マノメーター計算機とは?
マノメーターは、圧力を液柱の重さと釣り合わせることで測定するシンプルな計測器です。本計算機は静水圧の関係式 \(P = \rho \cdot g \cdot h\) を用いて、液柱の高さを圧力差に変換します。特定の国の条件に依存しない、世界共通の物理ツールであり、どこでもそのまま使えます。
使い方
次の3つの値を入力してください。流体の密度 \(\rho\)(単位:kg/m³。水は約1000、水銀は約13600)、重力加速度 \(g\)(地球上では約9.81 m/s²)、そして液柱の高さ \(h\)(単位:m)です。計算機は圧力差をパスカル(Pa)で表示するとともに、キロパスカル(kPa)、バール(bar)、水銀柱ミリメートル(mmHg)、重量ポンド毎平方インチ(psi)への換算値も同時に示します。
計算式の解説
静止した流体の液柱が及ぼす圧力は、柱の形状や断面積には関係なく、垂直方向の高さだけで決まります。密度(\(\rho\))は単位体積あたりの流体の重さを、重力(\(g\))はその質量がどれだけ強く下方へ引かれるかを表し、高さ(\(h\))は2つの液面間の垂直方向の差です。これらを掛け合わせると、ゲージ圧がパスカルで求められます:
$$P = \rho g h$$
計算例
水銀マノメーター(\(\rho = 13600\ \text{kg/m}^3\))が、地球上(\(g = 9.81\ \text{m/s}^2\))で 0.1 m の高低差を示している場合:
$$P = 13600 \times 9.81 \times 0.1 = 13341.6\ \text{Pa} \approx 13.34\ \text{kPa} \approx 100.07\ \text{mmHg}$$よくある質問
なぜ形状は関係ないのですか? 静水圧は垂直方向の深さだけで決まるため、管の太さや形状は結果に影響しません。
水の密度はどの値を使えばよいですか? 常温の純水は約1000 kg/m³、水銀は約13600 kg/m³です。
結果はゲージ圧ですか、絶対圧ですか? 表示されるのは液柱によって生じる圧力差(ゲージ圧)です。絶対圧を求めるには、これに大気圧(約101325 Pa)を加えてください。