Manometrom môže byť akékoľvek zariadenie na meranie tlaku. Pokiaľ však nie je uvedené inak, pojem „manometer“ sa najčastejšie týka špecificky trubice v tvare U, čiastočne naplnenej kvapalinou. Tento typ manometra môžete ľahko zostaviť ako súčasť laboratórneho experimentu, aby ste demonštrovali vplyv tlaku vzduchu na stĺpec kvapaliny.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Manometer je vedecký prístroj alebo prístroj na meranie tlaku.
Budovanie manometra
Jednoduchý manometer je možné vytvoriť čiastočným naplnením priehľadnej plastovej trubice farebnou kvapalinou, aby bolo možné ľahko sledovať hladinu kvapaliny. Rúrka sa potom ohne do tvaru U a zafixuje sa vo zvislej polohe. Hladiny kvapaliny v dvoch vertikálnych stĺpcoch by mali byť v tomto okamihu rovnaké, pretože sú v súčasnosti vystavené rovnakému tlaku. Táto hladina je preto označená a identifikovaná ako nulový bod manometra.
Meranie tlaku
Manometer je umiestnený proti meranej stupnici, aby sa umožnil akýkoľvek rozdiel vo výške dvoch stĺpcov. Tento výškový rozdiel je možné priamo použiť na relatívne porovnanie medzi rôznymi skúšobnými tlakmi. Tento typ manometra sa môže použiť aj na výpočet absolútneho tlaku, keď je známa hustota kvapaliny v manometri.
Ako to funguje
Jeden koniec rúrky je spojený s plynotesným uzáverom so zdrojom skúšobného tlaku. Druhý koniec trubice je ponechaný otvorený voči atmosfére, a bude preto vystavený tlaku približne 1 atmosféra (atm). Ak je skúšobný tlak vyšší ako referenčný tlak 1 atm, kvapalina v skúšobnej kolóne sa stlačí nadol z kolóny. To spôsobí, že tekutina v referenčnej kolóne stúpne o rovnaké množstvo.
Výpočet tlaku
Tlak vyvíjaný stĺpcom tekutiny môže byť daný rovnicou P = hgd. V tejto rovnici je P vypočítaný tlak, h je výška kvapaliny, g je gravitačná sila ad je hustota kvapaliny. Pretože manometer meria skôr tlakový rozdiel ako absolútny tlak, používame substitúciu P = Pa - P0. V tejto substitúcii je Pa skúšobný tlak a P0 je referenčný tlak.
Príklad: použitie manometra
Predpokladajme, že kvapalinou v manometri je ortuť a výška kvapaliny v referenčnej kolóne je o 0,02 metra vyššia ako výška kvapaliny v testovacej kolóne. Použite 13 534 kilogramov na meter kubický (kg / m3) pre hustotu ortuti a 9,8 metra za sekundu na druhú (m / s2) pre gravitačné zrýchlenie. Tlakový rozdiel medzi dvoma stĺpcami môžete vypočítať ako:
hgp = 0,02 \ krát 9,8 \ krát 13 534 = 2 653 \ text {kg / ms} ^ 2
Pre jednotky tlaku môžete použiť pascal, pričom približne 101 325 pascalov sa rovná 1 atmu tlaku. Tlakový rozdiel v manometri je preto:
P_a-P_0 = \ frac {2 653} {101 325} = 0,026 \ text {atm}
Tlak v testovacej kolóne (Pa) sa teda rovná:
P_0 + 0,026 = 1 + 0,026 = 1,026 \ text {atm}
