1.U形液柱式压力计的测量原理和使用方法

液柱式压力计是在物理化学实验中用得最多的压力计，它结构简单，易于制作，使用方便，能测量微小的压力差，测量准确度较高，其示值与工作液密度ρ、温度和重力加速度g有关。但测量范围不大，通常稍低于或高于大气压力，且结构不牢固，耐压程度较差。现以用得较多的U形液柱式压力计（如图1－3所示）来讨论测量原理。

U式压力计中U形管的一端与待测系统相连，另一端与已知压力的基准系统（常以常压为基准）相连，管内下部装有适量工作液为指示液。U形管后面是垂直紧靠的木质标尺，所测得的液柱高度差是待测系统压力P1与基准压力P2间的压差。计算待测系统压力的关系式为：

式中：h——液柱差（mm）；

　　　ρ——工作液密度；

　　　g——重力加速度。

U形液柱差压计可用于测量：①两气体压力差；②气体的表压，P1为测量气压，P2为大气压；③气体的绝对压力，令P2为真空，P1为绝对压力；④气体的真空度，P1通大气，P2为负压，可测其真空度。

工作液的选择一般应符合下述要求：①不与被测体系的物质发生化学作用，也不互溶；②饱和蒸气压较低；③体积膨胀系数较小；④表面张力变化不大。汞的各种性质均符合工作液的各项要求，因此汞的应用最为普遍，但由于它的毒性及密度较大，测量灵敏度较低，有时采用其他低密度的液体做工作液。若被测物质与工作液发生反应，或工作液的饱和蒸气压过高时，可在工作液上加少量的隔离液。常用液状石蜡、甘油、水、煤油等做隔离液。

2.U形压力计的校正

由于工作液的密度、刻度尺的长度均随温度变化，因此U形液柱压力计的读数需进行温度校正，即用工作液的体积膨胀系数和刻度尺的线膨胀系数加以校正，使在不同条件下测得的压力读数处于相同基准下进行比较。校正公式为：(www.daowen.com)

图1－3　U形压力计示意图

式中：h——经温度校正后的液柱差（校正到0℃时的值）；

　　　Δht——t℃时观测的液柱差；

　　　t——测量时的温度（℃）；

　　　α——工作液的体积膨胀系数；

　　　β——刻度尺的线膨胀系数（对木质标尺线膨胀系数的数量级为10－5K－1，可忽略不计）。

对精密测量还需进行液面升高读数校正（由于毛细现象，使标尺读出压力比实际压力略高）、纬度和海拔高度校正。详细内容可查阅相关专著。压力单位最后应换算为Pa（1mmHg＝1.333×102Pa）。