Какво е барометър и за какво е той? Как се използва устройството от хората?

Нашата планета е заобиколена от плътен атмосферен слой, състоящ се от смес от различни газообразни вещества. Дебелината на такъв слой е повече от дузина километра и има определено тегло, което, макар и в незначителна степен, все още упражнява определен дял натиск върху повърхността на Земята. Жителите на Земята - хора, животни, птици, риби и т.н., не усещат тежестта на атмосферното налягане върху себе си, тъй като организмите на живите същества имат еволюционна адаптация към този ефект.

Спадът на налягането обаче влияе на метеорологичните условия и за да ги определи с максимална точност, през 17 век е изобретено устройство, наречено барометър.

Какво е?

Думата "барометър" от гръцки има следния превод: "baros" - тегло, тегло и "metros" - за измерване. Тоест, барометърът не е нищо повече от мярка за тежестта на атмосферния слой.

Първото устройство е разработено през 1643 г. от учениците на Галилей - Е. Торичели и В. Вивиани. Те развиха идеята на своя учител, че времето може да се предскаже, ако създадете определено измервателно устройство за това. Торичели и неговият асистент решиха да вземат тръбата и да поставят живак вътре, като краят на тръбата беше запечатан от едната страна. След това епруветката беше потопена в контейнер, където също се изсипва живак. По време на експеримента, когато е потопен, живакът се издига в тръбата.

В различни дни на изследванията учените забелязват, че живакът се е повишил до определена височина и такива промени са били пряко свързани с метеорологичните условия.

След поредица от дългосрочни експерименти учените стигнаха до заключението, че с повишаване на атмосферното налягане живакът в тръбата се е покачил, а с понижение е намалял . По този начин учениците на Галилей създават първия живачен барометър. Беше опасно обаче да се използва в домашна среда - живакът може да изтече от устройството и да причини тежко отравяне с неговите пари. Но науката не стои неподвижна и след 13 години, през 1657 г., Ото Герике в Прусия създава воден барометър. Същността на неговия дизайн беше следната: медна тръба беше поставена в съд, пълен с вода. Към тръбата беше свързан стъклен връх с кран от въздушна помпа. Въздухът беше евакуиран и клапанът беше затворен, създавайки вакуумно пространство.

След поредица от три години наблюдения на поведението на нивото на водата в тръбата, Ото Герике стига до заключението, че метеорологичните условия пряко влияят върху движението на нивото на течността в барометъра. Веднъж, по време на друго проучване, ученият успя да предвиди развитието на силна буря за 2 часа. Но въпреки работните свойства на устройството, никой не успя да определи точните показатели, докато през 1670 г. англичанинът Робърт Хук не разработи специална градация под формата на скала, която ви позволява точно да определите показанията на барометъра.

В началото на 17-ти век германецът Готфрид Лайбниц, който е известен учен в областта на точните математически науки, разработва проект за анероиден барометър, който може да работи без използването на живак и вода. През 1847 г. французинът Люсиен Види успява да реализира идеята на Лайбниц. Структурата на анероида представляваше запечатан метален цилиндър, от който се евакуира въздух, създавайки вътре вакуум. Когато нивото на атмосферното налягане се повиши, цилиндърът се свива и когато налягането падне, той се разширява. Към цилиндъра беше прикрепена пружина, която показваше показанията на инструмента на скала.

Анероидните барометри са имали грешки, но са били безопасни за домашна употреба. До началото на 18-ти век моряците започват активно да използват тези устройства, като предварително определят настъпването на буря. Модата за барометри започна да набира скорост, а в дневните на богатите хора барометрите се превърнаха в познат детайл, украсяващ интериора.

С изобретяването на анероидни модели живачни и водни барометри се произвеждат изключително рядко и търсенето на тях по това време вече е ниско.

За какво е необходимо?

От времето на Галилей човекът толкова се е запознал с барометъра, че днес е трудно да си представим съвременния живот без това устройство. Използва се в различни области на нашия бизнес и изпълнява следните функции.

  • За определяне на времето. Една от важните задачи, за които са предназначени барометрите, е да се определи времето. Стойността на показателите на инструмента се крие именно във факта, че прогнозите могат да се правят предварително. Ако времето е слънчево и топло, показанията на барометъра ще бъдат високи, а ако ще вали, ще е ниско. Можете също така да забележите намаляване на температурния режим чрез понижаване на нивото на атмосферното налягане. За да се определи времето, не е необходимо барометърът да се държи навън, у дома той също така ще определи нивото на налягане. Ако обаче живеете в небостъргач, тогава натискът върху устройството ви ще бъде нисък дори в ясен и хубав ден.
  • За определяне на височината. Това се дължи на факта, че при движение нагоре от земята налягането на атмосферата намалява. Устройството, което определя индикатора за височина над земната повърхност, се нарича висотомер. Той е незаменим в авиацията за определяне на нивото на надморска височина, получена от самолет по време на полет. Първите такива устройства дадоха грешки в случай на дъждовно и лошо време, но съвременните им аналози работят по различен принцип и пилотите вече не трябва да правят корекции в показанията.

Вид барометър е устройство за измерване на налягането на течности и газове, наречено манометър.

Понякога при научни изследвания се изисква да се установи абсолютният показател за налягане - в този случай се добавя показателят на манометъра и атмосферния барометър.

Съвременният човек се нуждае от показанията на барометър, за да контролира своето благосъстояние. Не е тайна, че много хора са зависими от времето от промените в атмосферното налягане. За да предотвратите влошаване на благосъстоянието, наблюдавайки увеличаване на показанията на барометъра, можете да вземете лекарството навреме и да предотвратите, например, скок на кръвното налягане. В някои случаи такова осъзнаване би могло да спаси живота на човека, което още веднъж подчертава факта, че показателите за нивото на атмосферното налягане имат неоспорима стойност.

Преглед на типа

Два века след изобретяването на първия барометър външният му вид е претърпял значителни промени. Днешният барометър не е крехък стъклен резервоар, изпълнен с живак, а твърдо състояние, което човек използва не само в ежедневието, но и за решаване на голямо разнообразие от задачи в различни условия на живот.

Електронна

Модерен барометър най-често може да се намери в дигиталния дизайн, той се нарича още електронен. Устройството се състои в това, че данните от анероидния барометър се преобразуват в цифров сигнал, който се показва чрез микропроцесор. Електронен барометър може да бъде вграден в телефон, часовник или просто да има компактен размер и да се използва като независимо устройство, необходимо за туризъм, риболов или в страната. Електронният барометър не се нуждае от периодична настройка, но ще изисква редовна подмяна на батериите и ако пропуснете момента на подмяната им, ще бъде невъзможно да използвате устройството.

Механични

Този тип барометър е най-популярен поради високата си точност. Механизмът му е доста сложен и отвън устройството наподобява джобен кръгъл часовник, но има и опции за маса, които имат форма с прави ъгли . Двойка мембрани във вакуум са разположени вътре в запечатания корпус. Мембраните са изработени от тънка ламарина и са чувствителни към компресията на тялото. Тъй като нивото на атмосферното налягане се увеличава върху външните стени на устройството, те се свиват, предавайки импулс към вътрешните мембрани.

Ако налягането падне, стените на устройството се разширяват. Към устройството е свързан механизъм с висока чувствителност към вибрационни вълни, който е обозначен със стрелка и скала с деления.

Механичният дизайн на барометъра трябва периодично да се регулира с регулиращия винт, но той все още се търси поради атрактивния си външен вид и не се нуждае от редовна подмяна.

живак

Принципът на действие на живачния барометър е да повишава и понижава живака спрямо мащаба на деленията. Такива устройства все още са възможно най-точни, така че всяка метеорологична станция е оборудвана с живачни барометри и налягането традиционно се измерва в милиметри живачен стълб - средното ниво на атмосферното налягане е 760 mm Hg. Изкуство. Живакът може да се използва и в домакински барометри, но това устройство представлява опасност за здравето, ако се работи небрежно, така че малко хора ги използват.

Течност

Устройства, чиято работа се основава на използването на течност, днес е доста трудно да се намерят. Търсенето на тях е изключително малко поради факта, че те определят нивото на атмосферното налягане с големи грешки. Същността на тяхната работа се основава на изравняване на нивото на течността спрямо скалата за измерване. Проблемът с такива устройства и тяхната неточна работа е, че напълнените с тях течности могат да се изпарят или да имат различна плътност. Най-често използваният течен барометър използва вода или глицерин. Течностите могат да се оцветяват със специални багрила, но това не им придава точност, а по-скоро се възприема като декоративен ефект.

Когато купувате барометър, трябва да знаете, че не метеорологична станция може да предсказва точни метеорологични параметри. Използвайки данните за нивото на атмосферното налягане, няма да бъде възможно да се определи температурният фон на въздуха, посоката на движение на въздушните фронтове или интензивността на валежите. За да се определят такива данни в метеорологичните станции, има редица специални инструменти. Използването на барометър само ще ни помогне да разберем дали метеорологичните условия ще се подобрят или влошат, ще помогне на рибаря да разбере дали ще има ухапване, пътникът - вероятността за дъжд, пилотът - нивото на набраната надморска височина.

Можете да разберете как да направите барометър със собствените си ръце по-долу.