압력계는 압력을 측정하는 모든 장치가 될 수 있습니다. 그러나 달리 자격이없는 한 "압력계"라는 용어는 특히 부분적으로 유체로 채워진 U 자형 튜브를 가장 자주 지칭합니다. 액체 기둥에 대한 기압의 영향을 입증하기 위해 실험실 실험의 일부로 이러한 유형의 압력계를 쉽게 만들 수 있습니다.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
압력계는 압력을 측정하는 과학적 도구 또는 게이지입니다.
압력계 만들기
액체 레벨을 쉽게 관찰 할 수 있도록 투명한 플라스틱 튜브에 유색 액체를 부분적으로 채워 간단한 압력계를 만들 수 있습니다. 그런 다음 튜브를 U 자 모양으로 구부려 수직 위치에 고정합니다. 두 수직 기둥의 유체 레벨은 현재 동일한 압력에 노출되어 있으므로이 시점에서 동일해야합니다. 따라서이 수준은 마노미터의 영점으로 표시되고 식별됩니다.
압력 측정
압력계는 두 기둥의 높이 차이를 허용하기 위해 측정 된 눈금에 대해 배치됩니다. 이 높이 차이를 직접 사용하여 서로 다른 테스트 압력을 상대적으로 비교할 수 있습니다. 이 유형의 압력계는 압력계의 액체 밀도를 알고있을 때 절대 압력을 계산하는 데 사용할 수도 있습니다.
작동 원리
튜브의 한쪽 끝은 테스트 압력 소스에 기밀 밀봉으로 연결됩니다. 튜브의 다른 쪽 끝은 대기에 개방되어 있으므로 약 1 기압 (atm)의 압력이 가해집니다. 테스트 압력이 기준 압력 인 1atm보다 크면 테스트 컬럼의 액체가 컬럼 아래로 강제로 내려갑니다. 이로 인해 기준 컬럼의 유체가 동일한 양만큼 상승합니다.
압력 계산
유체 기둥에 의해 가해지는 압력은 방정식 P = hgd로 주어질 수 있습니다. 이 방정식에서 P는 계산 된 압력, h는 유체의 높이, g는 중력, d는 액체의 밀도입니다. 압력계는 절대 압력이 아닌 차압을 측정하기 때문에 대체 P = Pa – P0을 사용합니다. 이 대체에서 Pa는 테스트 압력이고 P0는 기준 압력입니다.
예: 압력계 사용
압력계의 유체는 수은이고 기준 컬럼의 유체 높이는 테스트 컬럼의 유체 높이보다 0.02 미터 더 높다고 가정합니다. 입방 미터당 13,534 킬로그램 (kg / m3) 수은 밀도 및 초당 9.8m (m / s2) 중력 가속. 두 열 사이의 압력 차를 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
hgp = 0.02 \ times 9.8 \ times 13,534 = 2,653 \ text {kg / ms} ^ 2
압력 단위의 경우 약 101,325 파스칼이 1 atm 압력과 동일한 파스칼을 사용할 수 있습니다. 따라서 압력계의 압력 차는 다음과 같습니다.
P_a-P_0 = \ frac {2,653} {101,325} = 0.026 \ text {atm}
따라서 테스트 컬럼 (Pa)의 압력은 다음과 같습니다.
P_0 + 0.026 = 1 + 0.026 = 1.026 \ text {atm}