أجهزة قياس ضغط السوائل

الموائع

المائع هو مادة تتكون من مجموعة من الجزيئات المرتبة بشكل عشوائي، حيث تكون قوى الترابط بينها ضعيفة. يتميز المائع بقدرته على التفاعل بسهولة مع القوى الخارجية المؤثرة عليه، سواء من جدران الوعاء الذي يحتويه أو من محيطه. لهذا السبب، لا يمكن تحديد شكله بدقة. من الأمثلة الشائعة على الموائع: الهواء، الماء، والدم. تلعب الموائع دوراً محورياً في مجال الفيزياء، حيث تُستخدم في تطبيقات متعددة في الحياة اليومية، مثل: صناعة السفن، والسدود، والغواصات، والمضخات، وأجهزة قياس الضغط المختلفة. في هذا المقال، سنسلط الضوء على الأجهزة المستخدمة في قياس ضغط الموائع.

أجهزة قياس ضغط الموائع

ضغط الموائع يعرف بأنه القوة التي يؤثر بها المائع عمودياً على سطح الجسم من كافة الاتجاهات، ويمثل مقدار القوة المؤثرة في وحدة المساحة، مثل تلك الموجودة على جدران الوعاء. يُقاس الضغط بوحدة الباسكال، وهو اسم يُنسب للعالم الفرنسي المعروف باسكال. تنقسم أجهزة قياس الضغط للموائع إلى نوعين، وتُستخدم في قياس الضغط الجوي كما هو موضح أدناه:

جهاز الباروميتر الزئبقي

الباروميتر الزئبقي هو أداة مكونة من أنبوب زجاجي طويل مفتوح من أحد الطرفين ويحتوي على الزئبق. عند وضع الجهاز على مستوى سطح البحر، ينخفض مستوى الزئبق في الأنبوب حتى يصل إلى ارتفاع 76 سم نتيجة للكثافة العالية للزئبق، تاركاً فراغًا قليلًا في الأعلى بسبب وجود بخار الزئبق. يُعتبر هذا الجهاز دقيقًا جدًا، حيث إن قوى التماسك بين جزيئات الزئبق تفوق قوى التلاصق مع الزجاج. بالإضافة إلى ذلك، يتميز الزئبق بلونه الفريد الذي يسهل تمييزه، وتعتمد قيمة الضغط في هذا الجهاز على الارتفاع أو الانخفاض عن سطح البحر.

جهاز الباروميتر المعدني

الباروميتر المعدني هو عبارة عن صندوق معدني ذو جوانب مرنة ومحكم الإغلاق، ويحتوي على هواء منخفض الضغط. يتميز هذا الجهاز بأنه كلما زاد الضغط، تشد جوانبه نحو الداخل مما يؤدي إلى تحريك المؤشر للدلالة على قيمة الضغط. يُعتبر جهاز الباروميتر المعدني أكثر شيوعًا من الباروميتر الزئبقي، نظرًا لصعوبة التعامل مع الأخير. لذلك، تم تصميم الباروميتر المعدني ليكون سهل الاستخدام والنقل بين المواقع. ومع ذلك، فإن دقته أقل مقارنةً بالباروميتر الزئبقي، ويتم عادةً معايرة الباروميتر المعدني باستخدام الباروميتر الزئبقي.