Un manometro a gas è un dispositivo utilizzato per misurare la pressione di un gas. I manometri possono essere a tubo chiuso oa tubo aperto e possono utilizzare acqua, mercurio o un altro liquido per misurare la pressione. Il manometro per gas da laboratorio più semplice è costituito da un tubo di vetro o plastica a forma di U collegato a un contenitore di gas pressurizzato a un’estremità e riempito parzialmente di liquido. Vengono venduti anche manometri digitali, ampiamente utilizzati per il controllo della pressione del gas per gli elettrodomestici.
Il gas pressurizzato esercita una forza sul suo contenitore. Ad esempio, un palloncino si allunga quando viene gonfiato: la pressione dell’aria interna diventa maggiore della pressione dell’aria esterna e spinge il materiale elastico del palloncino verso l’esterno. Un manometro a gas utilizza questo principio per misurare la pressione di un gas in un contenitore contro la pressione atmosferica o contro il vuoto.
Un manometro per gas a tubo aperto è costituito da un contenitore riempito con gas in pressione e collegato a un’estremità di un tubo a forma di U, aperto all’altra estremità. Il lato del tubo più lontano dal contenitore del gas è calibrato con marcature per la misurazione. Il mercurio liquido o l’acqua vengono utilizzati per riempire la parte inferiore del tubo a U.
Se c’è una differenza di pressione tra il gas e l’atmosfera, il liquido nel tubo a U sarà forzato in una direzione. Ad esempio, se il gas nel contenitore è a una pressione superiore a quella dell’atmosfera, il liquido verrà spinto lungo il tubo a U lontano dal contenitore. Salirà lungo i segni calibrati verso l’estremità aperta, fornendo una misura che può essere utilizzata per dedurre la pressione del gas. Se la pressione atmosferica è maggiore, tale pressione spingerà il liquido verso il contenitore, facendo scendere il livello del liquido lungo le tacche calibrate.
Poiché sia la pressione atmosferica che la pressione del gas agiscono sul liquido nel tubo, entrambe devono essere prese in considerazione quando si trova la pressione del gas contenuto. Quando la pressione del gas è maggiore della pressione atmosferica, il gas non solo spinge il liquido verso l’alto nel tubo opposto, ma spinge anche l’aria sopra di esso. Ciò significa che la pressione atmosferica deve essere aggiunta alla misurazione dell’altezza del liquido per ottenere la vera pressione del gas. Se la pressione del gas è inferiore alla pressione atmosferica, vale il contrario: la misura dell’altezza viene sottratta dalla pressione atmosferica per trovare la vera pressione del gas.
Un manometro a tubo chiuso utilizza la stessa configurazione, ma con un’estremità chiusa che mantiene il vuoto invece di essere aperta all’aria. Questo tipo di manometro a gas evita l’emissione di pressione atmosferica. Poiché nessun’altra sorgente di pressione agisce sull’estremità opposta del tubo, l’altezza del liquido è determinata unicamente dalla pressione del gas contenuto. Il gas forzerà il liquido a una certa distanza lungo il tubo nel vuoto, a quel punto sarà possibile leggere la pressione.