Manometer je lahko katera koli naprava, ki meri tlak. Vendar pa se izraz „manometer“ najpogosteje nanaša na cev v obliki črke U, ki je delno napolnjena s tekočino. To vrsto manometra lahko enostavno sestavite v okviru laboratorijskega eksperimenta, da dokažete učinek zračnega tlaka na tekočinski stolpec.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Manometer je znanstveni instrument ali merilnik, ki meri tlak.
Izdelava manometra
Preprost manometer lahko zgradimo tako, da delno napolnimo prozorno plastično cev z barvno tekočino, da omogočimo enostavno opazovanje ravni tekočine. Nato se cev upogne v obliki črke U in pritrdi v pokončnem položaju. V tem trenutku bi morale biti ravni tekočine v obeh navpičnih stebrih enake, saj sta trenutno izpostavljeni enakemu tlaku. Ta raven je torej označena in označena kot ničelna točka manometra.
Merjenje tlaka
Manometer je nameščen na izmerjeni skali, da se omogoči kakršna koli razlika v višini obeh stolpcev. To višinsko razliko lahko uporabimo neposredno za primerjavo različnih preskusnih tlakov. To vrsto manometra lahko uporabimo tudi za izračun absolutnega tlaka, ko je znana gostota tekočine v manometru.
Kako deluje
En konec cevi je s tesnilnim virom povezan s tesnilnim virom. Drugi konec cevi ostane odprt za ozračje in bo zato izpostavljen tlaku približno 1 atmosfere (atm). Če je preskusni tlak večji od referenčnega tlaka 1 atm, se tekočina v preskusni koloni potisne navzdol po koloni. Zaradi tega se tekočina v referenčnem stolpcu dvigne za enako količino.
Izračun tlaka
Tlak, ki ga izvaja steber tekočine, lahko določimo z enačbo P = hgd. V tej enačbi je P izračunani tlak, h višina tekočine, g sila teže in d gostota tekočine. Ker manometer meri razliko tlaka namesto absolutnega tlaka, uporabljamo zamenjavo P = Pa - P0. Pri tej zamenjavi je Pa preskusni tlak in P0 referenčni tlak.
Primer: Uporaba manometra
Predpostavimo, da je tekočina v manometru živo srebro, višina tekočine v referenčnem stolpcu pa je za 0,22 metra višja od višine tekočine v preskusni koloni. Uporabite 13.534 kilogramov na kubični meter (kg / m3) za gostoto živega srebra in 9,8 metra na sekundo na kvadrat (m / s2) za pospeševanje gravitacije. Razliko tlaka med obema stolpcema lahko izračunate kot:
hgp = 0,02 \ krat 9,8 \ krat 13,534 = 2653 \ besedilo {kg / ms} ^ 2
Za enote tlaka lahko uporabite paskal s približno 101.325 paskali, ki ustrezajo 1 atm tlaka. Razlika tlaka v manometru je torej:
P_a-P_0 = \ frac {2,653} {101,325} = 0,026 \ text {atm}
Torej je tlak v preskusni koloni (Pa) enak:
P_0 + 0,026 = 1 + 0,026 = 1,026 \ besedilo {atm}