¿Qué es un manómetro de gas?
Un manómetro de gas es un dispositivo utilizado para medir la presión de un gas. Los manómetros pueden ser de tubo cerrado o de tubo abierto y pueden usar agua, mercurio u otro líquido para medir la presión. El manómetro de gas de laboratorio más simple consiste en un tubo de vidrio o plástico en forma de U conectado a un recipiente de gas a presión en un extremo y parcialmente lleno de líquido. También se venden manómetros digitales, y se utilizan ampliamente para controlar la presión de gas de los electrodomésticos.
El gas presurizado ejerce una fuerza sobre su contenedor. Por ejemplo, un globo se estirará cuando explote: la presión del aire interior se vuelve mayor que la presión del aire exterior y fuerza el material elástico del globo hacia afuera. Un manómetro de gas utiliza este principio para medir la presión de un gas en un recipiente contra la presión atmosférica o contra el vacío.
Un manómetro de gas de tubo abierto consiste en un recipiente lleno de gas a presión y conectado a un extremo de un tubo en forma de U, que está abierto en el otro extremo. El lado del tubo más alejado del contenedor de gas está calibrado con marcas para la medición. Se usa mercurio líquido o agua para llenar la parte inferior del tubo en U.
Si hay una diferencia de presión entre el gas y la atmósfera, el líquido en el tubo en U será forzado en una dirección. Por ejemplo, si el gas en el contenedor está a una presión más alta que la atmósfera, el líquido será forzado a bajar el tubo en U fuera del contenedor. Se elevará a lo largo de las marcas calibradas hacia el extremo abierto, proporcionando una medición que se puede utilizar para deducir la presión del gas. Si la presión atmosférica es mayor, esa presión forzará al líquido hacia el recipiente, haciendo que el nivel de líquido caiga a lo largo de las marcas calibradas.
Dado que tanto la presión atmosférica como la presión del gas están actuando sobre el líquido en el tubo, ambos deben tenerse en cuenta al encontrar la presión del gas contenido. Cuando la presión del gas es mayor que la presión atmosférica, el gas no solo empuja el líquido hacia arriba en el tubo opuesto, sino que también empuja el aire por encima. Esto significa que se debe agregar presión atmosférica a la medición de la altura del líquido para obtener la verdadera presión de gas. Si la presión del gas es menor que la presión atmosférica, ocurre lo contrario: la medición de altura se resta de la presión atmosférica para encontrar la presión real del gas.
Un manómetro de tubo cerrado utiliza la misma configuración, pero con un extremo cerrado que mantiene el vacío en lugar de estar abierto al aire. Este tipo de manómetro de gas evita el problema de la presión atmosférica. Como ninguna otra fuente de presión actúa en el extremo opuesto del tubo, la altura del líquido está determinada únicamente por la presión del gas contenido. El gas forzará al líquido una cierta distancia por el tubo hacia el vacío, en cuyo punto se puede leer la presión.