Un manomètre peut être n'importe quel appareil qui mesure la pression. Cependant, sauf mention contraire, le terme « manomètre » désigne le plus souvent spécifiquement un tube en U rempli en partie de fluide. Vous pouvez facilement construire ce type de manomètre dans le cadre d'une expérience en laboratoire pour démontrer l'effet de la pression de l'air sur une colonne de liquide.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Un manomètre est un instrument scientifique ou une jauge qui mesure la pression.
Construire un manomètre
Un simple manomètre peut être construit en remplissant partiellement un tube en plastique transparent avec un liquide coloré pour permettre d'observer facilement le niveau de liquide. Le tube est ensuite plié en forme de U et fixé en position verticale. Les niveaux de fluide dans les deux colonnes verticales doivent être égaux à ce point, car ils sont actuellement exposés à la même pression. Ce niveau est donc marqué et identifié comme le point zéro du manomètre.
Mesure de la pression
Le manomètre est placé contre une échelle mesurée pour permettre toute différence dans la hauteur des deux colonnes. Ce différentiel de hauteur peut être utilisé directement pour effectuer des comparaisons relatives entre différentes pressions d'essai. Ce type de manomètre peut également être utilisé pour calculer la pression absolue lorsque la densité du liquide dans le manomètre est connue.
Comment ça fonctionne
Une extrémité du tube est reliée par un joint étanche aux gaz à une source de pression d'essai. L'autre extrémité du tube est laissée ouverte à l'atmosphère et sera donc soumise à une pression d'environ 1 atmosphère (atm). Si la pression d'essai est supérieure à la pression de référence de 1 atm, le liquide dans la colonne d'essai est refoulé vers le bas de la colonne. Cela fait monter le fluide dans la colonne de référence d'une quantité égale.
Calcul de la pression
La pression exercée par une colonne de fluide peut être donnée par l'équation P = hgd. Dans cette équation, P est la pression calculée, h est la hauteur du fluide, g est la force de gravité et d est la densité du liquide. Parce que le manomètre mesure une pression différentielle plutôt qu'une pression absolue, nous utilisons la substitution P = Pa – P0. Dans cette substitution, Pa est la pression d'essai et P0 est la pression de référence.
Exemple: utilisation d'un manomètre
Supposons que le fluide dans le manomètre est du mercure et que la hauteur du fluide dans la colonne de référence est supérieure de 0,02 mètre à la hauteur du fluide dans la colonne d'essai. Utiliser 13 534 kilogrammes par mètre cube (kg/m3) pour la densité du mercure et 9,8 mètres par seconde au carré (m/s2) pour l'accélération de la pesanteur. Vous pouvez calculer la différence de pression entre les deux colonnes comme :
hgp=0,02\fois 9,8\fois 13 534 = 2 653\text{ kg/ms}^2
Pour les unités de pression, vous pouvez utiliser le pascal, avec environ 101 325 pascals équivalant à 1 atm de pression. La différence de pression dans le manomètre est donc :
P_a-P_0=\frac{2.653}{101.325}=0.026\text{ atm}
Ainsi, la pression dans la colonne d'essai (Pa) est égale à :
P_0+0,026 = 1 + 0,026 = 1,026\texte{ atm}