Obsah
- TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
- Budovanie manometra
- Meranie tlaku
- Ako to funguje
- Výpočet tlaku
- Príklad: použitie manometra
Manometer môže byť akékoľvek zariadenie, ktoré meria tlak. Pokiaľ však nie je uvedené inak, výraz „manometer“ sa najčastejšie týka rúrky tvaru U čiastočne naplnenej tekutinou. Môžete ľahko zostaviť tento typ manometra ako súčasť laboratórneho experimentu, aby ste preukázali vplyv tlaku vzduchu na kvapalinový stĺpec.
TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
Manometer je vedecký prístroj alebo meradlo, ktoré meria tlak.
Budovanie manometra
Jednoduchý manometer sa dá zostaviť čiastočným naplnením priehľadnej plastovej trubice zafarbenou kvapalinou, aby bolo možné ľahko sledovať hladinu kvapaliny. Rúrka sa potom ohne do tvaru U a upevní sa vo zvislej polohe. Hladiny tekutiny v dvoch vertikálnych stĺpcoch by mali byť v tomto bode rovnaké, pretože sú v súčasnosti vystavené rovnakému tlaku. Táto hladina je preto označená a označená ako nulový bod manometra.
Meranie tlaku
Manometer sa umiestni oproti meranej mierke, aby sa umožnil akýkoľvek rozdiel vo výške dvoch stĺpcov. Tento výškový rozdiel sa môže priamo použiť na relatívne porovnanie rôznych skúšobných tlakov. Tento typ manometra sa môže tiež použiť na výpočet absolútneho tlaku, keď je známa hustota kvapaliny v manometri.
Ako to funguje
Jeden koniec trubice je spojený s plynotesným tesnením so zdrojom testovacieho tlaku. Druhý koniec trubice je ponechaný otvorený do atmosféry, a preto bude vystavený tlaku približne 1 atmosféra (atm). Ak je skúšobný tlak vyšší ako referenčný tlak 1 atm, kvapalina v testovacej kolóne je tlačená z kolóny dole. To spôsobí, že tekutina v referenčnom stĺpci stúpne o rovnaké množstvo.
Výpočet tlaku
Tlak vyvíjaný kolónou tekutiny môže byť daný rovnicou P = hgd. V tejto rovnici je P vypočítaný tlak, h je výška kvapaliny, g je gravitačná sila a d je hustota kvapaliny. Pretože manometer meria skôr tlakový rozdiel ako absolútny tlak, používame substitúciu P = Pa - P0. V tejto substitúcii je Pa skúšobný tlak a P0 je referenčný tlak.
Príklad: použitie manometra
Predpokladajme, že tekutinou v manometri je ortuť a výška tekutiny v referenčnom stĺpci je o 0,2 metra vyššia ako výška tekutiny v testovacom stĺpci. Na hustotu ortuti sa použije 13 534 kilogramov na meter kubický (kg / m3) a na zrýchlenie gravitácie 9,8 metra na sekundu (m / s ^ 2). Rozdiel tlaku medzi dvoma stĺpcami môžete vypočítať ako hgp = 0,02 x 9,8 x 13 534 = približne 2 653 kg • m-1 • s-2. Pre jednotky tlaku môžete použiť pascal s približne 101,325 pascalmi rovnými 1 atm tlaku. Tlakový rozdiel v manometri je preto Pa - P0 = 2,653 / 101,325 = 0,026 atm. Tlak v testovacej kolóne (Pa) sa teda rovná P0 + 0,026 atm = 1 + 0,026 atm = 1,026 atm.