Conţinut
- TL; DR (Prea lung; nu a citit)
- Construirea unui manometru
- Măsurarea presiunii
- Cum functioneaza
- Calcularea presiunii
- Exemplu: utilizarea manometrului
Un manometru poate fi orice dispozitiv care măsoară presiunea. Cu toate acestea, dacă nu se califică altfel, termenul „manometru” se referă cel mai adesea la un tub în formă de U parțial umplut 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 a citit)
Un manometru este un instrument științific sau un ecartament care măsoară presiunea.
Construirea unui manometru
Un manometru simplu poate fi construit prin umplerea parțială a unui tub de plastic limpede cu un lichid colorat pentru a permite observarea cu ușurință a nivelului de fluid. Tubul este apoi îndoit în formă de U și fixat într-o poziție verticală. Nivelurile fluidului din cele două coloane verticale trebuie să fie egale în acest moment, deoarece acestea sunt expuse în prezent 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 de înălțimea celor două coloane. Acest diferențial de înălțime poate fi utilizat direct pentru a face comparații relative între diferite presiuni de încercare. Acest tip de manometru poate fi folosit și pentru a calcula presiunea absolută atunci când este cunoscută densitatea lichidului din manometru.
Cum functioneaza
Un capăt al tubului este conectat cu o etanșare etanșă la gaz la o sursă de presiune de încercare. Celălalt capăt al tubului este lăsat deschis la 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. Aceasta face ca fluidul din coloana de referință să crească cu o cantitate egală.
Calcularea 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 un diferențial de presiune și nu 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
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. Utilizați 13.534 kilograme pe metru cub (kg / m ^ 3) pentru densitatea mercurului și 9,8 metri pe secundă pătrat (m / s ^ 2) pentru accelerarea gravitației. Puteți calcula diferența de presiune între cele două coloane ca hgp = 0,02 x 9,8 x 13,534 = aproximativ 2,653 kg • m-1 • s-2. Pentru unitățile de presiune, puteți utiliza pascalul, aproximativ 101.325 pascali echivalând cu 1 atm de presiune. Prin urmare, diferențialul de presiune din manometru este Pa - P0 = 2,653 / 101.325 = 0.026 atm. Deci, presiunea în coloana de testare (Pa) este egală cu P0 + 0,026 atm = 1 + 0,026 atm = 1,026 atm.