أجهزة قياس ضغط السوائل

الموائع

المائع هو مادة تتكون من مجموعة من الجزيئات التي تُرتب بشكل عشوائي، مما يؤدي إلى ضعف قوى الترابط بينها. يتميز المائع بقدرته العالية على الاستجابة للقوى الخارجية التي تؤثر عليه، سواء من جدران الوعاء الذي يحتويه أو من البيئة المحيطة. لذا، لا يمكن تحديد شكله بدقة. من الأمثلة الشائعة على الموائع تشمل الهواء، والماء، والدم. وتلعب الموائع دوراً مهماً في علم الفيزياء، حيث تُستخدم في العديد من التطبيقات الحياتية مثل صناعة السفن والسدود والغواصات والمضخات، وكذلك في أجهزة قياس الضغط. في هذا المقال، سنستعرض الأجهزة المستخدمة في قياس ضغط الموائع.

أجهزة قياس الضغط للموائع

ضغط الموائع يُعرّف بأنه القوة العمودية التي يؤثر بها المائع على سطح الجسم من جميع الاتجاهات، وهو يُعبّر عن مقدار القوة المؤثرة على وحدة المساحة. يُقاس ضغط الموائع بوحدة الباسكال، التي سُميت نسبةً لعالم الرياضيات الفرنسي Blaise Pascal. تُقسم أجهزة قياس ضغط الموائع إلى نوعين يُستخدمان في قياس الضغط الجوي كما يلي:

جهاز الباروميتر الزئبقي

جهاز الباروميتر الزئبقي هو أداة تتكون من أنبوب زجاجي طويل مفتوح من أحد الطرفين ويحتوي على الزئبق. عندما يُوضع الجهاز عند مستوى سطح البحر، ينخفض مستوى الزئبق في الأنبوب ليصل إلى ارتفاع 76 سم، نتيجة لكثافة الزئبق العالية. سيبقى هناك فراغ صغير في الأعلى بسبب وجود بخار الزئبق. يُعتبر هذا الجهاز دقيقاً نظراً لأن قوى التماسك بين جزيئات الزئبق أعلى من قوى التلاصق بينه وبين الزجاج، كما أنه يمتاز بلونه الواضح، مما يسهل رؤيته. تعتمد قيمة الضغط في هذا الجهاز على مستوى الارتفاع أو الانخفاض عن سطح البحر.

جهاز الباروميتر المعدني

جهاز الباروميتر المعدني هو عبارة عن صندوق معدني مرن ومحكم الإغلاق يحتوي على هواء ذو ضغط منخفض. تبرز ميزته في أنه كلما زاد الضغط، يتم الضغط على جوانبه الداخلية، مما يؤدي إلى تحرك المؤشر مشيراً إلى قيمة الضغط. يُستخدم هذا الجهاز بشكل واسع لقياس ضغط الموائع، ويُعتبر أكثر شيوعاً من الجهاز الزئبقي، ويرجع ذلك إلى صعوبة التعامل مع الباروميتر الزئبقي. تم تصميم الباروميتر المعدني ليكون سهلاً في الاستخدام والنقل، إلا أنه يُعتبر أقل دقة مقارنةً بالباروميتر الزئبقي. بالإضافة إلى ذلك، يتم معايرة الباروميتر المعدني باستخدام الباروميتر الزئبقي.