Зміст
- TL; DR (Занадто довго; Не читав)
- Побудова манометра
- Вимірювання тиску
- Як це працює
- Розрахунок тиску
- Приклад: Використання манометра
Манометром може бути будь-який прилад, який вимірює тиск. Однак, якщо інше не кваліфіковане, термін "манометр" найчастіше відноситься саме до U-подібної трубки, частково наповненої рідиною. Ви можете легко побудувати цей тип манометра в рамках лабораторного експерименту, щоб продемонструвати вплив тиску повітря на колонку рідини.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Манометр - це науковий прилад або манометр, що вимірює тиск.
Побудова манометра
Простий манометр можна побудувати, частково заповнивши прозору пластикову трубку кольоровою рідиною, щоб можна було легко спостерігати рівень рідини. Потім трубка зігнута у П-подібну форму і закріплена у вертикальному положенні. Рівень рідини в двох вертикальних стовпчиках повинен бути рівним в цій точці, оскільки вони наразі піддаються однаковому тиску. Тому цей рівень позначається і ідентифікується як нульова точка манометра.
Вимірювання тиску
Манометр розміщують проти вимірюваної шкали, щоб дозволити будь-яку різницю у висоті двох стовпців. Цей диференціал висоти можна використовувати безпосередньо для порівняльного порівняння між різними тисками. Цей тип манометра також може бути використаний для обчислення абсолютного тиску, коли відома щільність рідини в манометрі.
Як це працює
Один кінець трубки з'єднаний з герметичним ущільненням до випробуваного джерела тиску. Інший кінець трубки залишається відкритим для атмосфери і тому буде піддаватися тиску приблизно 1 атмосфера (атм). Якщо випробувальний тиск перевищує опорний тиск на 1 атм, рідина в колонці для випробування пригнічується колоною. Це призводить до того, що рідина в опорному стовпчику піднімається на рівну кількість.
Розрахунок тиску
Тиск, який чинить стовпчик рідини, можна задати рівнянням P = hgd. У цьому рівнянні Р - розрахунковий тиск, h - висота рідини, g - сила тяжіння, d - щільність рідини. Оскільки манометр вимірює перепад тиску, а не абсолютний тиск, ми використовуємо підстановку P = Pa - P0. У цій заміні Pa - випробувальний тиск, а P0 - опорний тиск.
Приклад: Використання манометра
Припустимо, що рідина в манометрі є ртуттю, а висота рідини в опорному стовпчику на 0,02 метра вище, ніж висота рідини в тестовій колонці. Використовуйте 13,534 кілограми на кубічний метр (кг / м ^ 3) для щільності ртуті та 9,8 метра в секунду в квадраті (м / с ^ 2) для прискорення сили тяжіння. Ви можете обчислити різницю тиску між двома колонами як hgp = 0,02 x 9,8 x 13,534 = приблизно 2 653 кг • m-1 • s-2. Для одиниць тиску можна використовувати паскаль, приблизно 101,325 паскалей, що дорівнює 1 атм тиску. Отже, різниця тиску в манометрі становить Pa - P0 = 2,653 / 101,325 = 0,026 атм. Отже, тиск у випробувальній колонці (Па) дорівнює P0 + 0,026 атм = 1 + 0,026 атм = 1,026 атм.