Kaj je plinski manometer?

Plinski manometer je naprava, ki se uporablja za merjenje tlaka plina. Manometri so lahko z zaprto ali odprto cevjo in lahko za merjenje tlaka uporabljajo vodo, živo srebro ali drugo tekočino. Najpreprostejši laboratorijski plinski manometer je sestavljen iz steklene ali plastične cevi v obliki črke U, ki je na enem koncu povezana s posodo s plinom pod tlakom in je delno napolnjena s tekočino. Prodajajo se tudi digitalni manometri, ki se pogosto uporabljajo za preverjanje tlaka plina za gospodinjske aparate.

Plin pod tlakom deluje na svojo posodo s silo. Na primer, balon se bo raztegnil, ko se napihne – notranji zračni tlak postane večji od zunanjega zračnega tlaka in sili raztegljiv material balona navzven. Plinski manometer uporablja to načelo za merjenje tlaka plina v posodi proti atmosferskemu tlaku ali proti vakuumu.

Plinski manometer z odprto cevjo je sestavljen iz posode, napolnjene s plinom pod tlakom in povezana z enim koncem cevi v obliki črke U, ki je na drugem koncu odprta. Stran cevi, ki je najbolj oddaljena od posode za plin, je kalibrirana z oznakami za merjenje. Za polnjenje spodnjega dela U-cevi se uporablja tekoče živo srebro ali voda.

Če obstaja razlika v tlaku med plinom in atmosfero, bo tekočina v U-cevi prisiljena v eno smer. Na primer, če je plin v posodi pod višjim tlakom od atmosferskega, bo tekočina potisnjena navzdol po U-cevi stran od posode. Dvignil se bo vzdolž kalibriranih oznak proti odprtemu koncu, kar bo zagotovilo meritev, ki se lahko uporabi za sklepanje tlaka plina. Če je atmosferski tlak večji, bo ta tlak potisnil tekočino proti posodi, zaradi česar bo nivo tekočine padel vzdolž kalibriranih oznak.

Ker tako atmosferski tlak kot tlak plina delujeta na tekočino v cevi, je treba oba upoštevati pri iskanju tlaka vsebovanega plina. Ko je tlak plina večji od atmosferskega tlaka, plin ne potiska samo tekočine navzgor v nasprotni cevi, ampak tudi zrak nad njo. To pomeni, da je treba meritvi višine tekočine dodati atmosferski tlak, da dobimo pravi tlak plina. Če je tlak plina nižji od atmosferskega tlaka, velja nasprotno: meritev višine se odšteje od atmosferskega tlaka, da se ugotovi pravi tlak plina.

Manometer z zaprto cevjo uporablja enako nastavitev, vendar z zaprtim koncem, ki zadrži vakuum, namesto da bi bil odprt za zrak. Ta vrsta plinskega manometra se izogne ​​vprašanju atmosferskega tlaka. Ker na nasprotni konec cevi ne deluje noben drug vir tlaka, je višina tekočine določena izključno s tlakom vsebovanega plina. Plin bo potisnil tekočino na določeno razdaljo po cevi v vakuum, pri čemer je mogoče odčitati tlak.