أجهزة قياس ضغط المائع

عناصر الدرس:

• البارومتر الزئبقي.
• المانومتر.
• أنواع أخرى من المانومترات.

الغرض منه

يستعمل البارومتر لقياس الضغط الجوي.

تركيبــه

يتكون البارومتر الزئبقي من أنبوبة يصل طولها إلى 90 سم , وحوض صغير به زئبق , بحيث تملأ الأنبوبة تماماً بالزئبق ثم تنكس في الحوض.

مبدأ عمله

يقوم البارومتر الزئبقي على مبدأ موازنة الضغط الجوي بضغط عمود من الزئبق أي أنه عندما يتوقف الزئبق عن الحركة (حالة التوازن ) فإن:

                       الضغط الجوي (ض.) = ضغط عمود الزئبق

لكننا نعلم أن ضغط السائل يعطي العلاقة:     ض م = ج ف ث
أي أن

تحـــذير:

 العلاقة { ض. = ض م =ج ف ث } خاصة بالبارو متر الزئبقي أو ما يشبهه, لكن ليس من الضروري أن يكون السائل هو الزئبق , بل يمكن تطبيقها على أي سائل آخر.

الغرض منه

 يستعمل المانو متر لقياس ضغط مائع ( غاز أو سائل) محصور , كما يستعمل لقياس ضغط سائل غير محصور.

تركيبــه

هناك عدة أنواع من المانو مترات منها نوع يسمى مانو متر أنبوب U مملوء جزئياً بالزئبق يوصل أحد فرعيه بالمائع الذي يراد قياس ضغطه فينزل الزئبق في ذلك الفرع بسبب ضغط المائع ويرتفع في الفرع الآخر .

حساب ضغط المائع باستعمال المانومتر

كما هو واضح من الشكل فإن:
       ضغط المائع المحصور = الضغط الجوي + ضغط عمود السائل في الشعبة المفتوحة
وبما أن ضغط السائل يعطي من العلاقة
                                       ض م = ج ف ث

فإن:  

أنواع أخرى من المانومترات

1. هناك نوع آخر من المانومترات يستعمل لقياس ضغط سائل محصور، كما يستعمل لتعيين كثافة سائل غير معلوم الكثافة، ويتركب من أنبوب على شكل حرفU فرعاه مفتوحان يًملأ جزئيًا بالزئبق ثم يوضع في أحد فرعيه السائل الذي يراد قياس ضغطه أو كثافته وبما أن فرعي الأنبوب مفتوحان فإن الضغط الجوي على السائل في أحد الفرعين يلغي الضغط الجوي على السائل الآخر، بحيث يمكننا القول إن 
           ض ₁ = ض ₂   =>  جـ  ف₁ ث₁ = جـ  ف₂  ث₂
   بالنتيجة نحصل على
        ف₁ ث ₁ = ف ₂ ث ₂
2. يوضح الشكل نوعًا ثالثًا من المانومترات يستعمل لقياس ضغط المائع المحصور خاصة إذا كان ضغطه أقل من الضغط الجوي، ومن الشكل فإن:
    ضغط المائه المحصور = الضغط المقاس لعمود الزئبق = جـ 8 ف ث 

مثال حسابي 1:

ارتفاع عمود الزئبق الذي يقابل الضغط الجوي المعياري يساوي 76 سم، احسب مقدار الضغط الجوي المعياري بوحدة باسكال، علمًا أن كثافة الزئبق 13600 كغم/م³.

الحــل:

الضغط الجوي المعياري

الضغط الجوي = ضغط عمود الزئبق الموازن له = جـ ف ث

ف = 767 سم = 0,76 م

إذًا ض₀ = 9,8 * (0,76) * 13600 = 1,013*10 ⁵ باسكال

مثال حسابي 2:

ط.

الحــل: