Što je plinski manometar?

Plinski manometar je uređaj koji se koristi za mjerenje tlaka plina. Manometri mogu biti zatvorene ili otvorene cijevi i mogu koristiti vodu, živu ili drugu tekućinu za mjerenje tlaka. Najjednostavniji laboratorijski plinski manometar sastoji se od staklene ili plastične cijevi u obliku slova U koja je na jednom kraju povezana sa spremnikom plina pod tlakom i djelomično napunjena tekućinom. Prodaju se i digitalni manometri, koji se naširoko koriste za provjeru tlaka plina za kućanske aparate.

Plin pod tlakom djeluje silom na svoj spremnik. Na primjer, balon će se rastegnuti kada se napuhne – unutarnji tlak zraka postaje veći od vanjskog tlaka zraka i tjera rastezljivi materijal balona prema van. Plinski manometar koristi ovaj princip za mjerenje tlaka plina u posudi u odnosu na atmosferski tlak ili u odnosu na vakuum.

Plinski manometar otvorene cijevi sastoji se od spremnika napunjenog plinom pod tlakom i spojenog na jedan kraj cijevi u obliku slova U, koja je otvorena na drugom kraju. Strana cijevi koja je najudaljenija od spremnika za plin kalibrirana je oznakama za mjerenje. Za punjenje donjeg dijela U-cijevi koristi se tekuća živa ili voda.

Ako postoji razlika u tlaku između plina i atmosfere, tekućina u U-cijevi bit će prisiljena u jednom smjeru. Na primjer, ako je plin u spremniku pod većim tlakom od atmosferskog, tekućina će se potisnuti niz U-cijev dalje od spremnika. Podići će se duž kalibriranih oznaka prema otvorenom kraju, pružajući mjerenje koje se može koristiti za određivanje tlaka plina. Ako je atmosferski tlak veći, taj tlak će potisnuti tekućinu prema spremniku, uzrokujući pad razine tekućine duž kalibriranih oznaka.

Budući da i atmosferski tlak i tlak plina djeluju na tekućinu u cijevi, oba se moraju uzeti u obzir pri pronalaženju tlaka sadržanog plina. Kada je tlak plina veći od atmosferskog tlaka, plin ne samo da gura tekućinu prema gore u suprotnoj cijevi, već gura i zrak iznad nje. To znači da se mjerenju visine tekućine mora dodati atmosferski tlak kako bi se dobio pravi tlak plina. Ako je tlak plina niži od atmosferskog tlaka, vrijedi suprotno: mjerenje visine oduzima se od atmosferskog tlaka kako bi se pronašao pravi tlak plina.

Manometar sa zatvorenom cijevi koristi istu postavku, ali sa zatvorenim krajem koji drži vakuum umjesto da je otvoren za zrak. Ova vrsta plinskog manometra izbjegava pitanje atmosferskog tlaka. Budući da nijedan drugi izvor tlaka ne djeluje na suprotni kraj cijevi, visina tekućine određena je isključivo tlakom sadržanog plina. Plin će potisnuti tekućinu na određenu udaljenost uz cijev u vakuum, u kojoj se točki može očitati tlak.