أجهزة قياس ضغط السوائل

المواد المائعة

المائع هو مادة تتألف من مجموعة من الجزيئات المرتبة بطريقة عشوائية، حيث تكون قوى الترابط بين هذه الجزيئات ضعيفة نسبياً. يتميز المائع بقدرته على الاستجابة بسهولة للقوى الخارجية التي تؤثر عليه، سواء من جدران الوعاء الذي يحتويه أو حتى من البيئة المحيطة. لذلك، لا يمكن اعتباره مادة ذات شكل ثابت. تشمل الأمثلة الشائعة للموائع الهواء والماء والدم. للمائع أهمية كبيرة في مجال الفيزياء، نظراً لدوره في تطبيقات متنوعة في الحياة اليومية، مثل صناعة السفن والسدود والغواصات والمضخات، بالإضافة إلى الأجهزة المستخدمة لقياس الضغط. سنستعرض في هذا المقال الأدوات المستخدمة في قياس ضغط الموائع.

أدوات قياس ضغط الموائع

ضغط المائع يُعَرَّف بأنه القوة التي يؤثر بها المائع عمودياً على سطح جسم معين من جميع الاتجاهات، مما يعني مقدار القوة المؤثرة على وحدة المساحة، مثل الضغط الذي يمارسه المائع على جدران الإناء الذي يحتويه. وتجدر الإشارة إلى أن قياس الضغط يُعبَّر عنه بوحدة الباسكال، التي سُميت تكريماً للعالم الفرنسي المعروف بلاسكال. تنقسم أجهزة قياس ضغط الموائع إلى نوعين، وتُستخدم لقياس الضغط الجوي، وهي كالتالي:

جهاز الباروميتر الزئبقي

جهاز الباروميتر الزئبقي هو أداة تضم أنبوباً زجاجياً طويلاً مفتوحاً من أحد الطرفين ويحتوي على الزئبق. عند وضع الجهاز عند مستوى سطح البحر، ينخفض مستوى الزئبق في الأنبوب حتى يصل ارتفاعه إلى 76 سم، بسبب كثافة الزئبق العالية، مما يترك فراغاً قليلاً في الجزء العلوي نتيجة لوجود بخار الزئبق. يمتاز هذا الجهاز بدقته، حيث إن قوى التماسك بين جزيئات الزئبق أقوى من قوى التلاصق بينه وبين الزجاج، بالإضافة إلى لونه المميز، مما يسهل تمييزه ورؤيته. تعتمد قيمة الضغط في هذا الجهاز على مستوى الارتفاع أو الانخفاض عن سطح البحر.

جهاز الباروميتر المعدني

جهاز الباروميتر المعدني هو صندوق معدني ذو جوانب مرنة ومحكم الإغلاق يحتوي على هواء بضغط منخفض. يتميز بأنه كلما زاد الضغط، تضغط جوانبه إلى الداخل، مما يؤدي إلى تحرك المؤشر ليشير إلى قيمة الضغط. يُستخدم هذا الجهاز عادةً لقياس ضغط الموائع، ويُعتبر أكثر شيوعاً مقارنةً بالباروميتر الزئبقي، نظراً لصعوبة التعامل مع الجهاز الزئبقي. لذلك، تم تصميم جهاز الباروميتر المعدني ليكون سهل الاستخدام والنقل، رغم أنه يعتبر أقل دقة من الباروميتر الزئبقي. بالإضافة إلى ذلك، تتم عملية معايرة الباروميتر المعدني باستخدام الباروميتر الزئبقي.