真空計とは何ですか?

圧力計は、圧力を測定する任意のデバイスです。 ただし、特に明記されていない限り、「真空計」という用語は、ほとんどの場合、部分的に流体で満たされたU字型のチューブを指します。 このタイプの圧力計は、実験室での実験の一部として簡単に作成して、液柱に対する空気圧の影響を実証できます。

TL; DR(長すぎる; 読んでいない)

圧力計は、圧力を測定する科学機器またはゲージです。

圧力計の構築

透明なプラスチックチューブに着色された液体を部分的に充填して、液面を簡単に観察できるようにすることで、簡単な真空計を構築できます。 次に、チューブをU字型に曲げ、直立位置に固定します。 2つの垂直カラムの液体のレベルは、現在同じ圧力にさらされているため、この時点で等しくなければなりません。 したがって、このレベルは、マノメーターのゼロ点としてマークおよび識別されます。

圧力の測定

真空計は、2つの柱の高さの違いを許容するために、測定されたスケールに対して配置されます。 この高さの差を直接使用して、異なるテスト圧力間の相対的な比較を行うことができます。 このタイプの圧力計は、圧力計内の液体の密度がわかっている場合に絶対圧力を計算するためにも使用できます。

使い方

チューブの一端は気密シールで試験圧力源に接続されています。 チューブのもう一方の端は大気に開放されたままであるため、約1気圧(atm)の圧力がかかります。 テスト圧力が1気圧の基準圧力よりも高い場合、テストカラム内の液体はカラムに押し下げられます。 これにより、参照カラム内の液体が同じ量だけ上昇します。

圧力の計算

流体の柱によって加えられる圧力は、方程式P = hgdで与えることができます。 この方程式で、Pは計算された圧力、hは流体の高さ、gは重力、dは液体の密度です。 圧力計は絶対圧力ではなく圧力差を測定しているため、置換P = Pa –P0を使用します。 この置換では、Paはテスト圧力であり、P0は参照圧力です。

例:真空計の使用

真空計内の液体が水銀であり、参照カラム内の液体の高さがテストカラム内の液体の高さよりも0.02メートル高いと仮定します。 立方メートルあたり13,534キログラム(kg / m)を使用します3)水銀の密度と9.8メートル/秒の2乗(m / s)2)重力加速度用。 2つのカラム間の圧力差は次のように計算できます。

hgp = 0.02 \ times 9.8 \ times 13,534 = 2,653 \ text {kg / ms} ^ 2

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圧力の単位には、1気圧の圧力に相当する約101,325パスカルのパスカルを使用できます。 したがって、圧力計の圧力差は次のようになります。

P_a-P_0 = \ frac {2,653} {101,325} = 0.026 \ text {atm}

したがって、テストカラム内の圧力(Pa)は次のようになります。

P_0 + 0.026 = 1 + 0.026 = 1.026 \ text {atm}

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