液柱
(1) U形管流体压强计(U tube manometer)
装有合适液体的开口U形管可以用来测量压强,例如测量气体的压强,称为U形管流体压强计.它利用液柱的压强正比於液柱高度这一事实.在图11.5a的U形管流体压强计,被测的压强p作用於液面A上并平衡作用於B上高为h的液柱的压强加上大气压强p,因此
p=P+hg
这里 就是流体压强计中液体的密度.
▲图11.5
水或较轻的油用於恻量较小的压强,而水银则适宜於测量中等的压强.P 超出大气压的值即(p-P),等於由液柱BC产生的压强即hg 所以用水或水银柱的高度值(若干毫米)来表示压强一般比用帕斯卡来表示更为方便.
当要求测量的是绝对压强而不是超出大气压强多少的时候,与大气相通的那一端的开口管,为一密封的,抽空的管所代替,如图 11.5b所示.那时,液柱的高度h直接给出了绝对压强的值.水银气压计利用这个原理测量大气压强,它以水银槽代替短的分支,如图 11.5c.水银柱的重量由作用在水银槽中水银表面的空气压强支承.若大气压有任何变化,水银柱的高亡也会随之变化.
(2)液柱的平衡
假如一个U形管装有两种密度不同互不相混的液体,则U形管两端的液面,便会在不同的水平面上.在图 11.6a中,水柱AB与煤油柱CD相平衡.因此,
B处压强 = D处压强
h11g = h22g
这里h1,1以及h2,2,分别是水和煤油的高度及密度.由此得到:

测量h1和h2,就会给出一个求煤油相对密度的简单方法.U形管的两个分支,管口的直径不一定要相等(假如不是太小的话).为甚麼
▲图 11.6
水银可将能溶和的液体分离,如图 11.6b所示.在这种情况下,可以通过加入液体以调节液柱的高度,直至水银面完全水平为止,接著便从这水平面测量h1和h2.
▲∴∵∫≈4×10-70 「」 2 lε -1 m-2 ℃―E 2 E
阿基米德原理(Archimede'principle)
当物体侵入液体时,物体会浮起,而巨重最减小,这个向L的力称为液
体对物体的浮力(OpthTTSt)O这个浮力是由於液体对物体下表面作用的压
强大於上表面,囚压强是随著深度的增加而增加.阿基米德在二千多年
前已发现概括这些结果的定律.这个定律也应用於气体中的物体,并可
作如下的陈述:
当一物体部分或全部浸入流体时,它受到一向上的浮力,或表观上失去一些重量,这个浮力等於被排开的流体的重量.
图117a说明了一个用数字表示的例子.简单来说:浮力.被排开流体的重量.
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这个原理可以用实验证明,也可以通过理论推导,即计算液体对长方形
固体上下表面所施加的压强来证明这个「理,如图 117b所示.(人家可
U行验证)
(1)浮体川oatiny body)
如果一物体部分浸在液体中并浮起(如一艘船〕,或上全浸人液体(如
潜艇)或气体(如气球)中,这时物体的重量似乎月零.我们可以说:
对物体的浮力.浮体的重晏
据阿基米德原则,
对物体的浮力一排问的流体的重争
巴此,
浮体的重量.排开的流体的重量
这个结论有时称作浮力原理…hue甽e oMoatatlon),足阿基米地「理的一
个特例,并t小歧述如I::
排开流体的重量等於浮体的重量.

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