مانومتر
مانومتر
مانومتر وسيله اي براي اندازه گيري فشار است. يك مانومتر ساده معمولي شامل يك لوله شيشه اي U شكل است كه با مقداري مايع پر شده است. به طور معمول اين مايع به دليل چگالي بالا جيوه است.
مورد 1
در شكل سمت راست، چنين لوله U شكل پر از مايع را نشان مي دهيم. توجه داشته باشيد كه هر دو انتهاي لوله به اتمسفر باز است. بنابراين هر دو نقطه A و B در فشار اتمسفر هستند. دو نقطه نيز ارتفاع عمودي يكساني دارند.
هر دو انتهاي لوله باز است
مورد 2
حالا بالاي لوله سمت چپ بسته شده است. تصور مي كنيم كه يك نمونه گاز در انتهاي بسته لوله وجود دارد.
سمت راست لوله به اتمسفر باز مي ماند. پس نقطه A در فشار اتمسفر است.
نقطه C در فشار گاز در انتهاي بسته لوله است.
نقطه B به دليل وزن ستون مايع با ارتفاع h فشاري بيشتر از فشار اتمسفر دارد.
نقطه C در همان ارتفاع B است، بنابراين فشار آن برابر با B است. و قبلاً ديديم كه اين فشار برابر با فشار گاز در انتهاي بسته لوله است.
بنابراين، در اين حالت، فشار گازي كه در انتهاي بسته لوله محبوس مي شود، بيشتر از فشار اتمسفر به ميزان فشار وارد شده توسط ستون مايع با ارتفاع h است.
مورد 3
اكنون ترتيب احتمالي ديگري از مانومتر را با بسته بودن بالاي سمت چپ لوله نشان مي دهيم. شايد انتهاي بسته لوله مانند قبل حاوي نمونه اي از گاز باشد يا شايد حاوي خلاء باشد.
نقطه A در فشار اتمسفر است.
نقطه C در هر فشاري است كه گاز در انتهاي بسته لوله داشته باشد يا اگر انتهاي بسته داراي خلاء باشد فشار صفر است.
از آنجايي كه نقطه B در همان ارتفاع نقطه A است، بايد در فشار اتمسفر نيز باشد. اما فشار در B نيز مجموع فشار در C به اضافه فشار وارد شده توسط وزن ستون مايع با ارتفاع h در لوله است.
بنابراين نتيجه مي گيريم كه فشار در C از فشار اتمسفر با مقدار فشار وارد شده توسط ستون مايع با ارتفاع h كمتر است.
اگر انتهاي بسته لوله حاوي خلاء باشد، فشار در نقطه C صفر است و فشار اتمسفر برابر با فشاري است كه وزن ستون مايع با ارتفاع h اعمال مي كند. در اين حالت مي توان از مانومتر به عنوان فشارسنج براي اندازه گيري فشار اتمسفر استفاده كرد.
ما با بحث در مورد واحدهاي اندازه گيري فشار نتيجه مي گيريم. به ياد بياوريد كه فشار به عنوان نيرو در هر منطقه تعريف مي شود. واحد SI براي فشار پاسكال است كه يك نيوتن بر متر مربع است.
به عنوان مثال، فشار اتمسفر با آب و هوا متفاوت است و معمولاً حدود 100 كيلو پاسكال است. يكي ديگر از واحدهاي رايج براي اندازه گيري فشار اتمسفر، ميلي متر جيوه است كه مقدار آن معمولاً حدود 760 ميلي متر است. به عبارت ديگر، اگر انتهاي بسته لوله در مورد 3 بالا حاوي خلاء باشد، ارتفاع h حدود 760 ميلي متر است.
در بسياري از موقعيت ها، اندازه گيري فشارها بر حسب واحد طول مايع در مانومتر كاملاً كافي است. بقيه اين سند در مورد چگونگي تبديل از آن واحدها به پاسكال بحث مي كند.
شكل سمت راست استوانه اي از مايع به ارتفاع h و مساحت A را نشان مي دهد.
وزن استوانه جرم آن m برابر شتاب گرانش g است. اين نيرويي است كه سيلندر مايع بر هر چيزي كه درست زير آن است وارد مي كند:
F = m g
فشار p عبارت است از تقسيم نيرو بر مساحت A صفحه سيلندر.
p = F/A
جرم سيلندر چگالي مايع rho است: چگالي مايع ضربدر حجم V.
m = rho: چگالي مايع V
حجم برابر است با مساحت A صفحه استوانه ضربدر ارتفاع آن h.
V = A hمانومتر
مانومتر وسيله اي براي اندازه گيري فشار است. يك مانومتر ساده معمولي شامل يك لوله شيشه اي U شكل است كه با مقداري مايع پر شده است. به طور معمول اين مايع به دليل چگالي بالا جيوه است.
مورد 1
در شكل سمت راست، چنين لوله U شكل پر از مايع را نشان مي دهيم. توجه داشته باشيد كه هر دو انتهاي لوله به اتمسفر باز است. بنابراين هر دو نقطه A و B در فشار اتمسفر هستند. دو نقطه نيز ارتفاع عمودي يكساني دارند.
مورد 1
در شكل سمت راست، چنين لوله U شكل پر از مايع را نشان مي دهيم. توجه داشته باشيد كه هر دو انتهاي لوله به اتمسفر باز است. بنابراين هر دو نقطه A و B در فشار اتمسفر هستند. دو نقطه نيز ارتفاع عمودي يكساني دارند.
هر دو انتهاي لوله باز است
مورد 2
حالا بالاي لوله سمت چپ بسته شده است. تصور مي كنيم كه يك نمونه گاز در انتهاي بسته لوله وجود دارد.
سمت راست لوله به اتمسفر باز مي ماند. پس نقطه A در فشار اتمسفر است.
نقطه C در فشار گاز در انتهاي بسته لوله است.
نقطه B به دليل وزن ستون مايع با ارتفاع h فشاري بيشتر از فشار اتمسفر دارد.
نقطه C در همان ارتفاع B است، بنابراين فشار آن برابر با B است. و قبلاً ديديم كه اين فشار برابر با فشار گاز در انتهاي بسته لوله است.
بنابراين، در اين حالت، فشار گازي كه در انتهاي بسته لوله محبوس مي شود، بيشتر از فشار اتمسفر به ميزان فشار وارد شده توسط ستون مايع با ارتفاع h است.
مورد 3
اكنون ترتيب احتمالي ديگري از مانومتر را با بسته بودن بالاي سمت چپ لوله نشان مي دهيم. شايد انتهاي بسته لوله مانند قبل حاوي نمونه اي از گاز باشد يا شايد حاوي خلاء باشد.
نقطه A در فشار اتمسفر است.
نقطه C در هر فشاري است كه گاز در انتهاي بسته لوله داشته باشد يا اگر انتهاي بسته داراي خلاء باشد فشار صفر است.
از آنجايي كه نقطه B در همان ارتفاع نقطه A است، بايد در فشار اتمسفر نيز باشد. اما فشار در B نيز مجموع فشار در C به اضافه فشار وارد شده توسط وزن ستون مايع با ارتفاع h در لوله است.
بنابراين نتيجه مي گيريم كه فشار در C از فشار اتمسفر با مقدار فشار وارد شده توسط ستون مايع با ارتفاع h كمتر است.
اگر انتهاي بسته لوله حاوي خلاء باشد، فشار در نقطه C صفر است و فشار اتمسفر برابر با فشاري است كه وزن ستون مايع با ارتفاع h اعمال مي كند. در اين حالت مي توان از مانومتر به عنوان فشارسنج براي اندازه گيري فشار اتمسفر استفاده كرد.
ما با بحث در مورد واحدهاي اندازه گيري فشار نتيجه مي گيريم. به ياد بياوريد كه فشار به عنوان نيرو در هر منطقه تعريف مي شود. واحد SI براي فشار پاسكال است كه يك نيوتن بر متر مربع است.
به عنوان مثال، فشار اتمسفر با آب و هوا متفاوت است و معمولاً حدود 100 كيلو پاسكال است. يكي ديگر از واحدهاي رايج براي اندازه گيري فشار اتمسفر، ميلي متر جيوه است كه مقدار آن معمولاً حدود 760 ميلي متر است. به عبارت ديگر، اگر انتهاي بسته لوله در مورد 3 بالا حاوي خلاء باشد، ارتفاع h حدود 760 ميلي متر است.
در بسياري از موقعيت ها، اندازه گيري فشارها بر حسب واحد طول مايع در مانومتر كاملاً كافي است. بقيه اين سند در مورد چگونگي تبديل از آن واحدها به پاسكال بحث مي كند.
شكل سمت راست استوانه اي از مايع به ارتفاع h و مساحت A را نشان مي دهد.
وزن استوانه جرم آن m برابر شتاب گرانش g است. اين نيرويي است كه سيلندر مايع بر هر چيزي كه درست زير آن است وارد مي كند:
F = m g
فشار p عبارت است از تقسيم نيرو بر مساحت A صفحه سيلندر.
p = F/A
جرم سيلندر چگالي مايع rho است: چگالي مايع ضربدر حجم V.
m = rho: چگالي مايع V
حجم برابر است با مساحت A صفحه استوانه ضربدر ارتفاع آن h.
V = A h
برچسب: مانومتر ، روتامتر ، گيج،