Um manômetro pode ser qualquer dispositivo que meça a pressão. No entanto, a menos que seja qualificado de outra forma, o termo “manômetro” geralmente se refere especificamente a um tubo em forma de U parcialmente preenchido com fluido. Você pode facilmente construir esse tipo de manômetro como parte de um experimento de laboratório para demonstrar o efeito da pressão do ar em uma coluna de líquido.
TL; DR (muito longo; não leu)
Um manômetro é um instrumento ou medidor científico que mede a pressão.
Construindo um manômetro
Um manômetro simples pode ser construído enchendo-se parcialmente um tubo de plástico transparente com um líquido colorido para permitir que o nível do fluido ser facilmente observado. O tubo é então dobrado em forma de U e fixado na posição vertical. Os níveis do fluido nas duas colunas verticais devem ser iguais neste ponto, pois estão atualmente expostos à mesma pressão. Este nível é, portanto, marcado e identificado como o ponto zero do manômetro.
Medição de Pressão
O manômetro é colocado contra uma escala medida para permitir qualquer diferença na altura das duas colunas. Este diferencial de altura pode ser usado diretamente para fazer comparações relativas entre diferentes pressões de teste. Esse tipo de manômetro também pode ser usado para calcular a pressão absoluta quando a densidade do líquido no manômetro é conhecida.
Como funciona |
Uma extremidade do tubo é conectada a um gás - selar firmemente a uma fonte de pressão de teste. A outra extremidade do tubo é deixada aberta para a atmosfera e, portanto, será submetida a uma pressão de aproximadamente 1 atmosfera (atm). Se a pressão de teste for maior que a pressão de referência de 1 atm, o líquido na coluna de teste é forçado para baixo da coluna. Isso faz com que o fluido na coluna de referência aumente em uma quantidade igual.
Calculando a Pressão
A pressão exercida por uma coluna de fluido pode ser dada pela equação P = hgd. Nesta equação, P é a pressão calculada, h é a altura do fluido, g é a força da gravidade e d é a densidade do líquido. Como o manômetro está medindo um diferencial de pressão em vez de uma pressão absoluta, usamos a substituição P = Pa - P0. Nesta substituição, Pa é a pressão de teste e P0 é a pressão de referência.
Exemplo: Uso de manômetro
Suponha que o fluido no manômetro seja mercúrio e a altura do fluido na referência coluna é 0,02 metros mais alta que a altura do fluido na coluna de teste. Use 13.534 kg por metro cúbico (kg /m ^ 3) para a densidade de mercúrio e 9,8 metros por segundo ao quadrado (m /s ^ 2) para a aceleração da gravidade. Você pode calcular o diferencial de pressão entre as duas colunas como hgp = 0,02 x 9,8 x 13,534 = aproximadamente 2,653 kg • m-1 • s-2. Para unidades de pressão, você pode usar o pascal, com aproximadamente 101.325 pascals, igual a 1 atm de pressão. O diferencial de pressão no manômetro é, portanto, Pa - P0 = 2.653 /101.325 = 0,026 atm. Assim, a pressão na coluna de teste (Pa) é igual a P0 + 0,026 atm = 1 + 0,026 atm = 1,026 atm.
