Manometr to urządzenie służące do pomiaru ciśnienia, często w cieczach lub gazach, i jest jednym z najprostszych, a zarazem najważniejszych przyrządów manometr w dziedzinie fizyki i inżynierii. Pomimo pozornej prostoty, zrozumienie działania manometru dostarcza cennego wglądu w zasady mechaniki płynów, dynamiki ciśnienia, a nawet projektowania instrumentów pomiarowych. W swojej istocie manometr opiera się na zasadzie, że wysokość słupa cieczy można wykorzystać do określenia wywieranego na niego ciśnienia. Zasada ta, zakorzeniona w podstawach hydrostatyki, była wykorzystywana od wieków, a pierwsze wersje manometrów pochodzą z eksperymentów Torricellego z XVII wieku. Manometr zazwyczaj składa się z rurki w kształcie litery U wypełnionej cieczą, często rtęcią lub wodą, chociaż w zależności od zastosowania można stosować inne ciecze. Jeden koniec rurki jest wystawiony na mierzone ciśnienie, podczas gdy drugi koniec jest otwarty do atmosfery lub podłączony do innego źródła ciśnienia. Różnica poziomów cieczy w obu ramionach rurki odzwierciedla różnicę ciśnień, którą można następnie obliczyć za pomocą prostych wzorów wynikających z prawa Pascala.
Zrozumienie różnych rodzajów manometrów jest kluczowe dla każdego, kto rozpoczyna naukę pomiaru ciśnienia. Najprostszym z nich jest manometr w kształcie litery U, który jest dokładnie tym, co sugeruje jego nazwa: szklaną lub metalową rurką wygiętą w kształt litery U i częściowo wypełnioną cieczą. Gdy ciśnienie zostanie przyłożone do jednej strony rurki, ciecz w odpowiedzi się porusza, a różnica wysokości między nimi może posłużyć do określenia przyłożonego ciśnienia. Ten typ manometru jest powszechnie stosowany w laboratoriach i placówkach edukacyjnych, ponieważ zapewnia wyraźne wizualne przedstawienie różnic ciśnień i pozwala początkującym bezpośrednio obserwować zasady dynamiki płynów w praktyce. Innym popularnym wariantem jest manometr pochyły, podobny do U-rurki, ale zaprojektowany ze skośną nogą. Ta modyfikacja zwiększa czułość, ułatwiając pomiar bardzo małych różnic ciśnień. Nachylenie pozwala na to, aby dłuższy słup cieczy odzwierciedlał niewielkie zmiany ciśnienia, co jest szczególnie przydatne w zastosowaniach takich jak monitorowanie przepływu gazu w układach niskociśnieniowych lub w eksperymentach naukowych wymagających wysokiej precyzji.
Manometry można również klasyfikować ze względu na to, czy mierzą ciśnienie bezwzględne, czy względne. Ciśnienie bezwzględne odnosi się do całkowitego ciśnienia wywieranego przez ciecz, w tym ciśnienia atmosferycznego, podczas gdy ciśnienie względne mierzy ciśnienie względem ciśnienia atmosferycznego. Na przykład manometr podłączony do źródła próżni może mierzyć ujemne ciśnienie względne, czyli ciśnienie niższe od ciśnienia atmosferycznego. To rozróżnienie jest istotne w wielu zastosowaniach przemysłowych i laboratoryjnych. Na przykład w procesach chemicznych często konieczna jest precyzyjna kontrola warunków próżni, a zdolność manometru do zapewniania dokładnych odczytów pozwala inżynierom i technikom utrzymać pożądane warunki. Podobnie w systemach HVAC (ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja) manometry służą do kontroli ciśnienia w kanałach wentylacyjnych i zapewnienia wydajnej i bezpiecznej pracy systemu.
Wybór cieczy w manometrze nie jest dowolny, ponieważ gęstość cieczy bezpośrednio wpływa na pomiar. Na przykład rtęć jest powszechnie stosowana ze względu na swoją wysoką gęstość, która umożliwia pomiar wyższych ciśnień bez konieczności stosowania zbyt wysokiej rurki. Rtęć jest jednak toksyczna i wymaga ostrożnego obchodzenia się z nią, dlatego w zastosowaniach edukacyjnych lub niskociśnieniowych często stosuje się alternatywy, takie jak woda, alkohol lub specjalistyczne płyny. Woda, będąc mniej gęstą niż rtęć, wymaga wyższej rurki do pomiaru tego samego ciśnienia, co może być niepraktyczne w niektórych zastosowaniach, ale doskonale nadaje się do demonstracji lub eksperymentów, w których stosowane ciśnienia są stosunkowo niskie. W niektórych specjalistycznych zastosowaniach, w celu poprawy widoczności, stosuje się kolorowe lub barwione płyny, ułatwiając dokładny odczyt poziomu cieczy, co jest szczególnie przydatne w laboratoriach dydaktycznych.
Odczyt manometru jest stosunkowo prosty, ale wymaga dbałości o szczegóły. Różnica wysokości między dwoma słupami cieczy, często nazywana wysokością różnicową, jest proporcjonalna do różnicy ciśnień. Zależność tę opisuje matematycznie wzór