أجهزة قياس ضغط السوائل

الموائع

المائع هو مادة تتكون من مجموعة من الجزيئات مرتبة بطريقة عشوائية، حيث تكون قوى الترابط بينها ضعيفة. يتميز المائع بقدرته على التأثر بسرعة بالقوى الخارجية التي تؤثر عليه، سواء من جوانب الإناء الذي يحتويه أو من الخارج. وعليه، لا يمكننا اعتباره ذا شكل محدد. تشمل الأمثلة الشائعة على الموائع الهواء، الماء، والدم. يُعتبر المائع ذا أهمية كبيرة في مجال الفيزياء نظرًا لدوره الحيوي في العديد من التطبيقات العملية مثل: صناعة السفن، السدود، الغواصات، المضخات، وأجهزة قياس الضغط المختلفة. في هذا المقال، سنتناول الأجهزة المستخدمة لقياس ضغط الموائع.

أجهزة قياس الضغط للموائع

ضغط الموائع يُعرف بأنه القوة التي يؤثر بها المائع بشكل عمودي على سطح الجسم من جميع الاتجاهات، مما يعني مقدار القوة المؤثرة عموديًا على وحدة المساحة، كما في القوة التي تؤثر على جدران الوعاء المُحتوي له. يتم قياس الضغط بوحدة الباسكال، والتي سُمّيت بهذا الاسم نسبة إلى العالم الفرنسي الشهير بلاس باسكال. تُستخدم أجهزة قياس ضغط الموائع في قياس الضغط الجوي وتصنف بشكل رئيسي إلى نوعين:

جهاز الباروميتر الزئبقي

جهاز الباروميتر الزئبقي هو أداة تتضمن أنبوبًا زجاجيًا طويلًا مفتوحًا من أحد الطرفين ويحتوي على الزئبق. عند وضع الجهاز عند مستوى سطح البحر، ينخفض مستوى الزئبق في الأنبوب ليصل ارتفاعه إلى 76 سم بسبب الكثافة العالية للزئبق، مما يترك فراغًا صغيرًا في الأعلى نتيجة وجود بخار الزئبق. يُجمع أن هذا الجهاز دقيق للغاية، حيث إن قوى التماسك بين ذرات الزئبق تتفوق على قوى التلاصق بينها وبين الزجاج. يتميز الباروميتر الزئبقي بلونه الفريد مما يسهل تمييزه، وتعتمد قيمة الضغط فيه على الارتفاع أو الانخفاض عن سطح البحر.

جهاز الباروميتر المعدني

جهاز الباروميتر المعدني هو صندوق معدني ذو جوانب مرنة ومُحكم الإغلاق، يحتوي على هواء منخفض الضغط. يتميز الجهاز بأنه كلما زاد الضغط، تضغط جوانبه للداخل، مما يحرك المؤشر ليدل على قيمة الضغط. يُعد هذا الجهاز أكثر استخدامًا من الباروميتر الزئبقي، نظرًا لصعوبة التعامل مع الأخير، مما أدى إلى تصميم الباروميتر المعدني الذي يتمتع بسهولة الاستخدام والنقل من مكان لآخر، إلا أنه يعتبر أقل دقة مقارنةً بالباروميتر الزئبقي. يتم معايرة الباروميتر المعدني باستخدام الباروميتر الزئبقي لضمان الدقة في القياسات.