Manometrem může být jakékoli zařízení, které měří tlak. Pokud však není uvedeno jinak, termín „manometr“ se nejčastěji týká konkrétně trubice ve tvaru písmene U částečně naplněné tekutinou. Tento typ manometru můžete snadno sestavit jako součást laboratorního experimentu, abyste demonstrovali vliv tlaku vzduchu na sloupci kapaliny.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Manometr je vědecký přístroj nebo měřidlo, které měří tlak.
Budování manometru
Jednoduchý manometr lze vytvořit částečným naplněním čiré plastové trubice barevnou kapalinou, aby bylo možné snadno sledovat hladinu kapaliny. Trubka se poté ohne do tvaru U a zafixuje se ve svislé poloze. Hladiny tekutiny ve dvou svislých sloupcích by v tomto bodě měly být stejné, protože jsou aktuálně vystaveny stejnému tlaku. Tato hladina je proto označena a identifikována jako nulový bod manometru.
Měření tlaku
Manometr je umístěn proti měřené stupnici, aby byl umožněn jakýkoli rozdíl ve výšce obou sloupů. Tento výškový rozdíl lze přímo použít k relativnímu srovnání různých zkušebních tlaků. Tento typ manometru lze také použít k výpočtu absolutního tlaku, pokud je známa hustota kapaliny v manometru.
Jak to funguje
Jeden konec trubice je spojen s plynotěsným těsněním ke zdroji zkušebního tlaku. Druhý konec trubice je ponechán otevřený do atmosféry a bude proto vystaven tlaku přibližně 1 atmosféry (atm). Pokud je zkušební tlak vyšší než referenční tlak 1 atm, je kapalina ve zkušební koloně vytlačována dolů z kolony. To způsobí, že tekutina v referenční koloně vzroste o stejné množství.
Výpočet tlaku
Tlak vyvíjený sloupcem tekutiny může být dán rovnicí P = hgd. V této rovnici je P vypočítaný tlak, h je výška kapaliny, g je gravitační síla ad je hustota kapaliny. Protože manometr měří spíše tlakový rozdíl než absolutní tlak, používáme substituci P = Pa - P0. V této substituci je Pa zkušební tlak a P0 je referenční tlak.
Příklad: Použití manometru
Předpokládejme, že kapalinou v manometru je rtuť a výška kapaliny v referenční koloně je o 0,02 metru vyšší než výška kapaliny ve zkušební koloně. Použijte 13 534 kilogramů na metr krychlový (kg / m3) pro hustotu rtuti a 9,8 metrů za sekundu na druhou (m / s2) pro gravitační zrychlení. Tlakový rozdíl mezi dvěma sloupci můžete vypočítat takto:
hgp = 0,02 \ krát 9,8 \ krát 13 534 = 2 653 \ text {kg / ms} ^ 2
U jednotek tlaku můžete použít pascal, přičemž přibližně 101 325 pascalů se rovná 1 atm tlaku. Tlakový rozdíl v manometru je tedy:
P_a-P_0 = \ frac {2 653} {101 325} = 0,026 \ text {atm}
Tlak ve zkušební koloně (Pa) se tedy rovná:
P_0 + 0,026 = 1 + 0,026 = 1,026 \ text {atm}
