沿连通液柱比较压强
竖直向上为正。左端压得更强，左液面下降，右液面上升。高度统一换成米。
IN04 · 液柱两端的推力
U形压差计与气压计
两液面的高度差，量出的是绝对压强还是压差？ 液面高度差量出两端压差。开放端把大气压作为参考，抽空端则提供接近零的参考压力；把参考压力加回来，才能得到待测端的绝对压强。封闭气腔会随液面移动而压缩，参考压力也会改变。
把U管接到大气、封闭气腔或理想真空。拖气源旋钮与高度基准，校零后保存两高度，算出待测压强。
已存模拟高度
从高度差算出压强
两端压差
参考端压力
待测绝对压力
高度引入的不确定度
| 序号 | 左侧 | 右侧 | 差分零点 | 修正高度差 |
|---|
校零与参考端来源
等压检查测出两侧读数零偏之差。封闭气腔按已存初始体积、初始绝压和温度计算；当前气腔体积由测得的高度差与液体体积守恒推出。
模型范围与来源
液体静止且不可压缩，气体视为理想气体，两端口同高。十至三十五摄氏度内，液体按固定教学膨胀系数改变密度和体积。校零先断开参考；每次重接气腔，都按二十摄氏度的已知初态重新充气。理想真空参考为零，测压液的蒸气压取零。不计气柱重力、毛细压、管材热胀和液柱振荡。所示高度不确定度合并读数散布、尺分辨率和所存零点均值的不确定度，密度、参考压力及材料模型的不确定度另计。管径放大，竖直高度使用同一比例。
物理教程
液柱比较的是两边的推力
背景气体同时压着两侧液面。沿液柱往下走，压强随深度增加；两边推得不一样，液面便停在不同高度。
为什么值得理解高度差很好读，但要把它变成绝对压强，得先认清另一端接到了哪里。
先抓重点
- 核心问题
- 两液面的高度差，量出的是绝对压强还是压差？
- 一句话直觉
- 液柱先平衡两端压差；参考端再告诉你绝对压力从哪里起算。
核心数学模型
封闭气腔也会回推
气腔封闭时的体积、绝压和温度已知。液面挤小气腔，参考压力便升高；温度要用开尔文。
从两尺读数扣掉零偏
两侧共用高度基准。连通两端校零，只能测出两侧零偏之差。
常见难点
等高不等于没有压强
容易误解两液面一样高，两边压强就都是零。
正确理解大气可以同样压着两侧液面。两边压力相减为零，各自的绝对压强仍然存在。
动手实验
- 01
先挪动尺的基准
拖金色基准线，再保存一组高度。
你会看到： 两侧尺读数一起改变，高度差基本不变；小差异来自最小刻度舍入。 - 02
给右端换一个连接
把金色软管接头从“大气”拖到“封闭气腔”。
你会看到： 右液面上升时挤压气腔，气腔也回推。待测气源不变，高度差却变小。 - 03
用真空端量绝压
选“真空端量绝压”，再把液体改成水型。
你会看到： 高密度液柱能装进这根管；水柱需要十米以上，当前装置无法保存这个超量程读数。 - 04
重新找零点
改变“差分读数零偏”，点“连通两端校零”，再回到“正表压”。
你会看到： 后面的测量采用新零点；早先保存的两高度仍带着当时的标定。
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