Verbonden vaten

Verbonden vaten + U-manometer + hydraul. pers,
1.
Een waterkolom van 40 cm houdt een vloeistofkolom van 31 cm in
evenwicht. Welk is de dichtheid van de onbekende vloeistof (zie
figuur)?
BA
(1290
kg/m3)
40 cm
A
31 cm
2.
Twee identieke cilindrische vaten met hetzelfde grondvlak A op
dezelfde hoogte bevatten een vloeistof met een zekere dichtheid.
Tussen de vloeistofniveau’s is er een hoogteverschil h. Hoeveel
arbeid moet de zwaartekracht leveren om de vloeistofhoogtes gelijk
te maken ?
BA
(geen)
3.
Op een dag dat de atmosferische druk exact 1,00 x 105 Pa bedraagt,
distilleert een chemicus een vloeistof bij ietwat verlaagde druk. De
verschildruk wordt in de distilleerkolf gemeten door een
oliemanometer. Het hoogteverschil in de benen van de U-vormige
manometer bedraagt 27 cm. Hoe groot is de druk in de
distillatieruimte? De dichtheid van de olie is 780 kg/m3.
BA
(97,9 kPa)
4.
In een U-vormige glazen buis houdt 50 cm olijfolie 46 cm water in
evenwicht. Bepaal de dichtheid van olijfolie.
BA
(920
kg/m3)
5.
Een U-vormige buis bevat kwik (dichtheid = 13 600 kg/m3 ). Als
men in het rechtse been 13,6 cm water bijvoegt. hoeveel stijgt het
kwik dan in het linkse been ?
BA
(0,5 cm)
6.
In een U-vormige buis met een doorsnede van 1 cm2 giet men
achtereenvolgens in het linkse been 40 cm3 water en 40 cm3 benzine
en daarna l0 cm3 benzine in het rechtse been. Zoek de
verschilhoogte h tussen de vloeistofniveau's in beide benen. (zie
figuur).
EX
(8,4 cm)
h
benzine
water
7.
In een U-vormige buis met een doorsnede van 1 cm2 giet men
achtereenvolgens in het linkse been 20 cm3 chloroform (rel. dichth.
= 1,489) en 15 cm3 water. Het rechtse been wordt bijgevuld met 5
cm3 water en 8 cm3 benzine. Hoeveel cm3 benzine moet er in het
linkse been gegoten worden opdat de vloeistofniveau's in beide
benen gelijk, zouden zijn. (zie figuur)
EX
(1,64 cm3)
benzine
x
water
Chloroform
8.
Hoeveel zal het niveauverschil in een open U-vormige manometer
bedragen, die met een vloeistof met relatieve dichtheid 2,967 gevuld
is, op het ogenblik dat die een verschildruk van 1,5 kPa meet ?
EX
(51,6 mm)
9.
Voor de nauwkeurige meting van kleine drukverschillen maakt men
gebruik van een tweevloeistoffenmanometer. Hierbij is het Uvormige gedeelte gevuld met Nitrobenzeen (rel. dichth. = 1,203)
waarboven een gedeelte water (de verschillen in vulhoogte zijn te
verwaarlozen).
EX
(51,7 Pa)
1. Als het niveauverschil. tussen de nitrobenzeenniveau's 26 mm
bedraagt, hoe groot is dan het gemeten drukverschil? (zie figuur)
P1
P2
1cm2
1cm2
h
10.
1,203 g/cm3
Een U-vormige buis doet dienst als manometer. Het kwikniveau in
beide benen verschilt met 5 cm wanneer ze aangesloten wordt op
een tank. Hoe groot is de druk in de tank als de atmosferische druk
1013 hPa is ? De dichtheid van kwik is 13 600 kg/cm3. (zie figuur)
A1
BA
(94,6 kPa)
5cm
A2
11.
In de machinekamer van een schip geeft een U-vormige manometer
een drukverschil van 220 mm waterko1om aan. Hoe groot is de
absolute druk in de bedoelde ketel als de luchtdruk in de vrije
atmosfeer 1050 hPa bedraagt ?
BA
(107,2
kPa)
12.
Een U-vormige manometer meet 55 mm hoogteverschil tussen de
waterniveau's. als gevolg van de hogere druk in de gasleiding. Hoe
groot is die druk als de atmosferische druk 980 hPa bedraagt ?
BA
(98,54
kPa)
13.
Een U-vormige buis wordt gevuld met een bepaalde vloeistof. Door
middel van een zuiger brengt men de vloeistof aan het oscilleren.
Toon aan dat de oscillatieperiode gelijk is aan 2.(L / 2.g )1/2 met L
= de totale lengte van de v1oeistofkolom.
EX
14.
Een hydraulische pers heeft een grote zuiger met een doorsnede van
200 cm2 terwijl de kleine zuiger een doorsnede van 5 cm2 heeft. Als
men nu op de kleine zuiger een kracht van 250 N uitoefent, hoe
groot is dan de kracht op de grote? (zie figuur)
BA
(10 000
N)
F2
F1
15.
A1
A2
Een blok van 600 kg moet in evenwicht gehouden worden door een
kracht F op de kleine zuiger, die zelf een verwaarloosbaar gewicht
heeft. De doorsneden van de zuigers zijn 800 cm2 en 25 cm2 De
vloeistof in het apparaat bestaat uit olie met een dichtheid van 780
kg/m3. Het vloeistofniveau is onder de kleine zuiger 8 m hoger dan
onder de grote zuiger. (zie figuur)
BA
(31 N)
F
8m
L 600 kg
H1
H2
16. 1.
De doormeter van een grote zuiger van een hydraulische pers is 20
cm en de doorsnede van de kleine zuiger is 0,50 cm2. Als men 400
N kracht op de kleine zuiger aanwendt, zoek dan:
- de resulterende kracht die de grote zuiger kan uitoefenen
- hoeveel de druk onder de kleine zuiger toeneemt
- hoeveel de druk onder de grote zuiger toeneemt.
BA
(251,2
kN)
(8 MPa)
(8 MPa)
17.
Als de kleine zuiger van een hydraulische pers een doormeter van 4
cm heeft en de grote zuiger een doormeter van 60 cm, welk gewicht
moet men dan op de kleine zuiger plaatsen opdat de grote zuiger een
massa van 2 t zou kunnen ondersteunen ?
BA
(87,1 N)
18.
Bij een hydraulische pers wordt een kracht van 50 N uitgeoefend op BA
een zuiger met een diameter van 2,5 cm. De tweede zuiger heeft een
zes maal grotere diameter. Indien er geen energieverliezen zijn,
zoek dan de kracht die de tweede zuiger kan uitoefenen. Als de
eerste zuiger10 cm verplaatst wordt, hoeveel zal de tweede zuiger
dan verschuiven ?
19. 1.
Een hefboom die de uitgeoefende kracht met een factor 10 verhoogt
wordt gebruikt om een kracht te laten aangrijpen op een zuiger van
een hydraulische pers (2,5 cm diameter). De zuiger die de
uiteindelijke kracht moet leveren heeft een diameter van 10 cm.
EX
(1800 N;
27,8 mm)
(34,56
kN) (64 x)
Zoek:
- als de pers een rendement van 90% heeft, welk gewicht ze dan kan
opheffen als er een kracht van 240 N op de hefboom wordt
uitgeoefend
- als elke pompbeweging met de hefboom de eerste zuiger 7,5 cm
doet verplaatsen, hoeveel maal moet er dan gepompt worden om het
op te heffen gewicht 30 cm te verplaatsen ?
20.
De drukcilinders bij een bulldozer hebben respectievelijke
doormeters 12 cm en 3 cm. Hoe groot is de druk in de kleinste
cilinder als op de grootste zuiger een druk van 1,5 MPa werkt? (zie
figuur)
P1 d1
d2
p2
BA
(24 MPa)