---
title: "液柱究竟在量哪一边的压强"
description: "U管先量出两端压差。沿液柱看两边怎样平衡，再用一组高度读数分清表压、绝压和气压计的真空参考。"
canonical_url: "https://sandboxphysics.com/zh/stories/instruments/manometer/"
language: "zh-CN"
page_type: "story"
alternate_languages:
  en: "https://sandboxphysics.com/stories/instruments/manometer/"
last_modified: "2026-10-28"
---

[物理仪器怎样测量](https://sandboxphysics.com/zh/stories/instruments/)

走进仪器

# 液柱究竟在量哪一边的压强

把透明软管弯成U形，灌进一些水，两端敞开，水面就会一样高。对一头轻轻吹气，那边的水退下去，另一边升上来。眼睛读到的是两液面的高度差；它先告诉你两端压强相差多少。要知道吹气这一端的绝对压强，还得问另一头接着什么。

Sandbox Physics · 2026-10-28

## 压得更强的一边，液面反而更低

先看U管最下面的一小段水。假如左边在同一高度压得更强，水就会向右流。它停下来时，连在一起的水在同一高度必须压得一样强。这个条件让两边互相比较。

左端多出来的气压把左液面压低，右液面被抬高。右边从液面到管底的水柱更长，多出的那一段水有重量，正好补上左端多出的推力。液柱越重，同样一小段高度就能平衡越大的压差。

两根管粗细不同，液面移动的距离也会不同：窄管升高一点，宽管只需下降一小段，就能腾出同样体积的水。最后拿来算压差的，仍是两个液面之间的总高度差。

来源：[1]

## 八厘米水柱怎样变成一个压力数

设水型液体的密度取 $998.2\,\mathrm{kg/m^3}$，重力加速度取 $9.80665\,\mathrm{m/s^2}$。左右液面相差约 $81.7\,\mathrm{mm}$，就能平衡大约 $800\,\mathrm{Pa}$ 的压差。帕是压强单位，一帕相当于每平方米承受一牛顿的力。

这里数的是整段高度差。等粗U管的一边下降约四厘米，另一边上升约四厘米，不能只读其中一边的位移。沿两侧液面各画一条水平线，读出它们相隔多高，才是需要的长度。

把尺整体向上挪，两边尺读数都会变小，相减后高度差照旧。这也给出一个很直观的检查：换一个共同基准，不该改变最后的压差。

$$
p_L=p_R+\rho g h
$$

左端压力等于右端参考压力，再加液柱平衡的压差。密度用希腊字母 rho 表示，g 是重力加速度；h 是右液面高出左液面的竖直距离，计算时换成米。右液面较低时，h 取负值。

来源：[1]

## 大气也一直在压另一端

敞开的右端并没有把压力变成零。空气压着它，也压着你的皮肤和桌面。开放U管测得的，是待测端超出大气的那一部分，叫表压。两液面等高，说明两端一样强。

假设当天已知大气压为 $101325\,\mathrm{Pa}$，刚才那组水柱又给出 $800\,\mathrm{Pa}$ 的正表压，左端绝对压强便约为 $102125\,\mathrm{Pa}$。绝对压强从真空起算，把大气这个参考补回来，才能得到这个数。

换成抽气，左液面会升高，右液面下降。负表压表示气体比外界压得轻。只要瓶里还有气体，它仍有正的绝对压强；“负”的是两端之差。

来源：[2]

## 封起来的空气和抽空的管顶不同

给右管盖上盖子，会留下一团空气。右液面升起时，这团空气占的空间变小，气压随之升高。这团空气会越来越用力地回推；把它当作始终不变的大气参考，便会把高度差解释错。知道封闭时的气压、体积和温度，才能算出它后来提供的参考压力。

气压计走了另一条路：把一端抽得接近真空，让液柱上方几乎没有气体回推。另一端的大气便能托起一整段液柱。参考压力接近零，液柱平衡的就几乎是大气的绝对压强。

液体密度取 $13546\,\mathrm{kg/m^3}$ 时，一标准大气压对应的液柱约高 $763\,\mathrm{mm}$；换成前面的水型液体，就要约 $10.35\,\mathrm{m}$。一根桌面上的短管装不下那样的水柱。真实管顶还可能有液体蒸气，精细测量时要把它的压力也算进参考。

来源：[2] [1] [3]

## 校零是在检查这两把尺

把两气路临时连通，两边受同样的压力，液面应该等高。如果此时两侧尺读数仍有差值，这个差值就是差分零偏。先记下来，以后每次读高度差都减去它。一次等压检查确定的是两侧零偏之差。

在水型液体里，两侧读数相差的零点若错了 $1\,\mathrm{mm}$，压差就会偏大约 $9.8\,\mathrm{Pa}$。重复十次，尺上同样的偏移仍会留着。液体温度也要记，因为密度变了，同一高度对应的压力就会跟着变。

一份能重新算出结果的测量，应保留两侧原始读数、共同高度基准、当时的液体密度和温度，以及采用哪一次校零。参考端接到哪里，也和高度一样属于这个测量。看清U管的两头，才知道一个压力数从哪里起算。

来源：[1]

## [接一台U管，比较三个参考端](https://sandboxphysics.com/zh/labs/manometer/)

把右端从大气改接封闭气腔，再看真空端的液柱。

模型按静水平衡计算两液面，并由已存高度和当次参考压力推出结果。

## 来源与延伸阅读

1. [AMETEK, Precision Pressure Measurement, P-CP-2010-0200 (October 2016)](https://www.ametekcalibration.com/-/media/ametekcalibration/download_links/pressure/deadweight%20testers/deadweight-tester-precision-pressure-measurement-guide-us.pdf)

   第五章，第34–39页：U管平衡、不同粗细的两臂、密度修正与液面读数。

2. [OpenStax, University Physics Volume 1, section 14.2 (2016)](https://openstax.org/books/university-physics-volume-1/pages/14-2-measuring-pressure)

   式14.11、图14.12–14.13：大气参考与抽空气压计参考的区别。

3. [OpenStax, University Physics Volume 2, section 2.1 (2016)](https://openstax.org/books/university-physics-volume-2/pages/2-1-molecular-model-of-an-ideal-gas)

   式2.1–2.2：封闭气体的物质的量不变，使用绝对压强与开尔文温度。

[游标怎样读出毫米的零头](https://sandboxphysics.com/zh/stories/instruments/length-metrology/) [空气也会托住天平上的物体](https://sandboxphysics.com/zh/stories/instruments/precision-balance/) [Cavendish 怎样量出两个球的引力](https://sandboxphysics.com/zh/stories/instruments/cavendish-balance/) [杯子也在吸热，怎样量出样品的比热](https://sandboxphysics.com/zh/stories/instruments/calorimeter/) [转得更费劲，液体就更黏吗？](https://sandboxphysics.com/zh/stories/instruments/rotational-rheometer/) [管口外的空气怎样改变共振](https://sandboxphysics.com/zh/stories/instruments/resonance-tube/) [地震仪怎样从机壳里的运动读出地面](https://sandboxphysics.com/zh/stories/instruments/seismometer/) [电表接上以后，电压为什么变了？](https://sandboxphysics.com/zh/stories/instruments/electrical-meters/) [检流计归零时，电阻怎样显出读数](https://sandboxphysics.com/zh/stories/instruments/resistance-bridges/) [电容为什么也会像电感](https://sandboxphysics.com/zh/stories/instruments/lcr-impedance/) [示波器上的慢波是怎样冒出来的](https://sandboxphysics.com/zh/stories/instruments/digital-oscilloscope/) [锁相放大器怎样找出埋在噪声里的信号](https://sandboxphysics.com/zh/stories/instruments/lock-in-amplifier/) [频谱里的小峰会从哪里来](https://sandboxphysics.com/zh/stories/instruments/spectrum-analyzer/) [网络分析仪怎样把电缆和器件分开](https://sandboxphysics.com/zh/stories/instruments/vector-network-analyzer/)