Если он менее чем 0,3 атм (установлено санитарными нормами), есть основания для претензий к коммунальщикам.
Используя гидравлический пресс, можно получить большое усилие, при этом приложив малую силу. Примеры применения:
- выжимка масла из семян растений;
- спуск на воду со стапелей построенного судна;
- ковка и штамповка деталей;
- домкраты для подъема грузов.
Заключение
Такие свойства воды, как текучесть и несжимаемость, дают возможность использовать силу ее давления для самых различных целей.
Опасность этого явления учитывают при расчетах на прочность корпусов подводных лодок, стенок и днищ резервуаров, в которых хранят воду. Сила давления воды совершает полезную работу, она же способна и разрушать.
А какова Ваша оценка данной статье?
Источник
10 г кислорода находятся под давлением 3 атм при температуре
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА
Масса m = 10 г кислорода находится при давлении р = 304 кПа и температуре t1 = 10 °C. После расширения вследствие нагревания при постоянном давлении кислород занял объем V2 = 10 л. Найти объем V1 газа до расширения, температуру t2 газа после расширения, плотности ρ1 и ρ2 газа до и после расширения.
Дано:
р = 304 кПа = 304·10 3 Па
Решение:
Уравнение Менделеева — Клапейрона
Объем V1 газа до расширения
Температура газа после нагревания при постоянном давлении
Ответ:
Источник
ПЕРВЫЙ ТИП ЗАДАЧ: НЕТ ИЗМЕНЕНИЯ МАССЫ
В данной работе предлагается определенный подход к классификации и способам решения задач на газовые законы. Такой подход позволит быстро сориентироваться в большом количестве задач на свойства газов и применить к ним те или иные приемы решения.
Основные теоретические сведения
Состояние газа характеризуется совокупностью трех физических величин или термодинамических параметров:объемом газа V, давлением Р и температурой Т. Состояние газа, при котором эти параметры остаются постоянными считают равновесным состоянием.В этом состоянии параметры газа связаны между собой уравнением состояния. Самый простой вид уравнение состояния имеет для идеального газа. Идеальным газом называют газ, молекулы которого не имеют размеров (материальные точки) и взаимодействуют друг с другом лишь при абсолютно упругих соударениях (отсутствует межмолекулярное притяжение и отталкивание). Реальные газы тем точнее подчиняются законам идеальных газов, чем меньше размеры их молекул (т.е. газ одноатомный), и чем больше он разряжен.
Уравнение состояния идеального газа или уравнение Менделеева-Клапейрона имеет вид:
— универсальная газовая постоянная
Из этого закона вытекает, что для двух произвольных состояний газа справедливо равенство, называемое уравнением Клапейрона:
Так же для идеальных газов имеют место следующие экспериментальные законы:
Закон Бойля — Мариотта:
Закон Гей-Люссака:
Закон Шарля:
Если в сосуде находится смесь нескольких газов, не вступающих друг с другом в химические реакции, то результирующее давление определяется по закону Дальтона: давление смеси равно сумме давлений, производимых каждым газом в отдельности, как если бы он один занимал весь сосуд.
Задачи, решение которых основывается на данных уравнениях, можно разделить на две группы:
§ задачи на применение уравнения Менделеева-Клапейрона.
- задачи на газовые законы.
ЗАДАЧИ НА ПРИМЕНЕНИЕ УРАВНЕНИЯ МЕНДЕЛЕЕВА-КЛАПЕЙРОНА.
Уравнение Менделеева-Клапейрона применяют тогда, когда
I. дано только одно состояние газа изадана масса газа (или вместо массы используют количество вещества или плотность газа).
II. масса газа не задана, но она меняется, то есть утечка газа или накачка.
При решении задач на применение равнения состояния идеального газа надо помнить:
1.если дана смесь газов, то уравнение Менделеева-Клапейрона записывают для каждого компонента в отдельности.Связь между парциальными давлениями газов, входящих в смесь и результирующим давлением смеси, устанавливается законом Дальтона.
2.если газ меняет свои термодинамические параметры или массу, уравнение Менделеева-Клапейрона записывают для каждого состояния газа в отдельности и полученную систему уравнений решают относительно искомой величины.
§ Необходимо пользоваться только абсолютной температурой и сразу же переводить значения температуры по шкале Цельсия в значения по шкале Кельвина.
§ В задачах, где рассматривается движение сосуда с газом (пузырька воздуха, воздушного шара) к уравнению газового состояния добавляют уравнения механики.
§ если между газами происходит реакция, то надо составить уравнение реакции и определить продукты реакции
ПЕРВЫЙ ТИП ЗАДАЧ: НЕТ ИЗМЕНЕНИЯ МАССЫ
Определить давление кислорода в баллоне объемом V = 1 м 3 при температуре t=27 °С. Масса кислорода m = 0,2 кг.
| V = 1 м 3 μ = 0,032кг/моль m = 0,2 кг t=27 °С |
| V = 12 л μ =0,044кг/моль Т=300К Р =1 МПа |
| V = 12 л Т=309К Р =0,7 МПа ρ = 12 кг/м 3 |
| V = 12 л t=20°C Р =10 5 Па μ =0,002кг/моль |
| Т2=200К ρ1 = ρ2 μ1 =0,032кг/моль μ2 =0,002кг/моль |
| V=4·10 -3 м 3 m=0,012 кг t1=177°C ρ2=6·10 -6 кг /см 3 | Т1=450К 6 кг/м 3 | |||||||||||||||
| Т2 -? |
| V = 25 л μ1 = 0,028кг/моль m1 = 20 г μ2 = 0,004кг/моль m2 = 2 г Т=301К | 0,025м 3 0,02кг 0,002кг | Записываем уравнение Менделеева для каждого газа и находим из него давление газов По закону Дальтона результирующее давление в сосуде равно сумме парциальных давлений газов: | ||||||||||
| Р-? |
| μ1 = 0,002кг/моль m1 = 4 г μ2 = 0,032кг/моль m2 = 32 г t=7°С Р =93кПа | 0,004кг 0,032кг T=280K 93000Па | По закону Дальтона: | ||||||
| ρ-? |
| μа m1 = m2 = m3 = m μв μк Т |
| μа m1 = m2 = m3 = m μв μк Р |
| μа μв Т1 =Т Т2 =2Т Р1=Р Р2=3Р | ||||
| ν1=1 моль ν2=2 моль Т1 =300К Т2 =3000К Р1=10 5 Па Р2=1,5∙10 5 Па | |||
| V = 25 л μ1 = 2г/моль m1 = 0,5 г μ2 = 32г/моль m2 = 8 г | В сосуде будет происходить реакция водорода с кислородом с образованием воды: |
| Р-? | Из уравнения реакции видно, что если в реакцию вступит весь водород, то кислорода только половина |
Источник