Un manometro può essere qualsiasi dispositivo che misura la pressione. Tuttavia, se non diversamente specificato, il termine "manometro" si riferisce più spesso specificamente a un tubo a forma di U parzialmente riempito di fluido. Puoi facilmente costruire questo tipo di manometro come parte di un esperimento di laboratorio per dimostrare l'effetto della pressione dell'aria su una colonna di liquido.
TL; DR (troppo lungo; non letto)
Un manometro è uno strumento scientifico o un manometro che misura la pressione.
Costruire un manometro
Un semplice manometro può essere costruito riempiendo parzialmente un tubo di plastica trasparente con un liquido colorato per consentire di osservare facilmente il livello del fluido. Il tubo viene quindi piegato a forma di U e fissato in posizione verticale. I livelli del fluido nelle due colonne verticali dovrebbero essere a questo punto uguali, poiché attualmente sono esposte alla stessa pressione. Questo livello è quindi contrassegnato e identificato come il punto zero del manometro.
Misurazione della pressione
Il manometro è posto contro una scala misurata per consentire qualsiasi differenza nell'altezza delle due colonne. Questa differenza di altezza può essere utilizzata direttamente per effettuare confronti relativi tra diverse pressioni di prova. Questo tipo di manometro può essere utilizzato anche per calcolare la pressione assoluta quando si conosce la densità del liquido nel manometro.
Come funziona
Un'estremità del tubo è collegata con una guarnizione a tenuta di gas a una sorgente di pressione di prova. L'altra estremità del tubo viene lasciata aperta all'atmosfera e sarà quindi sottoposta ad una pressione di circa 1 atmosfera (atm). Se la pressione di prova è maggiore della pressione di riferimento di 1 atm, il liquido nella colonna di prova viene forzato lungo la colonna. Ciò fa sì che il fluido nella colonna di riferimento aumenti di una quantità uguale.
Calcolo della pressione
La pressione esercitata da una colonna di fluido può essere data dall'equazione P = hgd. In questa equazione, P è la pressione calcolata, h è l'altezza del fluido, g è la forza di gravità e d è la densità del liquido. Poiché il manometro misura un differenziale di pressione anziché una pressione assoluta, utilizziamo la sostituzione P = Pa – P0. In questa sostituzione, Pa è la pressione di prova e P0 è la pressione di riferimento.
Esempio: uso del manometro
Supponiamo che il fluido nel manometro sia mercurio e che l'altezza del fluido nella colonna di riferimento sia 0,02 metri più alta dell'altezza del fluido nella colonna di prova. Utilizzare 13.534 chilogrammi per metro cubo (kg/m3) per la densità del mercurio e 9,8 metri al secondo quadrato (m/s2) per l'accelerazione di gravità. Puoi calcolare il differenziale di pressione tra le due colonne come:
hgp=0,02\volte 9,8\volte 13.534 = 2.653\testo{ kg/ms}^2
Per le unità di pressione, puoi usare il pascal, con circa 101.325 pascal che equivalgono a 1 atm di pressione. La differenza di pressione nel manometro è quindi:
P_a-P_0=\frac{2.653}{101,325}=0.026\text{ atm}
Quindi, la pressione nella colonna di prova (Pa) è uguale a:
P_0+0.026 = 1 + 0.026 = 1.026\testo{ atm}