Vacuómetro de McLeod

Archiu:McLeod manometer.png

Símbol del vacuómetro McLeod segons la norma ISO 3753-1977 (I).

Archiu:McLeod animated.gif

Esquema de funcionament d'un vacuometro tipo McLeod.

Archiu:McLeod gauge.jpg

Vacuómetro de McLeod de vidre a l'es li ha tret el mercuri.

El vacuómetro de McLeod és un vacuómetro que medix en gran precisió pressiones inferiors a la pressió atmosfèrica (vore buit). S'utilisa tant en l'indústria com en el camp de l'investigació científica i tècnica.

Depenent del seu disseny, pot cobrir la mida de pressions des de 10^-3 a 100 mbar o des de 10^-6 fins a 10^-2 mbar.

Va ser inventat en 1874 per Herbert G. McLeod (1841-1923). Encara que encara hui és freqüent trobar-los formant part de complexos equipaments d'alt buit, estan sent substituïts per vacuómetros electrònics.

Esquema de funcionament

El fonament del vacuómetro McLeod consistix en comprimir en mercuri una mostra del gas del sistema somés a mida en el propòsit de conseguir major sensibilitat aplicant la Llei de Boyle-Mariotte.

Per a medir una pressió de buit en el vacuómetro de McLeod es partix des de la posició de repòs, açò és quan està en posició horisontal. Després s'inclina suaument per a que el mercuri contingut en el bulbo principal penetre en els capilars. Quan el mercuri aplega a la llínea de cort (aforament), el gas contingut en el capilar de l'esquerra queda atrapat i aïllat del restant del sistema lo que provoca que, en seguir abocant mercuri, aumente la seua pressió.

Siga

• p: la pressió que es desija medir,
• V: el volum del bulbo més el del capilar, contat a partir de la llínea de vora,
• v: el volum del gas una volta comprimit, quan el Hg en el capilar de comparació es enrasa en la llínea de zero,
• A: la secció del capilar de medició,
• h: la distància a la qual queda el Hg en el capilar de medició a partir de la llínea de zero,
• P: la pressió a que es troba el gas en el volum v. Esta pressió és igual a la suma de la pressió hidrostàtica h més la pressió que desigem medir:

$P=h+p$

Ademés

$v=Ah$

Aplicant la Llei de Boyle-Mariotte resulta:

$pV=Pv$

$pV=(h+p)Ah=A{h}^2+Aph$

i lloc que $Aph<<A{h}^2$, es pot escriure

$p=\frac{A{h}^2}{V}={\left(\frac{h}{K}\right)}^2$

a on

$K=\sqrt{\frac{V}{A}}$

Si h es medix en mm, A en mm² i V en mm³, la pressió p estarà expressada en Torr

Degut a que el vacuómetro de McLeod comprimix els gasos per a realisar la medició, els vapors condensables a la pressió P no seran Censats per l'instrument en qüestió.