أداة لقياس ضغط الغاز المحصور هي المانومتر. المانومتر هو جهاز بسيط يتكون من أنبوب زجاجي على شكل حرف U، مملوء بسائل كثيف، مثل الزئبق أو الكحول. يتم توصيل أحد طرفي الأنبوب بالغاز المراد قياس ضغطه، بينما يظل الطرف الآخر مفتوحًا تجاه الغلاف الجوي.
يعمل المانومتر على مبدأ توازن القوى. يبذل الضغط الجوي قوة صعودية على السائل في أنبوب المانومتر. يبذل الضغط الناتج عن الغاز المراد قياس ضغطه قوة هبوطية على السائل في أنبوب المانومتر. عندما يكون الضغط الجوي أكبر من الضغط الناتج عن الغاز، فإن السائل في أنبوب المانومتر يرتفع إلى الطرف المفتوح. عندما يكون الضغط الناتج عن الغاز أكبر من الضغط الجوي، فإن السائل في أنبوب المانومتر ينخفض إلى الطرف المتصل بالغاز.
يمكن قراءة ضغط الغاز المراد قياسه من مقياس على الأنبوب. يشير ارتفاع السائل في الأنبوب إلى الفرق بين الضغط الجوي والضغط الناتج عن الغاز. يمكن حساب الضغط الناتج عن الغاز باستخدام الصيغة التالية:
P_g = P_a - P_l
حيث:
- P_g هو الضغط الناتج عن الغاز
- P_a هو الضغط الجوي
- P_l هو الضغط الهيدروستاتيكي للسائل في أنبوب المانومتر
هناك أنواع عديدة من المانومترات، تختلف في نوع السائل المستخدم وطريقة قراءة الضغط. بعض أنواع المانومترات الشائعة هي:
- المانومتر الزئبقي: هذا هو النوع الأكثر شيوعًا من المانومترات. يستخدم الزئبق كسائل، وهو سائل كثيف للغاية يسمح بقياس ضغط الغاز بدقة عالية.
- المانومتر الكحولي: هذا النوع من المانومترات يستخدم الكحول كسائل. الكحول أقل كثافة من الزئبق، لذلك فهو أكثر أمانًا في الاستخدام.
- مقياس الضغط الرقمي: هذا النوع من المانومترات يستخدم مقياسًا إلكترونيًا لقياس الضغط. هذا النوع من المانومترات أكثر دقة وسهولة في القراءة من المانومترات الميكانيكية.
تستخدم المانومترات في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك:
- قياس الضغط الجوي
- قياس ضغط الغاز في المحركات
- قياس ضغط الغاز في الأنابيب
- قياس ضغط الغاز في الأدوات والمعدات
يعد المانومتر أداة مهمة في العديد من المجالات، بما في ذلك الهندسة والعلوم والصناعة.
