Een manometer kan elk apparaat zijn dat de druk meet. Tenzij anders gekwalificeerd verwijst de term "manometer" echter meestal specifiek naar een U-vormige buis die gedeeltelijk gevuld is met vloeistof. U kunt dit type manometer eenvoudig bouwen als onderdeel van een laboratoriumexperiment om het effect van luchtdruk op een vloeistofkolom te demonstreren.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Een manometer is een wetenschappelijk instrument of meter die de druk meet.

Een manometer bouwen

Een eenvoudige manometer kan worden gemaakt door een doorzichtige plastic buis gedeeltelijk te vullen met een gekleurde vloeistof om het vloeistofpeil te laten stijgen. gemakkelijk worden waargenomen. De buis wordt dan gebogen in een U-vorm en gefixeerd in een rechtopstaande positie. De niveaus van het fluïdum in de twee verticale kolommen moeten op dit punt gelijk zijn, omdat ze momenteel worden blootgesteld aan dezelfde druk. Dit niveau wordt daarom gemarkeerd en geïdentificeerd als het nulpunt van de manometer.

Meting van druk

De manometer wordt geplaatst op een gemeten schaal om een ​​verschil in de hoogte van de twee kolommen mogelijk te maken. Dit hoogteverschil kan direct worden gebruikt om relatieve vergelijkingen tussen verschillende testdrukken te maken. Dit type manometer kan ook worden gebruikt om de absolute druk te berekenen wanneer de dichtheid van de vloeistof in de manometer bekend is.

Hoe het werkt

Een uiteinde van de buis is verbonden met een gas -dichte afdichting van een testdrukbron. Het andere uiteinde van de buis wordt opengelaten voor de atmosfeer en zal daarom worden onderworpen aan een druk van ongeveer 1 atmosfeer (atm). Als de testdruk groter is dan de referentiedruk van 1 atm, wordt de vloeistof in de testkolom door de kolom gedwongen. Hierdoor stijgt het fluïdum in de referentiekolom met een gelijke hoeveelheid.

De druk berekenen

De druk uitgeoefend door een vloeistofkolom kan worden gegeven door de vergelijking P = hgd. In deze vergelijking is P de berekende druk, h de hoogte van het fluïdum, g de zwaartekracht en d de dichtheid van de vloeistof. Omdat de manometer een drukverschil meet in plaats van een absolute druk, gebruiken we de substitutie P = Pa - P0. In deze substitutie is Pa de testdruk en is PO de referentiedruk.

Voorbeeld: gebruik van de manometer

Stel dat de vloeistof in de manometer kwik is en de hoogte van de vloeistof in de referentie kolom is 0,02 meter hoger dan de hoogte van de vloeistof in de testkolom. Gebruik 13.534 kilogram per kubieke meter (kg /m ^ 3) voor de dichtheid van kwik en 9.8 meter per seconde in het kwadraat (m /s ^ 2) voor de versnelling van de zwaartekracht. U kunt het drukverschil tussen de twee kolommen berekenen als hgp = 0,02 x 9,8 x 13,534 = ongeveer 2.653 kg • m-1 • s-2. Voor drukeenheden kunt u de pascal gebruiken, met ongeveer 101,325 pascals gelijk aan 1 atm druk. Het drukverschil in de manometer is daarom Pa - P0 = 2.653 /101.325 = 0,026 atm. De druk in de testkolom (Pa) is dus gelijk aan P0 + 0,026 atm = 1 + 0,026 atm = 1,026 atm.