【初中物理】只有气压传感器?照样测液体压强!
今日实验:水的压强和深度的关系(来源:沪科版初中八年级物理第八章)
生活中,把手按进水里,按得越深,感觉压力更大,今天我们来用手头的气压传感器来验证一下水的压强和深度的关系。
(一)实验材料
电脑1台(Logger Pro软件),采集器LabQuest 2或LabQuest mini 1个,Vernier气压传感器(GPS-BTA)1个,2000ml烧杯1个,玻璃管1个,橡胶管一段。
(二)实验步骤
1、将烧杯装满水按深度(从上液面往下)做标记;
2、气体压力传感器通过采集器连接到电脑上;
3、将橡皮管一端套在传感器接口上,另一端连上玻璃管,如下图所示;
4、采集数据:气压传感器校准后,打开软件,采集模式为“事件配记录”,开始采集,将玻璃管伸入水中采集气压的变化,分别在0cm、5cm、10cm、15cm保留数据,停止采集;
5、收好器材,整理实验桌。
(三)实验分析
由以上数据图线性拟合后,斜率为0.1246kPa/cm。可以验证P=ρgh,其中P为压强,ρ为水的密度,g为重力常数,通常取10 N/kg,h为深度。
(代入水的数值,理论斜率为0.1000kPa/cm。)
(四)问题分析
1、插入水中的部分不能是软的橡胶管,它的形变将使测量值偏高。
2、如果您的玻璃管插入后,管内有进水现象,则装置气密性不够良好,您测量的深度是在玻璃管内的液面。
3、此传感器有一块按压力变化伸缩的薄膜,这传感器的设计是测量绝对压力。薄膜的一边是真空,而另一边是开放到大气。测液体压强时,减去大气压的数据,才是最终的数值。汉化软件中将压强翻译成了压力,用户可在手工栏自行改正。