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Misura della pressione

Lo strumento utilizzato per la misura della pressione è il manometro. La maggior parte dei manometri funziona registrando la differenza tra la pressione di un fluido noto e quella atmosferica. Per piccole differenze si usa un tubo trasparente a forma di U, di cui un’estremità è collegata con il contenitore di cui si vuole misurare la pressione interna e l’altra è aperta. Il tubo viene riempito di un determinato liquido, come olio, acqua o mercurio, e la differenza di livello raggiunto dal liquido nei due bracci del tubo fornisce la differenza tra la pressione della colonna di liquido, pari a quella interna del contenitore, e la pressione atmosferica locale.

Per differenze di pressione di maggiore entità si usa il manometro a molla tubolare, o manometro di Bourdon, dal nome del suo inventore, il francese Eugène Bourdon. Consiste di un tubo metallico cavo a sezione ellittica piegato a uncino: un’estremità del tubo è chiusa, l’altra è aperta. Se si applica a quest’ultima una pressione (in aggiunta a quella atmosferica), la sezione ellittica si deforma leggermente, avvicinandosi sempre più alla forma circolare, e nello stesso tempo il tubo si allunga leggermente. All’estremità chiusa si ottiene un movimento, proporzionale alla pressione applicata, che si può misurare su una scala opportunamente calibrata. I manometri progettati per registrare rapide fluttuazioni di pressione sfruttano generalmente sensori piezoelettrici o elettrostatici, che riescono a seguire le variazioni con una risposta pressoché istantanea.

Per ottenere il reale valore assoluto di pressione da una misura effettuata con un manometro – che indica la differenza tra la pressione del fluido e la pressione atmosferica – bisogna sommare il valore della pressione atmosferica locale al valore indicato dallo strumento. Un valore negativo corrisponde a un parziale vuoto.

Per misurare bassi valori della pressione di un gas (fino a 10^-6 mm di mercurio) si usa il manometro di McLeod: si comprime un volume noto di gas – di cui si vuole determinare la pressione – con una trasformazione isoterma, che ne riduca notevolmente il volume; se ne misura la pressione con un comune manometro, e si risale alla pressione iniziale incognita utilizzando la legge di Boyle. Per pressioni ancora minori, si usano manometri che sfruttano fenomeni che coinvolgono radiazione, ionizzazione o effetti molecolari.