Барометр. Что и как измеряет?

Лучшие модели

Выбирая барометр для домашнего использования, можно обратить внимание на следующие модели, обзор которых привденен далее в статье

RST 05733

Модель в пластиковом корпусе, покрытом акриловым лаком. Имеет светлое табло, с четко читаемыми надписями на русском языке. Страна производитель — Швеция. Прибор неприхотлив и не требует постоянных настроек. Имеет надежное крепления для стены. К преимуществам модели можно отнести:

  1. Классический темный дизайн.
  2. Крупные надписи на циферблате.
  3. Надежность.

Такой прибор станет хорошим подарком для охотников.

RST 05116

Устройство, оснащенное гигрометром и термометром. Сочетает отличное качество, уникальный дизайн, надежность всех элементов. Корпус изготовлен из дерева, с последующей полировкой. Предназначен для настенного использования, имеет надежное внутреннее крепление. Из плюсов можно выделить:

  1. Высокую точность.
  2. Надежность.
  3. Стильный классический дизайн.
  4. Табло на русском языке.

Такой прибор будет красиво смотреться в кабинете делового человека или отставного офицера.

Meteo Guide MG 01308

Любителям цифровой техники понравится современная метеостанция. Вмещает в себя: часы, гигрометр, градусник, будильник. Оснащен звуковым оповещением о перепадах значений. Имеет четко читающийся дисплей, множество простых настроек. Модель можно установить на стол или повесить на стену демонтировав подставку. Из плюсов можно выделить:

  1. Современный дизайн.
  2. Простоту настроек.
  3. Оповещение.
  4. Возможность настройки подсветки и четкости экрана.

Данное устройство работает от батареек, не нуждается в частой смене настроек. Может быть использовано в качестве домашних цифровых часов.

Характеристики разных видов барометров

Все существующие барометры можно разделить на следующие разновидности:

  • Жидкостные барометры;
  • Барометры-анероиды;
  • Ртутные;
  • Электронные.

Особенности жидкостных барометров и их классификация

Жидкостный барометр представляет собой несколько сосудов, находящихся во взаимодействии друг с другом. Наполняются они жидкостью с лёгким весом– глицерином, маслом или ртутью. В свою очередь, жидкостные барометры также подразделяются на следующие виды:

  • Чашечные– имеют вид стеклянной трубки, запаянной с одной стороны; величина давления определяется уровнем, на котором находится жидкость. Показания начинаются на уровне чашки, заканчиваются на отметке верхнего мениска;
  • Сифонные– выглядят как трубка из стекла с изогнутым концом, закрытая с одной стороны;
  • Сифонно-чашечные– комбинация двух предыдущих типов барометра. Состоят из чашки и двух трубок. Давление определяют, исходя из разницы уровней.

Строение и область применения ртутных барометров

Ртутный барометр состоит из двух соединенных сосудов, наполненных ртутью. Первый сосуд закрыт сверху и изолирован от воздуха. Ртуть в трубке меняет своё положение, благодаря перемене давления. Таким образом, по движению вверх и вниз, определяется её уровень. Измерение идёт в миллиметрах. Идеальной считается отметка 760 мм рт.ст.

Барометры этого вида не целесообразно использовать дома. Ртуть является довольно опасным веществом, а сам барометр громоздкий и не слишком удобен в обращении. Зато это лучший выбор для промышленности и метеорологии. Высокая точность ртутных барометров существенно облегает жизнь специалистов.

Электронные барометры и их использование дома

Электронный барометр– наиболее современный из всех видов барометров. Его использование максимально упрощено и не нуждается в дополнительных навыках: показатели преобразуются в электронный сигнал, а он, в свою очередь, отображается на экране. Это лучший вариант для любителей туризма и рыбалки.

Достоинства и недостатки анерографов анероидов

Преимущества анероидного погодника:

  • конструкция простая, хотя несколько сложнее, чем у жидкостных, ртутных вариантов. Но у последних есть чувствительные части — хрупкая колба, вещество может испариться, вытечь. У анероидов устройство надежнее, конструкция более основательная, части устойчивее к механическим, иным влияниям, поэтому ими наиболее часто пользуются не только в быту, но и, например, в туристических походах, на производстве. Данный плюс не касается утраты со временем мембраной сильфона чувствительности, но это решаемая проблема (особенность опишем ниже как недостаток);
  • по указанным выше причинам долговечнее;
  • не требуют источников питания, батареек, чем выгодно отличаются от электронных приборов;
  • компактность. Этот параметр несколько хуже, чем у электронных типов, но вполне достаточный для того, чтобы изготовить изделие в форме ручных, карманных часов.

Несколько характерных схем внутреннего устройства механических погодников:

Принцип действия анероидов имеет такие недостатки:

  • металл мембраны реагирует: на температуру: при плюсовой расширяется, при минусовой — сжимается. Поэтому часто у анероидов есть встроенный дугообразный термометр-компенсатор (качественное изделие должно иметь его) для вычисления поправки. Значения рт. ст. и температуры могут находиться на одном табло. Такой же недостаток присущ и жидкостным вариантам, но у них данное явление выражено значительнее. Ртутные изделия меньше всего чувствительные к t°, поэтому считаются наиболее точными. Электронные приборы также имеет данный минус, но поправки на t° делаются микросхемой автоматически;
  • на высоту. Например, если человек с измерителем находится на гористой местности, то надо точку отсчета брать иную (именно для такой конкретной локации), которая отличается от таковой на равнине. Если же пользователь часто меняет высоту своего местоположения и нужна точность, то вместе с анероидом надо применять высотомер (альтиметр), есть модели со встроенным таким прибором (в авиации они называются барометрическими высотомерами);

мембрана измерителя со временем утрачивает упругость, поэтому надо делать поправку, калибровку (но это скорее не минус, а особенность эксплуатации).

Виды барометров

Ртутный – прибор, измеряющий давление. Принцип действия заключается в движении ртути, относительно нанесенной шкалы.

Жидкостный – прибор, с помощью которого уровень давления измеряется уравновешиванием веса столба жидкости атмосферным давлением.

Барометр-анероид – принцип действия и отображение показателей основывается на изменении размеров герметичной металлической коробки, заполненной разрежённым воздухом, под действием на её поверхность атмосферного давления.

Электронный – это современный вид прибора, который преобразовывает линейные показатели классического анероида в электронный сигнал. Обработанные микропроцессором сигналы, отображаются на жидкокристаллическом экране.

Барометр-анероид – это самый распространенный из вышеперечисленных приборов, благодаря своим небольшим размерам и отсутсвию жидкости в механизме. Рассмотрим его более детально.

Как измеряют атмосферное давление?

Барометр Торричелли используют до сих пор. Этот простой прибор помогает определить примерную высоту над уровнем моря. Альпинисты берут его с собой высоко в горы. Барометр – обязательный прибор кабины каждого летательного аппарата, будь то самолёт или спутник Земли. В наши дни его «братья» спускаются и на дно морей. Из высотомеров они превратились в глубиномеры.

За три с лишним века барометры изменились: стали автоматическими, самозаписывающими, научились управлять другими механизмами.

Ртутный барометр измеряет атмосферное давление с наибольшей точностью

На метеорологических станциях давление атмосферного воздуха измеряют всё те же ртутные барометры, так как они обладают наибольшей точностью. Они работают по тому же принципу, что и изобретение Торричелли.

При измерении величины давления вводят поправки на температуру, так как при повышении температур, ртуть и шкала барометра расширяются. На практике пользуются готовой таблицей поправок, которая сразу же даёт нужную величину.

Мембранные барометры

Для измерения атмосферного давления применяют также мембранные манометры. Простейший мембранный манометр показан схематически на рис 1.

Рис. 1. Мембранный барометр

Тонкая упругая пластинка-мембрана 1 герметически закрывает коробку 2, из которой откачана часть воздуха. С мембраной соединён указатель 3, поворачивающийся около О на угол, зависящий от степени прогиба мембраны, которая в свою очередь зависит от разности измеряемой силы давления воздуха вне коробки и внутри коробки.

Такие манометры называют барометрами-анероидами. Их градуируют и выверяют по ртутному барометру. Они менее точны, зато более удобны в обращении, поскольку не содержат ртути. При определении давления анероидом вносятся три поправки (на шкалу, на температуру и дополнительная на прибор), указанные в сертификате прибора. Анероид может давать надежные показания только в том случае, если он время от времени подвергается тщательной проверке.

Барометр-анероид.Изображение Wolfgang Eckert с сайта Pixabay

Анероид может быть градуирован непосредственно на высоту атмосферы. Такие анероиды называют альтиметрами; или высотомерами, они используются в авиалайнерах и позволяют пилоту контролировать высоту полёта.

Для непрерывной регистрации изменения атмосферного давления применяется самопишущий прибор — барограф . Приёмной частью барографа является несколько соединённых между собой малых анероидных коробок.

Другие приборы

Гипсотермометр (гипсометр, термобарометр, баротермометр) — прибор для измерения атмосферного давления по температуре кипящей жидкости (обычно воды). Он более точен, чем анероид.

Состоит из кипятильника и термометра со шкалой, разделённой на 0°,01. Этот прибор обычно применяется в экспедиционных условиях для барометрического нивелирования.

Штормгласс – это химический или кристаллический барометр, состоящий из стеклянной колбы или ампулы, заполненных спиртовым раствором, в котором в определённых пропорциях растворены камфора, нашатырь и калийная селитра.

Этим химическим барометром активно пользовался во время своих морских путешествий английский гидрограф и метеоролог, вице-адмирал Роберт Фицрой, который тщательно описал поведение барометра, это описание используется до сих пор. Поэтому штормгласс также называют «Барометром Фицроя». В 1831–1836 гг. Фицрой возглавлял океанографическую экспедицию на корабле «Бигль», в которой участвовал Чарльз Дарвин.

Механический

Этот вид барометра наиболее популярен из-за высокой точности показаний. Механизм его устроен довольно сложно и внешне прибор напоминает карманные круглые часы, но встречаются и настольные варианты, имеющие форму с прямыми углами. Внутри герметичного корпуса расположена пара мембран, находящихся в вакууме. Мембраны сделаны из тонкой жести и чутко реагируют на сжатие корпуса. При увеличении уровня атмосферного давления на наружные стенки прибора они сжимаются, передавая импульс внутренним мембранам.

Барометр механической конструкции приходится периодически подстраивать с помощью регулировочного винта, но они все равно пользуются высоким спросом из-за привлекательного внешнего вида, и не нуждаются в регулярной замене батареек питания.

Ртутные

Принцип работы ртутного барометра заключается в подъеме и опускании ртути относительно шкалы делений. Такие приборы и по сей день являются максимально точными, поэтому каждая метеорологическая станция оснащена ртутными барометрами, а давление традиционно измеряется в миллиметрах ртутного столба – средний показатель атмосферного уровня давления составляет 760 мм рт. ст

В бытовых барометрах также может быть использована ртуть, но этот прибор представляет собой угрозу для здоровья при неосторожном с ним обращении, поэтому ими мало кто пользуется

Жидкостные

Приборы, работа которых основана на применении жидкости, сегодня найти довольно сложно. Спрос на них крайне мал из-за того, что уровень атмосферного давления они определяют с большими погрешностями. Суть их работы основана на уравнивании уровня жидкости относительно шкалы измерения. Проблема таких приборов и их неточной работы состоит в том, что жидкости, заправляемые в них, могут испаряться или обладать различной плотностью. Наиболее часто в жидкостном барометре используется вода или глицерин. Жидкости могут быть окрашены специальными красителями, но точности это им не добавляет, скорее, воспринимается как декоративный эффект.

Приобретая барометр, необходимо отдавать себе отчет в том, что он не является метеостанцией, способной предсказывать точные погодные параметры. Оперируя данными уровня атмосферного давления, не получится определить температурный фон воздуха, направление перемещения воздушных фронтов или интенсивность осадков. Для определения таких данных на метеорологических станциях существует целый ряд специальных приборов. Применение барометра поможет нам только узнать, будет ли улучшение или ухудшение погодных условий, рыбаку он поможет выяснить, будет ли клев, путешественнику – вероятность дождя, пилоту – уровень набранной высоты.

О том, как сделать барометр своими руками, вы можете узнать ниже.

Использование барометра

Пользоваться анероидным барометром несложно. Нужно посмотреть, на какое значение указывает стрелка прибора. На шкале барометра имеются зоны, которые обозначены как «сушь», «ясно», «переменно», «дождь», «шторм», а также деления с указанием абсолютных значений. Если давление снижается – ожидаются осадки, если повышается – будет ясно. Как правило, барометр имеет две стрелки – одну подвижную, она связана с анероидной коробочкой, а вторую можно поворачивать. Если ее совместить со стрелкой, показывающей величину атмосферного давления, через некоторое время можно наблюдать, в какую сторону отклонится подвижная стрелка.

Нормальным считается атмосферное давление 760 мм рт. ст. при температуре воздуха 15оС на так называемом уровне моря. Домашние барометры могут измерять его величину в диапазоне 700-800 мм рт. ст. на высоте не больше 300 м над уровнем моря. Падение давления означает ухудшение погодных условий, приближение дождей или снегопадов. Зоны с низким давлением называются циклонами. Антициклоны – это зоны с повышенным давление, их приближение означает наступление хорошей погоды. Барометр настраивают, если его показания отличаются от показаний местной метеостанции больше, чем на 8 мм рт. ст. Для этих целей предусмотрен регулировочный винт, находящийся в задней части корпуса. При настройке нужно повернуть его на угол не более 45 градусов.

Давно замечено, что изменение погодных условий имеет большое влияние на организм человека. Кто-то это явно чувствует и даже заболевает, а кто-то менее чувствителен, но тем не менее испытывает необъяснимое недомогание. В связи с этим человек интересуется прогнозом погоды, чтобы как-то к нему подготовиться: взять зонтик или спрятаться в укрытии от жары. Некоторым требуется выпить таблетку от давления.

Ученый Эванджелиста Торричелли в 17-м веке создал измеритель атмосферного давления. Его модернизировали в наши дни. Теперь прибор также активно применяют, прогнозируя погоду на ближайшее время. В этой статье мы рассмотрим данный прибор и разберемся, как пользоваться барометром самостоятельно.

Типы барометров

Все барометры разделены на 2 большие группы: механические и электронные

Зная, кто придумал барометр самого простого типа, важно учитывать отличия между доступными разновидностями. К тому же в 21-ом веке производители продолжают придумывать усовершенствованные модели
, отличающиеся высоким уровнем функциональности

Механический барометр

Такие устройства являются ртутными. Использование механических барометров
в быту считается опасным: ртуть является токсичным веществом. В бытовых условиях используют только безжидкостные механические барометры (анероиды), но они отличаются меньшей точностью.

На задней стенке любого механического барометра установлен регулировочный винт
. Рекомендуется регулярно настраивать устройство, чтобы оно было более точным.

Спереди находится еще одна стрелка, но она не связана с механизмом. Ее возможно поворачивать только вручную.

Для фиксирования текущих показаний следует выставлять стрелку на отметку с учетом актуальных данных (их определяет задняя стрелка). Регулярный контроль положения двух стрелок позволяет определять погодные изменения.

Механические барометры бывают настольными и настенными
. Обычно их используют в учебных заведениях, офисах.

Настольный механический барометр

Электронный барометр

Современные устройства являются электронными
. Они также работают на основе датчика-анероида, сигнал которого преобразуется в электрический потенциал. Затем сигнал обрабатывает микропроцессор.

Современные электронные барометры предлагаются с дополнительными полезными функциями
:

  • актуальный прогноз погоды на ближайшее время;
  • история изменения атмосферного давления и воздуха за последний день;
  • термометр;
  • дата и текущее время;
  • подсветка, которая облегчает использование прибора в темное время суток;
  • защита от механических факторов и попадания влаги.

Некоторые модели электронных барометров отличаются легким весом и компактными размерами, поэтому они становятся портативной метеостанцией
. Такие устройства полезны для рыбаков и охотников.

Электронный барометр

Электронные барометры отображают атмосферное давление
в миллибарах (оптимальное значение – 1013) или гектопаскалях (1013 гПа). В СНГ стандартом являются миллиметры ртутного столба со стандартным значением в 760 мм рт.ст.

Барометр обязательно настраивают
. Вот наши советы:

Рекомендуется узнать точный показатель атмосферного давления
.
Затем используют регулировочный винт, расположенный сзади прибора.
Отверткой устанавливают основную стрелку на величину атмосферного давления. Иногда регулировочный винт не позволяет отрегулировать стрелку

В этом случае осторожно двигают шкалу
.
В показания барометра вносят поправки
при необходимости. Для этого ориентируются на инструкцию к прибору.

Такая настройка обязательна перед началом использования устройства. Затем показания снимают дважды в день в одинаковое время. Если отмечаются нестабильные погодные условия, показатели снимают чаще (примерно раз в 2 часа). Перед тем как узнать показания
, желательно постучать пальцем по стеклу и снизить трение в системе привода стрелки для правильной фиксации.

Определить атмосферное давление

Общее описание линейки барометров Утес

Утес — название линейки бытовых барометров. Среди них есть модели с художественной росписью, сувенирные модели, и «обычные» бытовые приборы. Мы будем рассматривать только бытовые модели.

Все модели бытовой линейки выполнены в небольшом круглом корпусе из дерева, имеющего светло- или темно-коричневый окрас. Барометрический механизм выполнен из металлов, устойчивых к коррозии.

На круговой шкале указывается:

  1. Атмосферное давление (в Паскалях).
  2. Погодные условия (Шторм, Дождь, Ветер, Переменно, Ясно, Сушь, В. Сушь).

Шкала с погодными условиями по факту является малополезной — поскольку давление в разную погоду зависит от региона.

С задней части корпуса есть ушко, на которое прибор можно повесить на гвоздь в стене. Подставки для настольного хранения — нет (то есть барометр можно только вешать).

О производителе

Барометры Утес выпускает российский . Предприятие выпускает медицинскую технику, комплектующие для автомобильной промышленности, авионику и барометры. Территориально располагается в Ульяновске. Производственные мощности работают уже дольше 60 лет.

Назначение и область применения

Приборы могут использоваться для определения атмосферного давления и температуры (температуру показывают только модели с индексом «Т» в названии) воздуха внутри помещения.

Покупать такую технику актуально людям, чувствительным к перемене атмосферного давления (к примеру — для тех, у кого гипертонический криз). По смене давления можно «предугадать» свое самочувствие. Также по этим показаниям можно частично предугадывать погоду.

Наиболее популярные модели Рейтинг ТОП-10

Чтобы приобрести самый точный барометр необходимо сделать выбор из линейки устройств, которым доверяет множество рыбаков. Ассортимент представлен новыми моделями, которые обладают всем необходимым функционалом для качественной ловли.

ПБ-8

Искусно выполненный дизайн сразу привлекает внимание к этому прибору. В прибор встроены: термометр, гигрометр и барометр

Стиль барокко и выполнение из ценных пород дерева придают устройству благородный внешний вид.

Шкала рассчитана на фиксацию атмосферного давления от 730 до 790 мм рт. ст.

Многофункциональный прибор- мини метеостанция
Мне нравится3Не нравится1

Капитан FBR – 007

Цифровое компактное устройство для новичков и опытных рыболовов.

Основные характеристики и функции:

  • уведомление о наилучшем времени для ловли рыбы;
  • измерение атмосферного давления;
  • история изменений за 20 часов;
  • сенсорный экран;
  • функциональные кнопки;
  • водонепроницаемость;
  • встроенный таймер;
  • термометр;
  • измеритель высоты.

Помимо своего компактного дизайна прибор имеет широкий функционал, что значительно помогает в процессе определения благоприятной даты для рыбной ловли.

Всего две кнопки
Мне нравится1Не нравится

Барометр рыболовный RST 05536

Этот прибор предназначен для монтажа на стену. Качественная сборка в Швеции и ртутная шкала обеспечивают высокую точность измерений показателей атмосферного давления.

Показывает состояние погоды и значение в мм рт. ст.

Как узнать что будет дождь

Мне нравится1Не нравится

Погодная станция RST 05737

Настенная модель, которая отличается наиболее низким показателем погрешности (1 мм). Поэтому часто используется опытными рыбаками.

Модель оснащена делениями, которые показывают погоду, степень удачного исхода рыбалки и атмосферное давление.

Шкала на шкале, на самом деле все просто
Мне нравится2Не нравится

RST 05771 «Рыбакъ»

Шведская модель, оснащенная термометром. Погрешность измерений составляет всего 0,03 мм. Широко распространен, как настенный прибор для измерений.

Также показывает благоприятность погоды для рыбалки (дождь, пасмурно, ясно).

Шведы тоже ходят на рыбалку
Мне нравится3Не нравится

Цифровая метеостанция iQ 559 от компании RST

Электронная модель, которая благодаря своему корпусу и яркому дисплею хорошо заметна и различима даже в пасмурную погоду.

Прибор может отслеживать и запоминать показатели, составляя карту динамики. Отслеживает давление и температуру.

Довольно холодно на термометре

Мне нравится1Не нравится1

Барометр БТК-СН 14

Механический вариант, который измеряет температуру воздуха в пределах от 10 до 50оС.

Прибор оснащен шкалой, позволяющей осуществлять замеры в диапазоне от 695 до 805 мм рт. ст., что значительно шире, чем у многих моделей подобного типа.

Ветрено сегодня
Мне нравится5Не нравится

CASIO PRG-250T-7D

Наручные часы, которые надежно крепятся на руке. Обладают следующим функционалом:

  • компас;
  • барометр;
  • подсветка дисплея;
  • измерение температуры воздуха;
  • время;
  • фаза Луны;
  • календарь;
  • подзарядка от лучей солнца.

С помощью кнопок управления можно включать, выключать необходимые функции и измерять показатели.

Компактно и удобно
Мне нравится3Не нравится1

Garmin Fenix-2

Цифровые наручные часы, которые можно подключить к смартфону. Подойдут для рыбаков, путешественников, экстрималов.

Встроенные функции:

  • высотомер;
  • компас;
  • термометр;
  • барометр;
  • связь с телефоном;
  • акселерометр.

В часах есть функция уведомлений о рассвете и закате. Поэтому часы всегда напомнят, когда можно собираться на рыбалку, а когда следует ее заканчивать.

Спортивные часы на все случаи
Мне нравится4Не нравится

Водонепроницаемый цифровой барометр 72850

Карманный вариант для тех, кто рискует уронить прибор в воду, намочить руками или подвергать его воздействию излишне влажного воздуха.

Среди функций можно отметить:

  • часы;
  • термометр;
  • барометр;
  • встроенная память погоды на 6 участках.

Такой прибор легко помешается в кармане или как кулон на цепочке.

Практичный барометр
Мне нравитсяНе нравится

Рейтинг моделей

Барометр БТК-СН 14 (Утес)
5

Garmin Fenix-2
4

Рыбакъ
3

ПБ-8
2

станция RST 05737
2

CASIO PRG-250T-7D
2

Капитан FBR – 007
1

Барометр рыболовный RST 05536
1

Цифровая метеостанция iQ 559

цифровой барометр 72850

Факты на пользу выбора барометров анероидного типа

Преимущества параметров анероидов:

нет жидкости, хрупкой колбы. Конструкция более надежная, устойчивая, что подойдет для использования в сложных условиях (туристические походы, производство) — риск разбития колбы, испарения ртути, иного вещества будет исключен;
возможны малые размеры, портативные модели несколько больше карманных часов или наподобие небольшого манометра

Конструкция удобная, компактная — это не жидкостный/ртутный измеритель с хрупкой длинной частью с делениями, который надо раскладывать и обращаться с ним осторожно;
нет необходимости в источниках питания, батарейках, как у электронных приборов. Даже намокнув, анероид будет работать.

По статистике использование барометров-анероидов наиболее популярное — это недорогой добротный, долговечный прибор. Необходимость делать поправку на утрату упругости мембраны сильфона можно рассматривать не как недостаток, а особенность эксплуатации, тем более что она легко осуществляется. Надо всего лишь посмотреть паспорт прибора или сравнить с показаниями ртутного анерографа и откалибровать простым подкручиванием регулировочного болтика.

Идите в баню с анероидом или для чего нужен барометр в парной.

Посещение парной всегда связано с большой нагрузкой на организм. Хорошо, если вы любитель походов в баню со стажем. Тогда вы можете полагаться на свои субъективные ощущения. А что делать, когда попариться собрались члены семьи, которым уже «далеко за…» или вы хотите взять с собой малышей?

В таком случае вы обязаны помнить не только о температуре в парной, но и об атмосферном давлении, для чего и нужен барометр
. Сейчас выпускаются специальные модели со шкалой, на которой отражен весь возможный диапазон изменения показаний. Для парной лучше выбирать барометр с максимальной емкостью. Тогда его показания будут предельно точными, а ваши пожилые родственники и маленькие дети получат от посещения бани только положительные эмоции и оздоровление.

Из истории открытия знаний о весе, давлении воздуха и изобретении барометра

О том, как измерить атмосферное давление, догадался итальянский математик и физик, выпускник иезуитского колледжа Э. Торричелли. Вместе с В. Вивиани – юным учеником Галилея – он провёл опыты по его измерению. Торричелли тоже был одним из последних учеников Галилея, и основываясь на его догадках доказал, что воздух имеет вес и оказывает давление.

Торричелли впервые открыто выступил против догм Аристотеля. Рассуждая о насосе, он заявил, что

Но доказал он это немного позже. Предложенный им опыт был осуществлён в 1643 г. В этом опыте использовалась запаянная с одного конца стеклянная трубка длиной около 1 м. Её наполняли ртутью и, закрыв пальцем (чтобы ртуть не выливалась раньше времени), перевернув, опускали в широкую чашку со ртутью.

Часть ртути из трубки выливалась, и в её верхней части образовывался вакуум (первая настоящая пустота, обнаруженная на Земле – Торричеллиева пустота). При этом высота столба ртути в трубке оказалась равной примерно 760 мм (если отсчитывать её от уровня ртути в чашке). Воздух давил на ртуть чашки и не давал вылиться из трубки.

Учёный также догадался, что давление атмосферы связано с изменением погоды. Наблюдая за высотой ртутного столба в трубке, Торричелли заметил, что атмосферное давление непостоянно и зависит от «теплоты или холода». Столбик в трубке то опускался, то поднимался, указывая на нужное деление шкалы. Вот почему в качестве одной из единиц давления взят миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.). Тяжесть по-гречески «барос», и прибор Торричелли стали называть барометром.


Принцип действия барометра Торричелли

О давлении и весе воздуха почти одновременно с Торричелли догадался и другой известный учёный того времени – Декарт. Он объяснил, почему из продырявленного на дне флакона при закрытой крышке духи не вытекают, а при открытой вытекают, именно разностью в давлении воздуха на разные площади поверхности. Когда крышка флакона закрыта, поверхностное натяжение воды на небольшом отверстии способно удерживать жидкость во флаконе. При открытой крышке оно преодолевается силой давления воздуха и духи начинают вытекать. Декарт выдвинул гипотезу, что с высотой воздух становится реже, а значит, должно уменьшаться и его давление.

Уже после опытов Торричелли Декарт поручил талантливому французскому математику и физику Блезу Паскалю проверить его догадку – верно ли, что давление с высотой убывает. Для этого он должен был подняться в горы с трубкой Торричелли. Опустившийся вниз столбик ртути на высоте горы Пюи де Дом подтвердили гипотезы Торричелли и Декарта.

Паскаль сделал вывод:

Давление воздуха не замечается человеком, потому что по законам давления в жидкостях и газах оно направлено и в стороны, и вниз.

Что такое давление

Земная атмосфера чрезвычайно нестатична. Потоки тёплого воздуха, поднимаясь вверх, выдавливают ближе к поверхности остывшие, более плотные, массы газов и водяного пара. Так как нагрев различных участков Земли не одинаков, поднятие в стратосферу одних воздушных масс вызывает приток на их место других, из нижних слоёв. Таким образом, над конкретной точкой земной поверхности в данный момент времени всегда находятся воздушные массы разной температуры, влажности и состава, что вызывает, естественно, и постоянное изменение атмосферного давления.

Так что же измеряет барометр-анероид и какова природа давления? Всё дело в том, что молекулы газа – весьма подвижные частицы. Они находятся в постоянном хаотическом движении (его принято называть “броуновским” по фамилии открывателя данного явления).

На рисунке показано некое ограниченное пространство, внутри которого присутствуют молекулы газа. Они не находятся в состоянии покоя. Двигаясь, отскакивая друг от друга они бомбардируют стенки и дно цилиндра, поршень. Если повысить температуру внутри цилиндра, частички газа ускорятся, их удары станут сильнее – давление возрастёт. Можно сжать газ, приложив усилие к поршню, – расстояние между молекулами станет меньше, их столкновения как друг с другом, так и о стенки цилиндра чаще – снова рост давления.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий