圧力計とは何ですか?

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著者: Robert Simon
作成日: 18 六月 2021
更新日: 14 5月 2024
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圧力計は、圧力を測定する任意のデバイスです。ただし、特に限定されない限り、「圧力計」という用語は、ほとんどの場合、部分的に液体で満たされたU字型のチューブを指します。このタイプの圧力計は、実験室での実験の一部として簡単に構築でき、液柱に対する空気圧の影響を実証できます。

TL; DR(長すぎる;読まなかった)

圧力計は、圧力を測定する科学機器またはゲージです。

圧力計の構築

単純な圧力計は、透明なプラスチックチューブに色付きの液体を部分的に充填して、液体レベルを簡単に観察できるようにすることで構築できます。次に、チューブをU字型に曲げ、直立位置に固定します。現在、同じ圧力にさらされているため、2つの垂直列の流体レベルはこの時点で等しくなければなりません。したがって、このレベルは圧力計のゼロ点としてマークされ、識別されます。

圧力の測定

圧力計は、2つの柱の高さの差を許容するために、測定されたスケールに対して配置されます。この高さの差を直接使用して、さまざまなテスト圧力を相対的に比較できます。このタイプの圧力計は、圧力計内の液体の密度がわかっている場合に絶対圧力を計算するためにも使用できます。

使い方

チューブの一端は、気密シールでテスト圧力源に接続されています。チューブのもう一方の端は大気に開放されたままであるため、約1気圧(atm)の圧力がかかります。テスト圧力が1気圧の基準圧力よりも大きい場合、テストカラム内の液体はカラムを押し下げられます。これにより、参照列の液体が同じ量だけ上昇します。

圧力の計算

流体の列によって加えられる圧力は、式P = hgdで与えられます。この方程式では、Pは計算された圧力、hは流体の高さ、gは重力、dは液体の密度です。圧力計は絶対圧力ではなく圧力差を測定しているため、P = Pa-P0という代入を使用します。この置換では、Paは試験圧力、P0は基準圧力です。

例:圧力計の使用

圧力計内の液体が水銀であり、基準カラム内の液体の高さがテストカラム内の液体の高さより.02メートル高いと仮定します。水銀の密度には1立方メートルあたり13,534キログラム(kg / m ^ 3)を使用し、重力の加速には毎秒9.8メートル(m / s ^ 2)を使用します。 2つのカラム間の圧力差は、hgp = 0.02 x 9.8 x 13,534 =約2,653 kg•m-1•s-2として計算できます。圧力の単位については、パスカルを使用できます。約101,325パスカルは1気圧に相当します。したがって、圧力計の圧力差はPa – P0 = 2,653 / 101,325 = 0.026 atmです。したがって、テストカラムの圧力(Pa)はP0 + 0.026 atm = 1 + 0.026 atm = 1.026 atmに等しくなります。