水銀から無水気圧計へ

気圧測定に使用される機器には、水銀気圧計と無水気圧計があります。この2つの対象は、それぞれ異なる動作原理と機構を使用しています。気圧測定では、アネロイド気圧計と水銀気圧計の2つが重要な機器である。両デバイスは理論的にも実用的にも重要なものです。この記事では、無水気圧計と水銀気圧計とは何か、その仕組み、水銀気圧計と無水気圧計の用途、それらの類似点、そして最後に水銀気圧計と無水気圧計の相違点について説明します。

水銀気圧計

水銀気圧計は、一端が閉じた管とビーカーから構成されています。チューブに気圧の液体を入れ、開放端の先端がビーカー内に、残りの部分がビーカーの外側に垂直になるように、ビーカー内に逆さまに置きます。これにより、液体の表面とチューブの閉じた端の間に真空が作られる。ビーカーの液面の圧力は外圧と等しくなります。これは、表面にある水分子の圧力にも等しい。原理的には、同じ高さでの静水圧は、どんな液体でも同じようなものになります。したがって、管内部の外液面と同じ高さの点の圧力は、外圧と等しくなる。管頂部の圧力は真空で発生するためゼロであり、さらに液柱の上下の圧力差は外圧と等しい。外圧の式は、圧力差によって発生する力と液柱の重量を等しくすることで得られる。 p = hρg, hは液柱の高さ、ρは液体の密度、gは重力加速度である。水銀は密度が高いので、液体として使われます。水銀気圧計は、水銀柱の水銀ミリメートルまたはミリメートルで使用するのが一般的です。

液体を使わない気圧計

アネロイド気圧計は、銅とベリリウムの合金でできた柔軟な金属製の箱で構成されています。この箱を無液室と呼ぶ。強力なスプリングにより、外圧による箱の倒壊を防止します。外部からの圧力が変化すると、箱は収縮したり膨張したりします。この変化を増幅し、表示するために機械的なシステムを導入しています。針とダイヤルで表示されます。アネロイド気圧計は、簡単に校正することができます。無液電池の感度を変えることで、気圧計の感度を変化させることができる。