Kas ir gāzes manometrs?

Spiediena gāze iedarbojas uz tās tvertni. Piemēram, balons izstiepsies, kad tas tiek uzpūsts — iekšējais gaisa spiediens kļūst lielāks par ārējo gaisa spiedienu un izspiež balona elastīgo materiālu uz āru. Gāzes manometrs izmanto šo principu, lai mērītu gāzes spiedienu tvertnē pret atmosfēras spiedienu vai pret vakuumu.

Atvērtas caurules gāzes manometrs sastāv no tvertnes, kas piepildīta ar spiediena gāzi un savienota ar U formas caurules vienu galu, kura otrā galā ir atvērta. Caurules puse, kas atrodas vistālāk no gāzes tvertnes, ir kalibrēta ar marķējumu mērījumiem. Šķidru dzīvsudrabu vai ūdeni izmanto, lai aizpildītu U veida caurules apakšējo daļu.

Ja starp gāzi un atmosfēru ir spiediena atšķirība, šķidrums U veida caurulē tiks spiests vienā virzienā. Piemēram, ja gāzei tvertnē ir lielāks spiediens nekā atmosfērā, šķidrums tiks izspiests pa U veida cauruli prom no tvertnes. Tas pacelsies gar kalibrētajām atzīmēm virzienā uz atvērto galu, nodrošinot mērījumu, ko var izmantot, lai secinātu gāzes spiedienu. Ja atmosfēras spiediens ir lielāks, šis spiediens piespiedīs šķidrumu uz tvertnes pusi, izraisot šķidruma līmeņa pazemināšanos gar kalibrētajām atzīmēm.

Tā kā gan atmosfēras spiediens, gan gāzes spiediens iedarbojas uz šķidrumu caurulē, abi ir jāņem vērā, nosakot ietvertās gāzes spiedienu. Kad gāzes spiediens ir lielāks par atmosfēras spiedienu, gāze ne tikai virza šķidrumu uz augšu pretējā caurulē, bet arī spiež gaisu virs tā. Tas nozīmē, ka, lai iegūtu patieso gāzes spiedienu, šķidruma augstuma mērījumam jāpievieno atmosfēras spiediens. Ja gāzes spiediens ir zemāks par atmosfēras spiedienu, notiek pretējais: augstuma mērījums tiek atņemts no atmosfēras spiediena, lai noteiktu patieso gāzes spiedienu.

Slēgtas caurules manometram tiek izmantota tāda pati iestatīšana, bet ar slēgtu galu, kas satur vakuumu, nevis ir atvērts gaisam. Šāda veida gāzes manometrs ļauj izvairīties no atmosfēras spiediena problēmas. Tā kā caurules pretējā galā nedarbojas neviens cits spiediena avots, šķidruma augstumu nosaka tikai tajā esošās gāzes spiediens. Gāze piespiedīs šķidrumu noteiktā attālumā pa cauruli vakuumā, un šajā brīdī var nolasīt spiedienu.