Co to jest manometr gazu?
Manometr gazowy jest urządzeniem służącym do pomiaru ciśnienia gazu. Manometry mogą być rurami zamkniętymi lub rurami otwartymi i mogą używać wody, rtęci lub innej cieczy do pomiaru ciśnienia. Najprostszy laboratoryjny manometr gazu składa się ze szklanej lub plastikowej rurki w kształcie litery U połączonej na jednym końcu ze zbiornikiem gazu pod ciśnieniem i częściowo wypełnionym cieczą. Sprzedawane są również cyfrowe manometry, które są szeroko stosowane do sprawdzania ciśnienia gazu w urządzeniach gospodarstwa domowego.
Gaz pod ciśnieniem wywiera siłę na jego pojemnik. Na przykład balon rozciąga się po wysadzeniu - wewnętrzne ciśnienie powietrza staje się większe niż zewnętrzne ciśnienie powietrza i wypycha elastyczny materiał balonu na zewnątrz. Manometr gazowy wykorzystuje tę zasadę do pomiaru ciśnienia gazu w zbiorniku względem ciśnienia atmosferycznego lub próżni.
Manometr gazu z otwartą rurką składa się z pojemnika wypełnionego gazem pod ciśnieniem i połączonego z jednym końcem rurki w kształcie litery U, która jest otwarta na drugim końcu. Bok rury znajdujący się najdalej od zbiornika gazu jest skalibrowany za pomocą oznaczeń do pomiaru. Ciekła rtęć lub woda służy do wypełnienia dolnej części rurki w kształcie litery U.
Jeśli istnieje różnica ciśnienia między gazem a atmosferą, ciecz w rurze U zostanie wymuszona w jednym kierunku. Na przykład, jeśli gaz w zbiorniku znajduje się pod wyższym ciśnieniem niż atmosfera, ciecz zostanie wypchnięta w kierunku U-rurki od pojemnika. Będzie on wznosił się wzdłuż skalibrowanych znaków w kierunku otwartego końca, zapewniając pomiar, który można wykorzystać do obliczenia ciśnienia gazu. Jeśli ciśnienie atmosferyczne jest wyższe, ciśnienie to zmusi ciecz do pojemnika, powodując spadek poziomu cieczy wzdłuż skalibrowanych znaków.
Ponieważ zarówno ciśnienie atmosferyczne, jak i ciśnienie gazu działają na ciecz w rurze, należy uwzględnić oba te czynniki przy ustalaniu ciśnienia zawartego gazu. Kiedy ciśnienie gazu jest większe niż ciśnienie atmosferyczne, gaz nie tylko popycha ciecz w górę w przeciwnej rurce, ale także popycha powietrze nad nią. Oznacza to, że do pomiaru wysokości cieczy należy dodać ciśnienie atmosferyczne, aby uzyskać rzeczywiste ciśnienie gazu. Jeśli ciśnienie gazu jest niższe niż ciśnienie atmosferyczne, sytuacja jest odwrotna: pomiar wysokości jest odejmowany od ciśnienia atmosferycznego, aby znaleźć rzeczywiste ciśnienie gazu.
Manometr z zamkniętą rurką wykorzystuje tę samą konfigurację, ale z zamkniętym końcem, który utrzymuje próżnię zamiast być otwartym na powietrze. Ten typ manometru pozwala uniknąć problemu ciśnienia atmosferycznego. Ponieważ żadne inne źródło ciśnienia nie działa na przeciwny koniec rurki, wysokość cieczy zależy wyłącznie od ciśnienia zawartego gazu. Gaz przepchnie ciecz na pewną odległość w górę rury do próżni, w którym to momencie można odczytać ciśnienie.