Et manometer kan være en hvilken som helst enhed, der måler tryk. Men medmindre andet er kvalificeret, henviser udtrykket “manometer” oftest specifikt til et U-formet rør, der delvist er fyldt med væske. Du kan nemt bygge denne type manometer som en del af et laboratorieeksperiment for at demonstrere effekten af lufttryk på en væskesøjle.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Et manometer er et videnskabeligt instrument eller måler, der måler tryk.
Opbygning af et manometer
Et simpelt manometer kan bygges ved delvis at fylde et klart plastrør med en farvet væske, så væskeniveauet let kan observeres. Røret bøjes derefter i en U-form og fastgøres i opretstående position. Væskeniveauet i de to lodrette søjler skal være ens på dette tidspunkt, da de i øjeblikket udsættes for det samme tryk. Dette niveau er derfor markeret og identificeret som manometerets nulpunkt.
Måling af tryk
Manometeret er anbragt mod en målt skala for at tillade enhver forskel i højden på de to søjler. Denne højdeforskel kan bruges direkte til at foretage relative sammenligninger mellem forskellige testtryk. Denne type manometer kan også bruges til at beregne det absolutte tryk, når væskens densitet i manometeret er kendt.
Hvordan det virker
Den ene ende af røret er forbundet med en gastæt tætning til en testtrykkilde. Den anden ende af røret efterlades åben for atmosfæren og vil derfor blive udsat for et tryk på ca. 1 atmosfære (atm). Hvis testtrykket er større end referencetrykket på 1 atm, tvinges væsken i testkolonnen ned ad kolonnen. Dette får væsken i referencekolonnen til at stige med en lige stor mængde.
Beregning af trykket
Det tryk, der udøves af en væskesøjle, kan gives ved ligningen P = hgd. I denne ligning er P det beregnede tryk, h er væskens højde, g er tyngdekraften og d er væskens tæthed. Da manometeret måler en trykforskel snarere end et absolut tryk, bruger vi substitutionen P = Pa - P0. I denne udskiftning er Pa testtrykket, og P0 er referencetrykket.
Eksempel: Manometerbrug
Antag, at væsken i manometeret er kviksølv, og at væskens højde i referencekolonnen er 0,02 meter højere end væskens højde i testkolonnen. Brug 13.534 kg pr. Kubikmeter (kg / m3) for tæthed af kviksølv og 9,8 meter pr. sekund i kvadrat (m / s2) til acceleration af tyngdekraften. Du kan beregne trykforskellen mellem de to kolonner som:
hgp = 0,02 \ gange 9,8 \ gange 13,534 = 2,653 \ tekst {kg / ms} ^ 2
For trykenheder kan du bruge pascal med ca. 101.325 pascal svarende til 1 atm tryk. Trykforskellen i manometeret er derfor:
P_a-P_0 = \ frac {2,653} {101,325} = 0,026 \ text {atm}
Så trykket i testkolonnen (Pa) er lig med:
P_0 + 0,026 = 1 + 0,026 = 1,026 \ tekst {atm}