§ 154. Жидкостный манометр

Нальем в  - образную трубку воду и, взяв в рот левый конец трубки, будем дуть в нее (рис. 241). Мы увидим, что уровни воды в коленах трубки сместятся, так что в открытом конце трубки вода будет стоять на более высоком уровне. Это объясняется тем, что воздух, сжимаемый нашими легкими над поверхностью жидкости, оказывает на нее давление, большее атмосферного давления в открытом конце трубки. Так как давления в точках  и , лежащих в одной горизонтальной плоскости, одинаковы, то давление вдуваемого воздуха превышает атмосферное на величину давления столба воды, высота которого равна создавшейся разности уровней в коленах трубки. Конечно, воду можно заменить какой-нибудь другой жидкостью, например ртутью; измеряя разность уровней жидкости в коленах трубки, можно определить давление, оказываемое на жидкость в одном из колен, или, точнее говоря, разность давлений на поверхность жидкости в обоих коленах. Этот принцип и использован в жидкостном манометре.

Жидкостный манометр делают в виде  - образной трубки, одно колено которой присоединяется к сосуду, давление в котором нужно измерить (рис. 242). Если образующаяся разность уровней жидкости равна , то давление со стороны колена, где жидкость стоит на меньшем уровне, превосходит давление во втором колене, на , где  — плотность жидкости в манометрической трубке.

Рис. 241. Давление воздуха в левом колене уравновешивает атмосферное давление и давление столба воды  в правом колене

Рис. 242. Жидкостный манометр. Манометр показывает, что давление в сосуде меньше атмосферного

Обычно пользуются манометром, наполненным водой или ртутью, и измеряют давление по наблюдаемой разности уровней, выражая его непосредственно в единицах длины. В качестве единиц давления принимают давления, создаваемые столбом воды или ртути, имеющим высоту 1 мм. Эти единицы называют «миллиметр водяного столба» и «миллиметр ртутного столба» и обозначают «мм.вод.ст.» и «мм.рт.ст.».

Плотность воды . Подставив в формулу (152.1) это значение  и  м, найдем, что

.                                    (154.1)

Аналогичный расчет дает, что

.                                            (154.2)

Напомним, что

.

154.1. Давление в сосуде изменилось на 2 мм.рт.ст. На сколько переместился уровень в открытом колене присоединенного к сосуду водяного манометра?