Vad är en gasmanometer?

En gasmanometer är en anordning som används för att mäta trycket på en gas. Manometrar kan vara antingen slutna rör eller öppna rör och kan använda vatten, kvicksilver eller annan vätska för att mäta tryck. Den enklaste laboratoriegasmanometern består av ett U-format glas- eller plaströr kopplat till en behållare med tryckgas i ena änden och delvis fylld med vätska. Digitala manometrar säljs också och används ofta för att kontrollera gastrycket för hushållsapparater.

Trycksatt gas utövar en kraft på sin behållare. Till exempel kommer en ballong att sträcka sig när den blåses upp – det inre lufttrycket blir större än det yttre lufttrycket och tvingar ballongens stretchiga material utåt. En gasmanometer använder denna princip för att mäta trycket av en gas i en behållare mot atmosfärstryck eller mot ett vakuum.

En gasmanometer med öppet rör består av en behållare fylld med trycksatt gas och ansluten till ena änden av ett U-format rör, som är öppet i andra änden. Den sida av röret som är längst bort från gasbehållaren är kalibrerad med markeringar för mätning. Flytande kvicksilver eller vatten används för att fylla den nedre delen av U-röret.

Om det finns en skillnad i tryck mellan gasen och atmosfären kommer vätskan i U-röret att tvingas i en riktning. Till exempel, om gasen i behållaren har ett högre tryck än atmosfären, kommer vätskan att tvingas ner i U-röret bort från behållaren. Den kommer att stiga längs de kalibrerade markeringarna mot den öppna änden, vilket ger ett mått som kan användas för att härleda gasens tryck. Om atmosfärstrycket är högre kommer det trycket att tvinga vätskan mot behållaren, vilket gör att vätskenivån sjunker längs de kalibrerade märkena.

Eftersom både atmosfärstryck och gastryck verkar på vätskan i röret måste båda tas med i beräkningen när trycket för den inneslutna gasen ska fastställas. När gastrycket är högre än atmosfärstrycket trycker gasen inte bara vätskan uppåt i det motsatta röret, den trycker också luften ovanför det. Detta innebär att atmosfärstryck måste läggas till mätningen av vätskans höjd för att erhålla det verkliga gastrycket. Om gastrycket är lägre än atmosfärstrycket gäller motsatsen: höjdmätningen subtraheras från atmosfärstrycket för att hitta det verkliga gastrycket.

En manometer med stängt rör använder samma uppsättning, men med en sluten ände som håller ett vakuum istället för att vara öppen mot luften. Denna typ av gasmanometer undviker frågan om atmosfärstryck. Eftersom ingen annan tryckkälla verkar på den motsatta änden av röret, bestäms höjden på vätskan enbart av trycket hos den inneslutna gasen. Gasen kommer att tvinga vätskan en viss sträcka upp i röret in i vakuumet, varvid trycket kan avläsas.