Manometri voi olla mikä tahansa laite, joka mittaa painetta. Ellei toisin ole määritelty, termi "manometri" viittaa useimmiten nimenomaan U-muotoiseen putkeen, joka on osittain täytetty nesteellä. Voit helposti rakentaa tämäntyyppisen manometrin osana laboratoriotutkimusta osoittamaan ilmanpaineen vaikutusta nestekolonniin.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Manometri on tieteellinen instrumentti tai mittari, joka mittaa painetta.
Manometrin rakentaminen
Yksinkertainen painemittari voidaan rakentaa täyttämällä osittain kirkas muoviputki värillisellä nesteellä, jotta nestetaso voidaan helposti havaita. Putki taivutetaan sitten U-muotoon ja kiinnitetään pystyasentoon. Nesteiden tasojen kahdessa pystysuorassa pylväässä tulisi olla tässä vaiheessa yhtä suuret, koska ne altistuvat tällä hetkellä samalle paineelle. Siksi tämä taso on merkitty ja tunnistettu painemittarin nollapisteeksi.
Paineen mittaus
Painemittari asetetaan mitattua asteikkoa vasten kahden pylvään korkeuden erojen mahdollistamiseksi. Tätä korkeuseroa voidaan käyttää suoraan suhteellisten vertailujen tekemiseen eri testipaineiden välillä. Tämän tyyppistä painemittaria voidaan käyttää myös absoluuttisen paineen laskemiseen, kun manometrissä olevan nesteen tiheys tunnetaan.
Kuinka se toimii
Putken toinen pää on liitetty kaasutiivisellä tiivisteellä testipainelähteeseen. Putken toinen pää jätetään avoimeksi ilmakehälle, ja siksi siihen kohdistuu noin 1 atmosfäärin (atm) paine. Jos testipaine on suurempi kuin 1 atm: n vertailupaine, testipylväässä oleva neste pakotetaan alas kolonnista. Tämä saa vertailupylvään nesteen nousemaan yhtä suurella määrällä.
Paineen laskeminen
Nestekolonnin aiheuttama paine voidaan antaa yhtälöllä P = hgd. Tässä yhtälössä P on laskettu paine, h on nesteen korkeus, g on painovoima ja d on nesteen tiheys. Koska painemittari mittaa paine-eroa eikä absoluuttista painetta, käytämme korvausta P = Pa - P0. Tässä substituutiossa Pa on testipaine ja P0 on vertailupaine.
Esimerkki: painemittarin käyttö
Oletetaan, että manometrin neste on elohopeaa ja vertailupylvään nesteen korkeus on 0,02 metriä korkeampi kuin testipylvään nesteen korkeus. Käytä 13534 kilogrammaa kuutiometriä kohti (kg / m3) elohopean tiheydelle ja 9,8 metriä sekunnissa neliöksi (m / s2) painovoiman kiihtyvyyttä varten. Voit laskea kahden sarakkeen välisen paine-eron seuraavasti:
hgp = 0,02 \ kertaa 9,8 \ kertaa 13534 = 2653 \ teksti {kg / ms} ^ 2
Painoyksiköissä voit käyttää paskalia, noin 101 325 paskalia, jotka vastaavat 1 atm: n painetta. Siksi manometrin paine-ero on:
P_a-P_0 = \ frac {2 653} {101 325} = 0,026 \ teksti {atm}
Joten testipylvään paine (Pa) on yhtä suuri kuin:
P_0 + 0,026 = 1 + 0,026 = 1,026 \ teksti {atm}