§ 140. Измерение сжимаемости жидкости

Хотя изменение объема жидкости под действием внешних сил и невелико, его все же можно обнаружить и измерить без, особого труда. Однако при измерении сжимаемости жидкости нужно учесть, что жидкость, сильно сжимаемая в сосуде, действует изнутри на его стенки с большими силами давления и расширяет сосуд. В результате получается преувеличенное значение сжимаемости жидкости. Поэтому нужно устранить возможность расширения сосуда; это достигается тем, что к сосуду снаружи прилагают такое же давление, какое на него оказывает жидкость изнутри.

Схема прибора для измерения сжимаемости жидкости (пьезометра) изображена на рис.215.. Стеклянный сосуд 1, наполненный испытуемой жидкостью, помещен в стеклянный сосуд 2, в который по трубке 3 накачивают воздух.

Рис. 215 Схема пьезометра

Воздух оказывает давление на наружные стенки сосуда и через открытый сверху отросток 4 на жидкость в сосуде. Сосуд 1 подвергаясь одинаковому давлению как снаружи, так и изнутри, практически не меняет своего объема. Жидкость, однако, сжимается, и уровень ее в отростке 4 понижается; отросток делают очень узким, благодаря чему уже малое изменение объема жидкости хорошо заметно. Измеряя понижение, уровня жидкости в отростке, найдем уменьшение ее объема; показания манометра 5 дадут силу давления, приходящуюся на единицу площади. Таким образом, можно определить уменьшение объема, соответствующее, например, увеличению давления на одну атмосферу (§147). Для воды такое увеличение давления ведет к уменьшению объема примерно на 1/20000 долю, для ртути — всего на 1/250000. Для сравнения укажем, что при таком же увеличении давления кусок стали сжался бы всего на 1/1700000 долю первоначального объема.

140.1. Испытания паровых котлов на прочность производят, нагнетая в них под большим давлением воду. Какое количество воды вытечет из котла вместимости , заполненного водой, при давлении 12 атм, если котел даст трещину в верхней своей части?