Ce este un manometru de gaz?

Un manometru de gaz este un dispozitiv folosit pentru a măsura presiunea unui gaz. Manometrele pot fi fie cu tub închis, fie cu tub deschis și pot folosi apă, mercur sau alt lichid pentru a măsura presiunea. Cel mai simplu manometru de gaz de laborator constă dintr-un tub de sticlă sau plastic în formă de U conectat la un recipient cu gaz sub presiune la un capăt și umplut parțial cu lichid. Se vând și manometre digitale și sunt utilizate pe scară largă pentru verificarea presiunii gazului pentru aparatele de uz casnic.

Gazul sub presiune exercită o forță asupra recipientului său. De exemplu, un balon se va întinde atunci când este aruncat în aer – presiunea aerului din interior devine mai mare decât presiunea aerului exterior și forțează materialul elastic al balonului spre exterior. Un manometru de gaz folosește acest principiu pentru a măsura presiunea unui gaz dintr-un recipient față de presiunea atmosferică sau față de vid.

Un manometru de gaz cu tub deschis constă dintr-un recipient umplut cu gaz sub presiune și conectat la un capăt al unui tub în formă de U, care este deschis la celălalt capăt. Partea tubului cea mai îndepărtată de recipientul de gaz este calibrată cu marcaje pentru măsurare. Mercur lichid sau apă este folosit pentru a umple partea inferioară a tubului în U.

Dacă există o diferență de presiune între gaz și atmosferă, lichidul din tubul U va fi forțat într-o direcție. De exemplu, dacă gazul din recipient este la o presiune mai mare decât atmosfera, lichidul va fi forțat să coboare prin tubul în U, departe de container. Se va ridica de-a lungul marcajelor calibrate spre capătul deschis, oferind o măsurătoare care poate fi utilizată pentru a deduce presiunea gazului. Dacă presiunea atmosferică este mai mare, acea presiune va forța lichidul spre recipient, determinând scăderea nivelului de lichid de-a lungul marcajelor calibrate.

Deoarece atât presiunea atmosferică, cât și presiunea gazului acționează asupra lichidului din tub, ambele trebuie luate în considerare atunci când se află presiunea gazului conținut. Când presiunea gazului este mai mare decât presiunea atmosferică, gazul nu numai că împinge lichidul în sus în tubul opus, ci împinge și aerul deasupra acestuia. Aceasta înseamnă că presiunea atmosferică trebuie adăugată la măsurarea înălțimii lichidului pentru a obține presiunea reală a gazului. Dacă presiunea gazului este mai mică decât presiunea atmosferică, opusul este valabil: măsurarea înălțimii este scăzută din presiunea atmosferică pentru a găsi adevărata presiune a gazului.

Un manometru cu tub închis folosește aceeași configurație, dar cu un capăt închis care menține vidul în loc să fie deschis la aer. Acest tip de manometru cu gaz evită problema presiunii atmosferice. Deoarece nicio altă sursă de presiune nu acționează pe capătul opus al tubului, înălțimea lichidului este determinată exclusiv de presiunea gazului conținut. Gazul va forța lichidul la o anumită distanță în sus prin tub în vid, moment în care presiunea poate fi citită.