Innehåll
- TL; DR (för lång; läste inte)
- Bygga en manometer
- Mätning av tryck
- Hur det fungerar
- Beräkna trycket
- Exempel: Manometeranvändning
En manometer kan vara vilken enhet som helst som mäter tryck. Men om inget annat är kvalificerat, avser termen "manometer" oftast specifikt ett U-format rör delvis fylt med vätska. Du kan enkelt bygga denna typ av manometer som en del av ett laboratorieexperiment för att påvisa effekten av lufttrycket på en vätskekolonn.
TL; DR (för lång; läste inte)
En manometer är ett vetenskapligt instrument eller mätare som mäter tryck.
Bygga en manometer
En enkel manometer kan byggas genom att delvis fylla ett klart plaströr med en färgad vätska så att vätskenivån lätt kan observeras. Röret böjs sedan till en U-form och fixeras i upprätt läge. Vätskenivåerna i de två vertikala kolumnerna bör vara lika vid denna punkt, eftersom de för närvarande utsätts för samma tryck. Denna nivå är därför markerad och identifierad som manometerns nollpunkt.
Mätning av tryck
Manometern placeras mot en uppmätt skala för att möjliggöra skillnad i höjden på de två kolumnerna. Denna höjdskillnad kan användas direkt för att göra relativa jämförelser mellan olika testtryck. Denna typ av manometer kan också användas för att beräkna det absoluta trycket när vätskans densitet är känd.
Hur det fungerar
Den ena änden av röret är ansluten med en gastät tätning till en testtryckkälla. Den andra änden av röret lämnas öppen för atmosfären och kommer därför att utsättas för ett tryck på ungefär 1 atmosfär (atm). Om testtrycket är större än referenstrycket på 1 atm tvingas vätskan i testkolonnen ner i kolonnen. Detta får vätskan i referenskolonnen att stiga med lika stor mängd.
Beräkna trycket
Trycket som utövas av en vätskekolonn kan ges av ekvationen P = hgd. I denna ekvation är P det beräknade trycket, h är vätskans höjd, g är tyngdkraften och d är vätskans densitet. Eftersom manometern mäter en tryckskillnad snarare än ett absolut tryck, använder vi substitutionen P = Pa - P0. I denna substitution är Pa testtrycket och P0 är referenstrycket.
Exempel: Manometeranvändning
Antag att vätskan i manometern är kvicksilver och att vätskans höjd i referenspelaren är 0,02 meter högre än höjden på vätskan i testkolonnen. Använd 13,534 kg per kubikmeter (kg / m ^ 3) för kvicksilverens täthet och 9,8 meter per sekund kvadrat (m / s ^ 2) för tyngdkraften. Du kan beräkna tryckskillnaden mellan de två kolumnerna som hgp = 0,02 x 9,8 x 13,534 = ungefär 2 653 kg • m-1 • s-2. För tryckenheter kan du använda pascal, med cirka 101 325 pascaler motsvarande 1 atm av tryck. Tryckskillnaden i manometern är därför Pa - P0 = 2 653/101 325 = 0,026 atm. Således är trycket i testkolonnen (Pa) lika med P0 + 0,026 atm = 1 + 0,026 atm = 1,026 atm.