Flüssigkeiten
Eine Flüssigkeit ist ein Material, das aus einer zufällig angeordneten Ansammlung von Molekülen besteht, wobei die Bindekräfte zwischen diesen Molekülen relativ schwach sind. Ein charakteristisches Merkmal von Flüssigkeiten ist ihre Fähigkeit, leicht auf äußere Kräfte, die auf sie wirken, zu reagieren, sei es durch die Wände des Behälters oder von außen. Aus diesem Grund kann man nicht von einer festen Form sprechen. Beispiele für Flüssigkeiten sind Luft, Wasser und Blut. Ihre Bedeutung in der Physik ist enorm, da sie in zahlreichen Anwendungen des täglichen Lebens eine Rolle spielen, wie etwa in der Schifffahrt, beim Bau von Staudämmen, in U-Booten, Pumpen und verschiedenen Druckmessgeräten. In diesem Artikel werden wir die Geräte zur Druckmessung bei Flüssigkeiten näher vorstellen.
Druckmessgeräte für Flüssigkeiten
Der Druck einer Flüssigkeit ist definiert als die Kraft, die die Flüssigkeit senkrecht auf die Oberflächen eines Körpers in alle Richtungen ausübt. Dies bedeutet die Menge an Kraft, die sie senkrecht pro Flächeneinheit ausübt, beispielsweise die Kraft, die sie auf die Wände des Behälters ausübt. Es ist wichtig zu erwähnen, dass der Druck in Pascal (Pa) gemessen wird, benannt nach dem berühmten französischen Wissenschaftler Blaise Pascal. Es gibt zwei Haupttypen von Druckmessgeräten für Flüssigkeiten, die zur Messung des atmosphärischen Drucks verwendet werden:
Quecksilber-Barometer
Das Quecksilber-Barometer ist ein Gerät, das einen langen, offenen Glasrohr enthält, das mit Quecksilber gefüllt ist. Wenn das Gerät auf Meereshöhe platziert wird, sinkt der Quecksilberspiegel im Rohr bis auf 76 cm, was auf die hohe Dichte des Quecksilbers zurückzuführen ist. Dies lässt oben einen kleinen Luftraum aufgrund des Quecksilberdampfs entstehen. Das Gerät zeichnet sich durch seine Genauigkeit aus, da die Kohäsionskräfte zwischen den Quecksilberatomen stärker sind als die Adhäsionskräfte zwischen Quecksilber und Glas. Zudem hat es eine auffällige Farbe, die das Erkennen und Ablesen erleichtert. Der Druckwert hängt von der Höhe über oder unter dem Meeresspiegel ab.
Metall-Barometer
Das Metall-Barometer ist ein dicht verschlossenes, flexibles Metallgehäuse, das mit Luft bei niedrigem Druck gefüllt ist. Es zeigt an, dass bei höherem Druck die Seiten nach innen gedrückt werden, wobei der Zeiger auf den Druckwert zeigt. Dieses Gerät ist weit verbreitet zur Druckmessung bei Flüssigkeiten und wird häufiger verwendet als das Quecksilber-Barometer, da letzteres schwieriger zu handhaben ist. Das Metall-Barometer wurde entworfen, um die Handhabung und den Transport zu erleichtern, ist jedoch weniger präzise als das Quecksilber-Barometer. Zudem wird das Metall-Barometer kalibriert, indem man es mit dem Quecksilber-Barometer vergleicht.