Hvad er et manometer?

Et manometer kan være en hvilken som helst enhed, der måler tryk. Medmindre andet er kvalificeret, henviser udtrykket "manometer" oftest specifikt til et U-formet rør, der er delvist fyldt med væske. Du kan nemt opbygge denne type manometer som led i et laboratorieforsøg for at demonstrere effekten af ​​lufttryk på en flydende kolonne.

TL; DR (for længe, ​​ikke læst)

Et manometer er et videnskabeligt instrument eller måler, der måler tryk.

Opbygning af manometer

Et enkelt manometer kan bygges ved delvis at fylde et klart plastrør med en farvet væske, så væskeniveauet kan let observeres. Røret bøjes så til U-form og fastgøres i opretstående stilling. Væskeniveauerne i de to vertikale søjler skal være lige på dette tidspunkt, da de i øjeblikket udsættes for det samme tryk. Dette niveau er derfor markeret og identificeret som manometerets nulpunkt.

Måling af tryk

Manometeret er anbragt mod en målestok for at muliggøre forskel i højden af ​​de to søjler. Denne højdeforskel kan bruges direkte til at foretage relative sammenligninger mellem forskellige testtryk. Denne type manometer kan også bruges til at beregne det absolutte tryk, når væskens densitet i manometeret er kendt.

Sådan virker det

En ende af røret er forbundet med en gas -tæt tætning til en testtrykskilde. Den anden ende af røret står åben for atmosfæren og vil derfor blive udsat for et tryk på ca. 1 atmosfære (atm). Hvis testtrykket er større end referencetrykket på 1 atm, bliver væsken i testkolonnen presset ned ad søjlen. Dette medfører, at væsken i referencekolonnen stiger med samme mængde.

Beregning af tryk

Trykket udøves af en kolonne af væske kan gives ved ligningen P = hgd. I denne ligning er P det beregnede tryk, h er væskens højde, g er tyngdekraften og d er væskens densitet. Fordi manometeret måler en trykforskel i stedet for et absolut tryk, bruger vi substitutionen P = Pa - P0. I denne substitution er Pa testtrykket, og P0 er referenstrykket.

Eksempel: Manometerbrug

Antag at væsken i manometeret er kviksølv og højden af ​​væsken i referencen kolonnen er 0,02 meter højere end væskens højde i testkolonnen. Brug 13.534 kg pr. Kubikmeter (kg /m ^ 3) for kviksølvdensiteten og 9,8 meter per sekund kvadreret (m /s ^ 2) til acceleration af tyngdekraften. Du kan beregne trykforskellen mellem de to kolonner som hgp = 0,02 x 9,8 x 13,534 = ca. 2.653 kg • m-1 • s-2. For enheder af tryk kan du bruge pascal, med ca. 101.325 pascals lig med 1 atm tryk. Trykforskellen i manometeret er derfor Pa-P0 = 2.653 /101.325 = 0.026 atm. Så er trykket i testkolonnen (Pa) lig med P0 + 0,026 atm = 1 + 0,026 atm = 1,026 atm.