Manometrs var būt jebkura ierīce, kas mēra spiedienu. Tomēr, ja nav noteikts citādi, termins “manometrs” visbiežāk attiecas tieši uz U formas cauruli, kas daļēji piepildīta ar šķidrumu. Jūs varat viegli izveidot šāda veida manometru laboratorijas eksperimenta ietvaros, lai parādītu gaisa spiediena ietekmi uz šķidruma kolonnu.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Manometrs ir zinātnisks instruments vai mērierīce, kas mēra spiedienu.
Manometra veidošana
Vienkāršu manometru var uzbūvēt, daļēji piepildot caurspīdīgu plastmasas cauruli ar krāsainu šķidrumu, lai šķidruma līmeni varētu viegli novērot. Pēc tam caurule tiek saliekta U formā un nostiprināta vertikālā stāvoklī. Šķidruma līmeņiem abās vertikālajās kolonnās šajā brīdī jābūt vienādiem, jo tie pašlaik ir pakļauti vienādam spiedienam. Tādēļ šis līmenis ir atzīmēts un identificēts kā manometra nulles punkts.
Spiediena mērīšana
Manometru novieto pret izmērīto skalu, lai būtu iespējamas atšķirības abu kolonnu augstumā. Šo augstuma starpību var tieši izmantot, lai salīdzinātu dažādu testa spiedienu. Šāda veida manometru var izmantot arī absolūtā spiediena aprēķināšanai, kad ir zināms šķidruma blīvums manometrā.
Kā tas strādā
Caurules viens gals ir savienots ar hermētisku blīvi ar testa spiediena avotu. Caurules otrais gals tiek atstāts atvērts atmosfērai, un tāpēc uz to iedarbojas aptuveni 1 atmosfēras (atm) spiediens. Ja testa spiediens ir lielāks par standartspiedienu 1 atm, šķidrumu testa kolonnā piespiež lejup pa kolonnu. Tas noved pie tā, ka šķidrums atskaites kolonnā pieaug par vienādu daudzumu.
Spiediena aprēķināšana
Šķidruma kolonnas radīto spiedienu var noteikt ar vienādojumu P = hgd. Šajā vienādojumā P ir aprēķinātais spiediens, h ir šķidruma augstums, g ir gravitācijas spēks un d ir šķidruma blīvums. Tā kā manometrs mēra spiediena starpību, nevis absolūto spiedienu, mēs izmantojam aizstāšanu P = Pa - P0. Šajā aizstāšanā Pa ir testa spiediens un P0 ir standartspiediens.
Piemērs: Manometra izmantošana
Pieņemsim, ka šķidrums manometrā ir dzīvsudrabs un šķidruma augstums atskaites kolonnā ir 0,2 metrus lielāks nekā šķidruma augstums testa kolonnā. Izmantojiet 13 534 kilogramus uz kubikmetru (kg / m3dzīvsudraba blīvumam un 9,8 metriem sekundē kvadrātā (m / s2) smaguma paātrināšanai. Jūs varat aprēķināt spiediena starpību starp abām kolonnām šādi:
hgp = 0,02 reizes 9,8 reizes 13 534 = 2653 teksts {kg / ms} ^ 2
Spiediena vienībām varat izmantot paskalu ar aptuveni 101 325 paskaliem, kas vienādi ar 1 atm spiedienu. Tāpēc spiediena starpība manometrā ir:
P_a-P_0 = \ frac {2 653} {101 325} = 0,026 \ teksts {atm}
Tātad spiediens testa kolonnā (Pa) ir vienāds ar:
P_0 + 0,026 = 1 + 0,026 = 1,026 \ teksts {atm}