Wyjaśniamy, czym jest barometr, jego wynalazek, funkcję oraz w jakich jednostkach mierzy. Dodatkowo charakterystyka każdego typu barometru.
Co to jest barometr?
Barometr to instrument używany do na wymiar ciśnienie atmosferyczne, czyli waga, jaką atmosfera wywiera nacisk w określonym miejscu na powierzchni ziemi. Przypomnijmy, że atmosfera jest niejednorodną masą gazów, która pokrywa planeta, a zatem posiada wyczuwalne właściwości fizyczne, takie jak: waga, które mają decydujący wpływ na pogoda.
Jest to bardzo powszechny artefakt w meteorologia, którego pierwsze wersje pochodzą z XVII wieku, zbudowany przez włoskiego fizyka i matematyka Evangelistę Torricelli (1608-1647), ucznia Galileo Galilei. Wynalezienie barometru miało na celu zademonstrowanie wagi powietrze, w czasach, gdy sądzono, że nie wywiera żadnego nacisku na powierzchnię ziemi.
Pierwszy barometr składał się ze szklanej rurki zamkniętej w górnym końcu i otwartej w dolnej części, która jest wypełniona rtęcią i odwrócona nad pojemnikiem wypełnionym tą samą cieczą, umożliwiając połączenie rtęci z tym, który już znajduje się w pojemniku. Stało się to na początku, zwiększając poziom rtęci w pojemniku, ale do pewnego momentu.
Powstało zatem pytanie, jaka siła uniemożliwiała całej rtęci wydostanie się z rurki i rozlanie się z pojemnika. Dokładnie ciśnienie wywierane przez powietrze w przeciwnym kierunku. To właśnie znamy jako ciśnienie atmosferyczne.
Taką interpretację barometru potwierdził sam Blaise Pascal (1623-1662), który wniósł jedno z tych urządzeń na szczyt Góra i stwierdził, że ponieważ nad nim było mniej powietrza, odczyty instrumentu różniły się, a rtęć opadała znacznie bardziej w rurze niż w mniejszych. wysokości.
Od tego czasu barometr rtęciowy był używany na całym świecie i pozwolił na lepsze zrozumienie zachowania atmosfery oraz jej powiązania z klimatem i stanem meteorologicznym. Jednak od 2007 r. instrumenty te zostały zastąpione nowszymi wersjami, biorąc pod uwagę ogólnie udowodnioną toksyczność rtęci dla istot żywych.
Do czego służy barometr?
Jak powiedzieliśmy wcześniej, barometr jest używany punktualnie do pomiaru ciśnienia atmosferycznego, to znaczy do pomiaru masy powietrza nad naszymi głowami, która może się zmieniać w zależności od wysokości i poziomu Energia w atmosferze.
To z kolei pozwoliło na lepsze poznanie klimatu atmosferycznego poprzez sprawdzenie związku między zmiennością ciśnienia atmosferycznego (zwłaszcza jego spadkiem) a niestabilną pogodą. Dzięki barometrowi możemy więc mieć krótkoterminowe prognozy klimatu atmosferycznego i wiedzieć, że gdy ciśnienie wzrośnie, to będą stabilne warunki, a gdy spadnie to zła pogoda.
Oczywiście inne czynniki i elementy również odgrywają rolę w tego typu prognozach, dlatego odczyty barometru są często łączone z anemometrem, higrometrem i innymi podobnymi przyrządami.
Barometry służą również do pomiaru ciśnienia wszystkich rodzajów gazów, dlatego można je również spotkać w gazach upakowanych, np. rurkach tlenowych.
Jednostki barometru
Aktualnymi jednostkami używanymi przez barometry do pomiaru ciśnienia atmosferycznego są hektopaskale (hPa), które są wielokrotnością (x100) paskali, minimalnej jednostki ciśnienia akceptowanej w Międzynarodowy System Miar i Wag. Jeden Pascal odpowiada sile 1 Newtona na powierzchni 1 metra kwadratowego, normalnej do niej.
Tradycyjnie jednak stosowano barometry rtęciowe, których pomiar zdarzyło się to w Torr, jednostka, która składa hołd Evangelista Torricelli i która jest odpowiednikiem 1 milimetra rtęci (mmHg).
Rodzaje barometrów
Istnieje kilka rodzajów barometrów, z których każdy ma swoją specyfikę, jak zobaczymy poniżej:
- Barometr rtęciowy. To tradycyjny model stworzony przez Torricelli, który składa się ze szklanej rurki o wysokości 850 mm, wypełnionej rtęcią i umieszczonej na pojemniku wypełnionym tą samą substancją. Odradza się jego stosowanie ze względu na możliwość zatrucia rtęcią.
- Barometr aneroidowy. Pozbawiony rtęci aneroid jest barometrem wynalezionym w 1843 roku przez francuskiego fizyka Luciena Vidie (1805-1866), który mierzy ciśnienie atmosferyczne poprzez odkształcenia, jakie wywiera na metalową skrzynkę o wysoce elastycznych ściankach, wewnątrz której panuje absolutna próżnia. Większy niż barometr rtęci, był dość niedokładny ze względu na rozbieżności w elastyczność materiałów.
- Barometr Fortina. Odmiana barometru rtęciowego, który zawiera elementy do stałego poziomu (śruby, która spoczywa na czubku małego stożka z kości słoniowej), utrzymującego rurkę torricelliową zawieszoną, a następnie zakrywając ją w mosiężnym pudełku z otworem do w stanie obserwować pomiary.
- Barometr cyfrowy. Nowoczesny wariant wykorzystujący nowe technologie komputeryzacja, która wykorzystuje specjalne czujniki do dokładnego wychwytywania ciśnienia atmosferycznego.