Un manometru poate fi orice dispozitiv care măsoară presiunea. Cu toate acestea, dacă nu se califică altfel, termenul „manometru” se referă cel mai adesea în mod specific la un tub în formă de U umplut parțial cu fluid. Puteți construi cu ușurință acest tip de manometru ca parte a unui experiment de laborator pentru a demonstra efectul presiunii aerului asupra unei coloane de lichid.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Un manometru este un instrument sau manometru științific care măsoară presiunea.
Construirea unui manometru
Un manometru simplu poate fi construit prin umplerea parțială a unui tub din plastic transparent cu un lichid colorat pentru a permite nivelul fluidului să fie ușor de observat. Tubul este apoi îndoit în formă de U și fixat în poziție verticală. Nivelurile fluidului din cele două coloane verticale ar trebui să fie egale în acest moment, deoarece acestea sunt în prezent expuse la aceeași presiune. Prin urmare, acest nivel este marcat și identificat ca punctul zero al manometrului.
Măsurarea presiunii
Manometrul este plasat pe o scară măsurată pentru a permite orice diferență în înălțimea celor două coloane. Acest diferențial de înălțime poate fi utilizat direct pentru a face comparații relative între diferite presiuni de testare. Acest tip de manometru poate fi, de asemenea, utilizat pentru a calcula presiunea absolută atunci când este cunoscută densitatea lichidului din manometru.
Cum functioneaza
Un capăt al tubului este conectat cu o garnitură etanșă la gaz la o sursă de presiune de testare. Celălalt capăt al tubului este lăsat deschis către atmosferă și, prin urmare, va fi supus unei presiuni de aproximativ 1 atmosferă (atm). Dacă presiunea de testare este mai mare decât presiunea de referință de 1 atm, lichidul din coloana de testare este forțat în jos pe coloană. Acest lucru face ca fluidul din coloana de referință să crească cu o cantitate egală.
Calculul presiunii
Presiunea exercitată de o coloană de fluid poate fi dată de ecuația P = hgd. În această ecuație, P este presiunea calculată, h este înălțimea fluidului, g este forța de greutate și d este densitatea lichidului. Deoarece manometrul măsoară mai degrabă o presiune diferențială decât o presiune absolută, folosim substituția P = Pa - P0. În această substituție, Pa este presiunea de testare și P0 este presiunea de referință.
Exemplu: utilizarea manometrului
Să presupunem că fluidul din manometru este mercur și înălțimea fluidului din coloana de referință este cu 0,02 metri mai mare decât înălțimea fluidului din coloana de testare. Folosiți 13.534 kilograme pe metru cub (kg / m3) pentru densitatea de mercur și 9,8 metri pe secundă pătrat (m / s2) pentru accelerarea gravitației. Puteți calcula diferența de presiune între cele două coloane astfel:
hgp = 0,02 \ ori 9,8 \ ori 13.534 = 2.653 \ text {kg / ms} ^ 2
Pentru unitățile de presiune, puteți utiliza pascalul, cu aproximativ 101.325 pascale echivalând cu 1 atm de presiune. Prin urmare, diferențialul de presiune din manometru este:
P_a-P_0 = \ frac {2.653} {101.325} = 0.026 \ text {atm}
Deci, presiunea din coloana de testare (Pa) este egală cu:
P_0 + 0,026 = 1 + 0,026 = 1,026 \ text {atm}