Пояснюємо, що таке барометр, його винахід, функції і в яких одиницях він вимірює. Крім того, характеристики кожного типу барометрів.
Що таке барометр?
Барометр - це інструмент, який використовується до розміру атмосферний тиск, тобто вага, який атмосфера діє в певному місці на земній поверхні. Нагадаємо, що атмосфера являє собою неоднорідну масу газів, яка покриває планети, і тому володіє відчутними фізичними властивостями, такими як вага, і що мають вирішальний вплив на погода.
Це дуже поширений артефакт у метеорологія, перші версії якого датуються 17 століттям, побудований італійським фізиком і математиком Євангелістою Торрічеллі (1608-1647), учнем Галілео Галілея. Винахід барометра з’явився як засіб для демонстрації ваги повітря, в той час, коли вважалося, що він не чинить ніякого тиску на земну поверхню.
Перший барометр складався зі скляної трубки, закритої у верхній частині і відкритої знизу, яка заповнена ртуттю і перевернута над ємністю, наповненою тією ж рідиною, дозволяючи ртуті з’єднатися з тією, що вже була в контейнері. Це відбувалося спочатку, підвищуючи рівень ртуті в контейнері, але до певного моменту.
Таким чином, постало питання про те, яка сила заважала всій ртуті вийти з трубки і вилитися з контейнера. Точніше, тиск, який повітря чинить у протилежному напрямку. Це те, що ми знаємо як атмосферний тиск.
Цю інтерпретацію барометра підтвердив сам Блез Паскаль (1623-1662), який переніс один з цих приладів на вершину Гора і виявив, що, оскільки над нею було менше повітря, показання приладу змінювалися, і ртуті падає в трубку набагато більше, ніж у менших. висоти.
Відтоді ртутний барометр використовувався у всьому світі і дозволив краще зрозуміти поведінку атмосфери та її зв’язок з кліматом і метеорологічним станом. Однак з 2007 року ці інструменти були замінені на більш сучасні версії, враховуючи доведену токсичність ртуті для живих істот загалом.
Для чого потрібен барометр?
Як ми вже говорили раніше, барометр використовується пунктуально для вимірювання атмосферного тиску, тобто для вимірювання ваги повітряної маси над нашими головами, яка може змінюватися залежно від висоти та рівня Енергія в атмосфері.
Це, у свою чергу, дозволило краще зрозуміти атмосферний клімат, перевіривши зв’язок між зміною атмосферного тиску (особливо його зниженням) і нестабільною погодою. Тож завдяки барометру ми можемо мати короткострокові прогнози атмосферного клімату і знати, що при підвищенні тиску будуть стабільні умови, а при його зниженні – погана погода.
Звичайно, інші фактори та елементи також відіграють роль у цьому типі передбачення, тому показання барометра часто поєднують з анемометром, гігрометром та іншими подібними інструментами.
Барометри також використовуються для вимірювання тиску всіх видів газів, тому їх також можна знайти в упакованих газах, таких як кисневі трубки.
Одиниці барометра
Поточними одиницями вимірювання атмосферного тиску барометрами є гектопаскалі (гПа), які є кратними (x100) паскаль, мінімальна одиниця тиску, прийнята в Міжнародна система мір і ваг. Один Паскаль еквівалентний силі 1 Ньютон на поверхні площею 1 квадратний метр, нормальної до неї.
Однак традиційно використовувалися ртутні барометри, чиї вимірювання це сталося в торр, одиниця, яка віддає данину Єванджелісти Торрічеллі, і яка еквівалентна 1 міліметру ртутного стовпа (мм рт.ст.).
Види барометрів
Існує кілька типів барометрів, кожен з яких має свої особливості, як ми побачимо нижче:
- Ртутний барометр. Це традиційна модель, створена Торрічеллі, яка складається зі скляної трубки висотою 850 мм, наповненої ртуттю і поміщеної на контейнер, наповнений тією ж речовиною. Його використання не рекомендується через можливість отруєння ртуттю.
- Анероїдний барометр. Позбавлений ртуті, анероїд — це барометр, винайдений у 1843 році французьким фізиком Люсьєном Віді (1805-1866), який вимірює атмосферний тиск через деформації, які він чинить на металевій коробці з високопружними стінками, всередині якої існує абсолютний вакуум. Більший за ртутний барометр, він був досить неточним через розбіжності в еластичність матеріалів.
- Барометр Фортіна. Варіант ртутного барометра, який містить елементи для фіксованого рівня (гвинт, який тримається на кінчику невеликого конуса зі слонової кістки), утримуючи торріцелієву трубку підвішеною, а потім закриваючи все це в латунній коробці з отвором для вміти спостерігати за вимірюваннями.
- Цифровий барометр. Сучасний варіант, який використовує переваги нового технології комп’ютеризація, і яка використовує спеціальні датчики для точного фіксування тиску атмосфери.