Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Opbygning af et manometer
- Måling af tryk
- Hvordan det virker
- Beregning af trykket
- Eksempel: Brug af manometer
Et manometer kan være enhver enhed, der måler tryk. Men medmindre andet er kvalificeret, henviser udtrykket "manometer" oftest specifikt til et U-formet rør delvis fyldt med væske. Du kan nemt opbygge denne type manometer som en del af et laboratorieeksperiment for at demonstrere effekten af lufttryk på en væskesøjle.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Et manometer er et videnskabeligt instrument eller måler, der måler pres.
Opbygning af et manometer
Et simpelt manometer kan bygges ved delvist at fylde et klart plastrør med en farvet væske for let at kunne observere væskeniveauet. Røret bøjes derefter i en U-form og fastgøres i en lodret position. Niveauerne af væsken i de to lodrette 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 placeret på en målt skala for at muliggøre en 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 væskedensiteten i manometeret er kendt.
Hvordan det virker
Den ene ende af røret er forbundet med en gastæt tætning til en testtrykskilde. Den anden ende af røret efterlades åben for atmosfæren og udsættes derfor for et tryk på ca. 1 atmosfære (atm). Hvis testtrykket er større end referencetrykket på 1 atm, tvinges væsken i testkolonnen ned ad søjlen. Dette får fluidet i referencekolonnen til at stige med en lige stor mængde.
Beregning af trykket
Trykket, der udøves af en væskesøjle, kan gives ved ligningen P = hgd. I denne ligning er P det beregnede tryk, h er væskeens højde, g er tyngdekraften og d er væskens densitet. Da manometeret måler en trykdifferens i stedet for et absolut tryk, bruger vi substitutionen P = Pa - P0. I denne substitution er Pa testtrykket, og P0 er referencetrykket.
Eksempel: Brug af manometer
Antag, at væsken i manometeret er kviksølv, og at højden af væsken i referencesøjlen er 0,02 meter højere end højden af væsken i testsøjlen. Brug 13.534 kilogram pr. Kubikmeter (kg / m ^ 3) til tætheden af kviksølv og 9,8 meter i sekundet i kvadratet (m / s ^ 2) til tyngdes acceleration. Du kan beregne trykforskellen mellem de to søjler som hgp = 0,02 x 9,8 x 13,534 = cirka 2,653 kg • m-1 • s-2. For tryk enheder kan du bruge pascal med ca. 101.325 pascaler svarende til 1 atm af tryk. Trykforskellen i manometeret er derfor Pa - P0 = 2,653 / 101,325 = 0,026 atm. Så trykket i testsøjlen (Pa) er lig med P0 + 0,026 atm = 1 + 0,026 atm = 1,026 atm.