Instrumente pentru măsurarea parametrilor aerului. Presiunea atmosferică Ce instrument fizic măsoară presiunea atmosferică?

Unul dintre cele mai precise instrumente folosite pentru măsurarea presiunii atmosferice la toate stațiile meteorologice este așa-numitul barometru al stației. Este un tub de sticlă de aproximativ 80 cm lungime, cu o secțiune transversală de 1 cm2. Capătul său superior este sigilat, iar capătul inferior deschis este coborât într-o ceașcă de mercur. Tubul este umplut cu mercur; în partea neumplută a tubului există spațiu fără aer (sau mai degrabă extrem de rarefiat).

Pentru a proteja tubul de deteriorarea mecanică, acesta este închis într-un cadru metalic. Schema schematică a designului unui barometru cupa marin: sunt realizate două fante longitudinale pe ambele părți, una opusa celeilalte, necesare pentru a determina înălțimea coloanei de mercur din tub. Pe partea stângă a fantei frontale există o scară: în barometre vechi - în milimetri, în altele noi - în milibari. Pentru a citi presiunea pe o scară, se folosește un inel mobil cu un vernier. Vernierul este deplasat de-a lungul fantei folosind un șurub situat pe partea dreapta rame Înainte de numărare, tăietura inferioară a vernierului este adusă în punctul superior al meniscului vizibil de mercur, iar apoi presiunea este citită în zecimi: întregurile sunt numărate de-a lungul tăieturii inferioare a vernierului și zecimi - conform diviziunilor a vernierului (de la 0 la 9). Zecimile (mm sau mb) sunt judecate după diviziunea vernier care coincide exact cu orice diviziune de pe scară. Pentru a permite aerului să intre în ceașcă cu mercur, se face o mică gaură în ea, închisă lejer cu un dop cu șurub.

Barometrul cu cupă a stației este instalat în camera stației meteo într-un dulap special în poziție verticală.

Barometrul marin cu mercur, așa cum sugerează și numele, este conceput pentru a măsura presiune atmosferică pe nave maritime. În principiu, este proiectat în același mod ca un barometru cu ceașcă de stație și se deosebește de acesta prin dimensiunea mai mică și tubul barometric mai îngust, cu prelungiri la capete. Îngustarea părții mijlocii a tubului la grosimea capilarului se face pentru a reduce vibrația mercurului în tub în timpul balansării navei și pentru a proteja împotriva pătrunderii bulelor de aer în mercur. Cupa cu mercur este făcută mai îngustă decât în ​​barometrul stației. Acest lucru elimină, de asemenea, în mod semnificativ influența tangajului navei asupra stării și a citirilor barometrului.

Un barometru marin este suspendat în interior pe o navă folosind un cardan.

Un barometru aneroid, sau pur și simplu aneroid, este un instrument simplu și ușor de utilizat utilizat pe scară largă pentru măsurarea presiunii atmosferice pe nave.

Principiul de funcționare al aneroidului se bazează pe măsurarea gradului de deformare a pereților unei cutii metalice goale de presiune plată sub influența presiunii atmosferice.

Cutia aneroidă, fiind partea de detectare a dispozitivului, reacționează foarte sensibil la modificările presiunii atmosferice. Sensibilitatea casetei de presiune se realizează prin faptul că aerul din ea este foarte puternic evacuat. Când presiunea crește, cutia se contractă, iar când presiunea scade, se extinde. Pentru a evita deformarea completă a cutiei, care este posibilă sub influența presiunii atmosferice, i se atașează un arc în formă de arc care, prin întinderea cutiei, echilibrează presiunea atmosferică care acționează asupra acesteia.

Compresia și tensiunea cutiei sunt transmise indicatorului barometrului printr-un sistem de tije și pârghii. Scara aneroidă este gradată fie în milimetri, fie în milimetri de mercur. Aneroidul este calibrat cu condiția ca temperatura cutiei de presiune la toate valorile de presiune să fie de 0°. Prin urmare, pentru a determina corecția pentru citirea aneroidă, care depinde de temperatură, la citirea presiunii, temperatura dispozitivului în sine este determinată de fiecare dată. Acesta din urmă este determinat de un termometru montat într-o fantă arcuită pe suprafața frontală a aneroidului.

Mecanismul aneroid este închis într-o cutie rotundă de metal sau plastic, vitată pe partea din față. Aparatul este întotdeauna depozitat într-o cutie specială cu capac care se deschide.

Un barometru aneroid, în comparație cu un barometru cu mercur, este un instrument mai puțin precis, dar este aproape insensibil la balansarea navei. Acest lucru face ca utilizarea și depozitarea să fie mai convenabilă în condițiile navei. Principalul dezavantaj al aneroidilor este scăderea treptată a sensibilității și a preciziei de indicare a acestora datorită deformării reziduale a cutiei și arcului aneroid care apare în timp. Pentru a elimina aceste neajunsuri, aneroidii trebuie verificați periodic în instituțiile speciale ale Serviciului Hidrometeorologic - în biroul de verificare. Aneroizii trebuie verificați la fiecare șase luni.

Barograful este proiectat să înregistreze continuu modificările presiunii atmosferice. Structura sa este similară cu cea a unui termograf. De asemenea, constă din două părți principale: primirea și scrierea. Mai multe (5-10) cutii aneron legate între ele prin garnituri metalice servesc drept receptor de presiune. Pentru a evita deformarea completă a cutiilor, care este posibilă sub influența presiunii atmosferice, în fiecare dintre ele este construit un arc de tip arc.

Deformarea totală parțială sub formă de mici deplasări verticale ale întregii serii de cutii de presiune, apărute sub influența schimbării presiunii atmosferice, este transmisă printr-un sistem de pârghii la o săgeată, la capătul căreia este montată o pană.

Presiunea este înregistrată sub forma unei curbe pe un tambur care se rotește lent folosind un mecanism de ceas. Pe tambur este plasată o bandă de hârtie, marcată cu linii orizontale (presiunea în mb) și arce verticale (timp în ore și minute.

În funcție de timpul de rotație completă a tamburului, barorifii sunt împărțiți în „zilnic” și „săptămânal”.

Folosind un barograf, puteți determina nu numai valoarea specifică a presiunii atmosferice în orice moment, ci și magnitudinea și natura modificării acesteia în orice interval de timp.

Deoarece schimbările presiunii atmosferice sunt foarte strâns legate de vremea actuală și viitoare, pentru a o prezice în condițiile de navigare este important să știți nu atât de mult valoare absolută presiunea, amploarea și natura modificărilor acesteia în ultimele ore.

Barograful de pe o navă este instalat într-o cameră închisă folosind bare cu arc sau atașat la un raft sau o masă specială.

Un dispozitiv pentru luarea în considerare a fluctuațiilor presiunii atmosferice. Stratul de suprafață al planetei noastre are o grosime de zeci de kilometri. Concentrația gazelor amestecate în ea este caracterizată de o masă mică, dar în volume atât de semnificative exercită o sarcină semnificativă la suprafață. De fapt, o persoană o simte rar, deoarece este adaptată la influența acestui factor. Cu toate acestea, această valoare este destul de realistă de măsurat.

Principiul de funcționare al celor mai simple dispozitive

Cel mai simplu dispozitiv pentru măsurarea presiunii atmosferice (BP) este un dispozitiv simplu format dintr-un tub de sticlă cu pereți subțiri și o umplutură de mercur. Una dintre dimensiunile standard ale unui astfel de dispozitiv: un tub de 1 milimetru gros și o sută de centimetri lungime.

Dacă întoarceți recipientul cu capătul închis în sus și partea deschisă în jos, atunci un anumit volum de mercur va fi îndepărtat și o anumită parte va rămâne înăuntru. Conținutul de metal lichid va scădea până când presiunea internă și externă se stabilizează.

Dispozitiv cu aneroid și mercur

Barometru aneroid, ce este? În principiu, funcționarea acestui dispozitiv ia în considerare vibrațiile printr-o carcasă metalică rotundă cu pereți ondulați, din care este pompat aer.

Pereții laterali elastici ai cutiei se îndoaie când presiunea crește și se umflă când presiunea scade. Camerele de lucru sunt conectate la săgeată printr-un mecanism special. Indică cantitatea de presiune atmosferică pe o scară gradată în milimetri de mercur.

Dispozitivul pentru măsurarea presiunii atmosferice este un balon de sticlă curbat în formă de U umplut cu mercur. Citirile sunt determinate de diferența de conținut în secțiunile mari și mici ale balonului.

Cu ajutorul barografelor, variațiile tensiunii arteriale sunt înregistrate pe o bandă situată într-o unitate de tip tambur de funcționare. Valorile măsurate sunt înregistrate în milimetri (mmHg) sau milibari (mbar).

Barograf

Următorul este un barograf. La întrebarea - un barometru, ce este în această configurație, puteți răspunde - este o unitate de înregistrare pentru înregistrarea constantă a presiunii atmosferice. Acțiunea sa se bazează pe fluctuațiile tensiunii arteriale. Ca urmare, deformarea este transferată de sistem către dispozitiv. Pe măsură ce citirile cresc, cutiile se comprimă, pârghia cu stiloul urcă, iar dacă presiunea scade, camerele devin mai largi sub acțiunea arcului de comandă, iar reportofonul trasează o linie inferioară. Citirile de presiune fixă ​​sunt scăzute pe o bandă de hârtie specială gradată, care este plasată pe un tambur rotativ.

Pentru a elimina fluctuațiile de temperatură care afectează acuratețea citirilor, în dispozitive sunt instalați condensatori bimetalici. Dispozitivele sunt instalate departe de dispozitivele de încălzire și trebuie protejate de expunerea directă la lumina soarelui. Mecanism de bobinare conceput pentru o zi sau o săptămână.

Caracteristici de utilizare

Citirile barometrului sunt înregistrate ținând cont de modificări condiții climatice V diferite regiuni, deoarece presiunea aerului nu este o cantitate constantă, ceea ce este cunoscut de atunci lecții școlare istoria naturala.

Pe vreme bună, caldă și fără vânt, un barometru de perete sau de masă arată valori ridicate. În consecință, dacă datele scad, se așteaptă vreme rece sau precipitații în viitorul apropiat.

Aparatul situat in interiorul casei functioneaza exact la fel ca intr-un spatiu nelimitat de garduri, pereti si garduri. Înălțimea clădirii modifică ușor citirile dispozitivului, deoarece presiunea va fi mai mică la etajul 9 și mai mare decât la nivelurile inferioare ale aceleiași clădiri.

Adaptare la înălțime

Cu cât creșterea este mai mare, cu atât presiunea atmosferică este mai mică. Modelul identificat este utilizat în instrumentele de aviație care determină altitudinea de zbor. Astfel de dispozitive se numesc altimetre.

Desigur, rezultatele primelor instrumente, nu în totalitate perfecte, au variat semnificativ de factorii meteorologici, deoarece condițiile meteorologice negative au fost însoțite de o scădere a presiunii și, în consecință, citirile instrumentelor au afișat date care erau obiectiv mai mari decât nivelul real. Pentru a efectua citiri corecte, sunt necesare ajustări ale parametrilor de ieșire. Principiul de funcționare al altimetrelor moderne este diferit - nu folosesc presiunea atmosferică pentru a măsura altitudinea.

Cum se utilizează?

Ceasurile cu barometru și alte tipuri de dispozitive sunt un instrument indicator cu o scară rotundă sau ovală pe care există diviziuni. Valoarea măsurată este luată în milimetri de mercur.

La valori de 750-760 mm Hg. Artă. În viitor, se așteaptă o zi minunată, care nu va interfera cu o plimbare, o excursie în natură sau o dacha. Dacă barometrul scade sub 750, există posibilitatea unei scăderi ulterioare, ceea ce înseamnă că vă puteți aștepta la vreme nefavorabilă, scăderi bruște de frig și ploi abundente.

Monitorizarea tensiunii arteriale este vitală pentru cei care suferă tensiune arterială crescută sânge. În perioadele de schimbări critice ale acestui indicator, astfel de persoane sunt susceptibile la deteriorarea sănătății lor. Informațiile despre schimbările meteorologice sunt importante pentru ei datorită luării la timp a medicamentelor, menținerii performanței și sănătății lor.

Exemplare moderne

În prezent, barometrele de tip cupă sau sifon sunt cel mai des folosite. În dispozitivele staționare care sunt echipate cu o scară compensată, presiunea atmosferică este calculată direct din poziția mercurului într-un recipient de sticlă.

La specimenele pentru expediții, înainte de începerea observațiilor, nivelul de mercur din vas este mai întâi reglat la zero cu ajutorul unui șurub de reglare. La dispozitivele cu sifon cu cană, valoarea tensiunii arteriale este măsurată prin diferența de înălțimi a coloanei în secțiunea lungă și deschisă. Un astfel de dispozitiv preia citiri cu o precizie de cinci sutimi. Pentru a determina zecimi de coloană, se folosește un șablon metalic mobil.

Rezultatele numerice obținute ale presiunii atmosferice sunt reduse la zero grade Celsius conform unui tabel special. Ajustările de temperatură ale citirilor pot fi destul de semnificative. Indiferent de tipurile de barometre, acestea sunt instalate departe de sursele de căldură (sobe, încălzitoare, lumina directă a soarelui), precum și departe de deschiderile ușilor și ferestrelor.

Particularități

Dispozitivul în cauză poate fi utilizat într-un design convenabil și compact. De exemplu, un ceas cu barometru are următoarele funcționalități:

• Impermeabilitate la apă, până la 50-100 de metri.
• Rezistența la impact și la stres mecanic, ceea ce este important pentru pescari, vânători și pasionații de recreere extremă.
• Barometrul vă permite să preziceți modificările presiunii atmosferice și ale vremii în general.
• În plus, ceasul poate fi echipat cu un termometru, lumină de fundal, busolă și chiar un navigator, ceea ce face mult mai ușor să stai în zone necunoscute.

La întrebarea „Barometru, ce este?” Putem răspunde cu siguranță - dispozitivul este deosebit de important pentru călători, pescari, vânători și marinari. Mai mult, chestia asta este uz casnic vă permite să preziceți destul de precis fluctuațiile vremii, ceea ce este important pentru persoanele cu boli ale sistemului cardiovascular și nervos.

Atenţie! Administrația site-ului nu este responsabilă pentru conținut evoluții metodologice, precum și pentru conformitatea cu dezvoltarea Standardului Educațional Federal de Stat.

• Participant: Vertushkin Ivan Aleksandrovici
• Șef: Elena Anatolyevna Vinogradova

Introducere

Azi plouă pe fereastră. După ploaie, temperatura aerului a scăzut, umiditatea a crescut și presiunea atmosferică a scăzut. Presiunea atmosferică este unul dintre principalii factori care determină starea vremii și a climei, astfel încât cunoașterea presiunii atmosferice este necesară în prognoza meteo. Mare semnificație practică are capacitatea de a măsura presiunea atmosferică. Și poate fi măsurat cu dispozitive speciale de barometru. În barometrele de lichid, pe măsură ce vremea se schimbă, coloana de lichid scade sau crește.

Cunoașterea presiunii atmosferice este necesară în medicină, în procese tehnologice, viața umană și toate organismele vii. Există o legătură directă între modificările presiunii atmosferice și schimbările vremii. O creștere sau scădere a presiunii atmosferice poate fi un semn al schimbărilor vremii și poate afecta bunăstarea unei persoane.

Descrierea a trei fenomene fizice interdependente din Viata de zi cu zi:

• Relația dintre vreme și presiunea atmosferică.
• Fenomene care stau la baza funcționării instrumentelor de măsurare a presiunii atmosferice.

Relevanța lucrării

Relevanța temei alese este că în orice moment oamenii, datorită observațiilor lor asupra comportamentului animalelor, ar putea prezice schimbările meteorologice, dezastrele naturale și pot evita victimele umane.

Influența presiunii atmosferice asupra corpului nostru este inevitabilă, schimbările bruște ale presiunii atmosferice afectează bunăstarea unei persoane, iar persoanele dependente de vreme suferă în special. Desigur, nu putem reduce influența presiunii atmosferice asupra sănătății umane, dar ne putem ajuta propriul organism. Capacitatea de a măsura presiunea atmosferică, cunoașterea semne populare, utilizarea dispozitivelor de casă.

Scopul lucrării: afla ce rol joaca presiunea atmosferica in viata de zi cu zi a omului.

Sarcini:

• Studiați istoria măsurării presiunii atmosferice.
• Determinați dacă există o legătură între vreme și presiunea atmosferică.
• Studiați tipurile de instrumente concepute pentru măsurarea presiunii atmosferice, realizate de om.
• Explora fenomene fizice, care stă la baza funcționării instrumentelor de măsurare a presiunii atmosferice.
• Dependența presiunii lichidului de înălțimea coloanei de lichid în barometre de lichid.

Metode de cercetare

• Analiza literaturii.
• Rezumarea informațiilor primite.
• Observatii.

Domeniu de studiu: Presiunea atmosferică

Ipoteză: Presiunea atmosferică este importantă pentru oameni .

Semnificația lucrării: materialul acestei lucrări poate fi folosit în lecţii şi în activitati extracuriculare, în viața colegilor mei de clasă, elevilor școlii noastre, toți iubitori de cercetarea naturii.

Plan de muncă

I. Partea teoretică (colectarea informațiilor):

1. Revizuirea și analiza literaturii.
2. Resurse de internet.

II. Partea practica:

• observatii;
• colectarea de informații despre vreme.

III. Partea finala:

1. Concluzii.
2. Prezentarea lucrării.

Istoricul măsurării presiunii atmosferice

Trăim în fundul unui ocean imens de aer numit atmosferă. Toate schimbările care apar în atmosferă au cu siguranță un impact asupra unei persoane, asupra sănătății, stilului său de viață, deoarece... omul este o parte integrantă a naturii. Fiecare dintre factorii care determină vremea: presiunea atmosferică, temperatura, umiditatea, conținutul de ozon și oxigen din aer, radioactivitate, furtuni magnetice etc are o directă sau impact indirect asupra bunăstării și sănătății umane. Să ne concentrăm pe presiunea atmosferică.

Presiunea atmosferică- aceasta este presiunea atmosferei asupra tuturor obiectelor din ea și pe suprafața Pământului.

În 1640, Marele Duce al Toscana a decis să construiască o fântână pe terasa palatului său și a ordonat să fie furnizată apă dintr-un lac din apropiere folosind o pompă de aspirație. Meșterii florentini invitați au spus că acest lucru este imposibil, deoarece apa trebuia aspirată până la o înălțime de peste 32 de picioare (mai mult de 10 metri). Ei nu au putut explica de ce apa nu este absorbită la o asemenea înălțime. Ducele i-a cerut marelui om de știință al Italiei să cerceteze acest lucru Galileo Galilei. Deși omul de știință era deja bătrân și bolnav și nu se putea angaja în experimente, el a sugerat totuși că soluția problemei constă în domeniul determinării greutății aerului și presiunii acestuia pe suprafața apei lacului. Elevul lui Galileo, Evangelista Torricelli, a preluat sarcina de a rezolva această problemă. Pentru a testa ipoteza profesorului său, el a condus celebrul său experiment. Un tub de sticlă de 1 m lungime, sigilat la un capăt, a fost umplut complet cu mercur și, închizând etanș capătul deschis al tubului, l-a răsturnat cu acest capăt într-o cană cu mercur. O parte din mercur a ieșit din tub, altele au rămas. Un spațiu fără aer s-a format deasupra mercurului. Atmosfera apasă pe mercurul din cană, mercurul din tub apasă și pe mercurul din cană, deoarece s-a stabilit echilibrul, aceste presiuni sunt egale. A calcula presiunea mercurului într-un tub înseamnă a calcula presiunea atmosferei. Dacă presiunea atmosferică crește sau scade, coloana de mercur din tub crește sau scade în mod corespunzător. Așa a apărut unitatea de măsură a presiunii atmosferice - mm. rt. Artă. – milimetru de mercur. În timp ce observa nivelul de mercur din tub, Torricelli a observat că nivelul se schimba, ceea ce însemna că nu era constant și depindea de schimbările vremii. Dacă presiunea crește, vremea va fi bună: rece iarna, caldă vara. Dacă presiunea scade brusc, înseamnă că este de așteptat săturarea și saturația umidității în aer. Un tub Torricelli cu o riglă atașată reprezintă primul instrument pentru măsurarea presiunii atmosferice - un barometru cu mercur. (Anexa 1)

Alți oameni de știință au creat și barometre: Robert Hooke, Robert Boyle, Emil Marriott. Barometrele de apă au fost proiectate de omul de știință francez Blaise Pascal și de primarul german al orașului Magdeburg, Otto von Guericke. Înălțimea unui astfel de barometru era de peste 10 metri.

Pentru măsurarea presiunii se folosesc diferite unități: mm de mercur, atmosfere fizice, iar în sistemul SI - Pascals.

Relația dintre vreme și presiunea atmosferică

În romanul lui Jules Verne „Căpitanul de cincisprezece ani”, m-a interesat descrierea modului de înțelegere a citirilor barometrului.

„Căpitanul Gul, un meteorolog bun, l-a învățat să înțeleagă citirile barometrului. Vă vom spune pe scurt cum să utilizați acest dispozitiv minunat.

1. Când, după o perioadă lungă de vreme bună, barometrul începe să cadă brusc și continuu, acesta este un semn sigur de ploaie. Cu toate acestea, dacă vreme buna a stat foarte mult timp, coloana de mercur poate scădea timp de două sau trei zile și numai după aceea vor apărea modificări vizibile în atmosferă. În astfel de cazuri, cu cât trece mai mult timp între începutul căderii mercurului și începerea ploilor, cu atât vremea ploioasă va persista mai mult.
2. Dimpotrivă, dacă în timpul unei perioade lungi de ploaie barometrul începe să se ridice încet, dar continuu, se poate prezice cu încredere apariția vremii bune. Și vremea bună va rămâne cu cât mai mult, cu atât a trecut mai mult timp între începutul creșterii mercurului și prima zi senină.
3. În ambele cazuri, o schimbare a vremii care are loc imediat după ridicarea sau scăderea coloanei de mercur persistă pentru o perioadă foarte scurtă de timp.
4. Dacă barometrul crește încet, dar continuu timp de două sau trei zile sau mai mult, acest lucru prevestește vreme bună, chiar dacă a plouat fără oprire în toate aceste zile și invers. Dar dacă barometrul se ridică încet în zilele ploioase și imediat începe să scadă când vine vremea bună, vremea bună nu va dura mult și invers.
5. Primăvara și toamna, o scădere bruscă a barometrului prevestește vremea vântului. Vara, la căldură extremă, prevestește o furtună. Iarna, mai ales după înghețuri prelungite, o scădere rapidă a coloanei de mercur indică o schimbare viitoare a direcției vântului, însoțită de dezgheț și ploaie. Dimpotrivă, o creștere a mercurului în timpul înghețurilor prelungite prevestește zăpadă.
6. Fluctuațiile frecvente ale nivelului coloanei de mercur, uneori în creștere, când în scădere, nu trebuie în niciun caz considerate ca un semn al apropierii unei perioade lungi; perioadă de vreme uscată sau ploioasă. Doar o scădere sau o creștere treptată și lentă a mercurului anunță debutul unei perioade lungi de vreme stabilă.
7. Când, la sfârșitul toamnei, după o perioadă lungă de vânt și ploaie, barometrul începe să se ridice, acesta anunță un vânt de nord la începutul înghețului.

Iată concluziile generale care se pot trage din citirile acestui dispozitiv valoros. Dick Sand a fost un judecător excelent al predicțiilor barometrului și a fost convins de multe ori cât de corecte erau. În fiecare zi își consulta barometrul pentru a nu fi luat prin surprindere de schimbările vremii.”

Am făcut observații despre schimbările de vreme și presiunea atmosferică. Și m-am convins că această dependență există.

Instrumente pentru măsurarea presiunii atmosferice

În scopuri științifice și de zi cu zi, trebuie să fiți capabil să măsurați presiunea atmosferică. Există dispozitive speciale pentru asta - barometre. Presiunea atmosferică normală este presiunea la nivelul mării la o temperatură de 15 °C. Este egal cu 760 mm Hg. Artă. Știm că atunci când altitudinea se schimbă cu 12 metri, presiunea atmosferică se modifică cu 1 mmHg. Artă. Mai mult, odată cu creșterea altitudinii, presiunea atmosferică scade, iar odată cu scăderea altitudinii, aceasta crește.

Barometrul modern este făcut fără lichid. Se numește barometru aneroid. Barometrele metalice sunt mai puțin precise, dar nu la fel de voluminoase sau fragile.

- un dispozitiv foarte sensibil. De exemplu, alpinism ultimul etaj cladire cu noua etaje, datorita diferentelor de presiune atmosferica la diferite altitudini, vom constata o scadere a presiunii atmosferice cu 2-3 mm Hg. Artă.

Un barometru poate fi folosit pentru a determina altitudinea de zbor a unei aeronave. Acest barometru se numește altimetru barometric sau altimetru. Ideea experimentului lui Pascal a stat la baza proiectării altimetrului. Determină înălțimea deasupra nivelului mării prin schimbările presiunii atmosferice.

Când se observă vremea în meteorologie, dacă este necesar să se înregistreze fluctuațiile presiunii atmosferice într-o anumită perioadă de timp, folosesc un înregistrator - barograf.

(Storm Glass) (stormglass, olandeză. furtună- „furtună” și sticlă- „sticlă”) este un barometru chimic sau cristalin format dintr-un balon sau fiolă de sticlă umplută cu o soluție de alcool în care se dizolvă camfor, amoniac și azotat de potasiu în anumite proporții.

Acest barometru chimic a fost folosit în mod activ în timpul călătoriilor sale pe mare de către hidrograful și meteorologul englez, viceamiralul Robert Fitzroy, care a descris cu atenție comportamentul barometrului, această descriere este folosită și astăzi. Prin urmare, stormglass este numit și „Barometrul Fitzroy”. Din 1831–36, Fitzroy a condus expediția oceanografică pe HMS Beagle, care l-a inclus pe Charles Darwin.

Barometrul funcționează în felul următor. Balonul este închis ermetic, dar, cu toate acestea, nașterea și dispariția cristalelor are loc în mod constant în el. În funcție de schimbările meteorologice viitoare, în lichid se formează cristale de diferite forme. Stormglass este atât de sensibil încât poate prezice schimbări bruște de vreme cu 10 minute înainte. Principiul de funcționare nu a primit niciodată o explicație științifică completă. Barometrul funcționează mai bine atunci când este situat lângă o fereastră, mai ales în casele din beton armat probabil că în acest caz barometrul nu este atât de ecranat.

Baroscop– un dispozitiv pentru monitorizarea modificărilor presiunii atmosferice. Puteți face un baroscop cu propriile mâini. Pentru realizarea unui baroscop este nevoie de următoarele echipamente: Un borcan de sticlă cu un volum de 0,5 litri.

1. O bucată de film dintr-un balon.
2. Inel de cauciuc.
3. Săgeată ușoară de paie.
4. Sârmă pentru fixarea săgeții.
5. Scară verticală.
6. Corpul dispozitivului.

Dependența presiunii lichidului de înălțimea coloanei de lichid în barometre de lichid

Când presiunea atmosferică se modifică în barometrele de lichid, înălțimea coloanei de lichid (apă sau mercur) se modifică: când presiunea scade, scade, când presiunea crește, crește. Aceasta înseamnă că există o dependență a înălțimii coloanei de lichid de presiunea atmosferică. Dar lichidul însuși apasă pe fundul și pereții vasului.

Omul de știință francez B. Pascal la mijlocul secolului al XVII-lea a stabilit empiric o lege numită legea lui Pascal:

Presiunea într-un lichid sau gaz se transmite în mod egal în toate direcțiile și nu depinde de orientarea zonei asupra căreia acționează.

Pentru a ilustra legea lui Pascal, figura prezintă o mică prismă dreptunghiulară scufundată într-un lichid. Dacă presupunem că densitatea materialului prismatic este egală cu densitatea lichidului, atunci prisma trebuie să fie într-o stare de echilibru indiferent în lichid. Aceasta înseamnă că forțele de presiune care acționează pe marginea prismei trebuie echilibrate. Acest lucru se va întâmpla numai dacă presiunile, adică forțele care acționează pe unitatea de suprafață a fiecărei fețe, sunt aceleași: p 1 = p 2 = p 3 = p.

Presiunea lichidului în partea de jos sau pereții laterali vasul depinde de înălțimea coloanei de lichid. Forța de presiune pe fundul unui vas cilindric de înălțime hși zona de bază S egal cu greutatea unei coloane de lichid mg, Unde m = ρ ghS este masa lichidului din vas, ρ este densitatea lichidului. Prin urmare p = ρ ghS / S

Aceeași presiune la adâncime hîn conformitate cu legea lui Pascal, lichidul afectează și pereții laterali ai vasului. Presiunea coloanei de lichid ρ gh numit presiune hidrostatica.

Multe aparate pe care le întâlnim în viață folosesc legile presiunii lichidelor și gazelor: vase comunicante, alimentare cu apă, presă hidraulică, ecluze, fântâni, fântână arteziană etc.

Concluzie

Presiunea atmosferică este măsurată pentru a prezice mai probabil posibilele schimbări de vreme. Există o legătură directă între schimbările de presiune și schimbările de vreme. O creștere sau o scădere a presiunii atmosferice cu o oarecare probabilitate poate servi ca semn al schimbărilor vremii. Trebuie să știți: dacă presiunea scade, atunci se așteaptă vreme înnorată, ploioasă, dar dacă se ridică, se așteaptă vreme uscată, cu vreme rece iarna. Dacă presiunea scade foarte brusc, este posibilă vreme rea gravă: furtună, furtună puternică sau furtună.

Chiar și în cele mai vechi timpuri, medicii au scris despre influența vremii asupra corpului uman. În medicina tibetană există o mențiune: „durerile articulare cresc în perioadele ploioase și în timpul vânturi mari». Alchimist faimos, a remarcat medicul Paracelsus: „Cel care a studiat vânturile, fulgerele și vremea cunoaște originea bolilor”.

Pentru ca o persoană să fie confortabilă, presiunea atmosferică trebuie să fie egală cu 760 mm. rt. Artă. Dacă presiunea atmosferică deviază chiar și cu 10 mm într-o direcție sau alta, o persoană se simte inconfortabil și acest lucru îi poate afecta sănătatea. Fenomene adverse se observă în perioada modificărilor presiunii atmosferice – creșterea (compresia) și mai ales scăderea acesteia (decompresia) la normal. Cu cât se produce mai lentă schimbarea presiunii, cu atât corpul uman se adaptează mai bine și fără consecințe adverse.

Forța greutății unei coloane de aer de 10 km înălțime care acționează asupra unei unități a suprafeței terestre se numește presiune atmosferică. În sistemul SI, unitatea de presiune este Pascal (Pa)

Cu toate acestea, 1 Pa este o valoare a presiunii foarte mică, prin urmare, la măsurarea presiunii atmosferice, se folosesc mai multe unități: kPa = 1000 Pa și MPa = 10 6 Pa = 1000 kPa.

În plus față de Pascal, unitățile non-sistem sunt, de asemenea, folosite pentru a măsura presiunea atmosferică - milimetri de coloană de mercur (apă) și bari și

1 bar = 101,3 kPa = 760 mm. rt. Artă.,

Aceasta este exact valoarea presiunii atmosferice la nivelul mării.

Un dispozitiv pentru măsurarea presiunii atmosferice se numește barometru. Cel mai comun tip este barometrul aneroid metalic, al cărui design este prezentat în Fig. 1.2. Aneroidul se bazează pe o cameră cilindrică. LA, din care a fost pompat aerul. Camera este sigilată ermetic cu o membrană ondulată subțire (ondulată). M. Pentru a preveni aplatizarea membranei prin presiunea atmosferică, aceasta folosește tracțiune T conectat la un arc P, fixat pe corpul dispozitivului. La arcul cu balamale capătul inferior al săgeții este fix CU, care se poate roti în jurul unei axe DESPRE. O scară este utilizată pentru a măsura citirile instrumentului. SH. Când presiunea atmosferică se modifică, membrana se îndoaie spre interior sau spre exterior și mișcă acul de-a lungul scalei, indicând valoarea presiunii (scara unui barometru aneroid este calibrată și verificată folosind citirile unui barometru cu mercur).

Orez. 1.2 – Diagramă schematică barometru aneroid

A Neroidii sunt foarte comod de utilizat, durabili, de dimensiuni mici, dar mai puțin precise decât barometrele cu mercur. Aspectul barometrului aneroid este prezentat în Fig. 1.3.

Orez. 1.3– Barometru aneroid

Conform formulei barometrice

(1.5)

adică valoarea presiunii atmosferice depinde de înălțimea deasupra suprafeței Pământului, prin urmare scara barometrului aneroid poate fi calibrată în metri în funcție de distribuția presiunii pe altitudine. Un aneroid care are o scară prin care se poate determina înălțimea ridicării deasupra Pământului se numește altimetru (altimetru). Sunt utilizate pe scară largă în aviație, parașutism și alpinism.

1.4. Instrumente și metode de măsurare a umidității aerului

Aerul atmosferic conține întotdeauna o anumită cantitate de vapori de apă și, prin urmare, este în esență un amestec mecanic de aer uscat și vapori de apă, care corespunde legilor gazelor ideale. Umiditatea absolută și relativă sunt utilizate pentru a caracteriza gradul de umiditate a aerului.

Umiditate absolută– cantitatea de vapori de apă conținută în 1 m 3 de aer se măsoară în kg/m 3 (g/cm 3).

Umiditate relativă– raportul dintre densitatea (presiunea) reală a aerului și cea maximă posibilă la o temperatură dată:

(1.6)

Umiditatea relativă a aerului este exprimată în procente și este una dintre principalele mărimi meteorologice. Pentru determinarea umidității aerului se folosesc higrometre psihrometrice și de păr.

Psicrometru de uz casnic folosit pentru a măsura temperatura și umiditatea. Este format din două termometre (Fig. 1.4, A), iar rezervorul termometrului drept este învelit într-o cârpă umezită cu apă. Termometrul din stânga este uscat și este folosit pentru a măsura temperatura aerului. Citirile de la termometrele din dreapta și din stânga servesc simultan la calcularea umidității relative a aerului.

LA
Bucata de pânză care învelește bila termometrului trebuie să fie curată dacă este murdară, trebuie înlocuită cu una nouă. Pentru utilizare continuă, materialul trebuie înlocuit la fiecare două săptămâni.

În apropierea dispozitivului nu ar trebui să existe obiecte care au o temperatură diferită de temperatura aerului care ar putea afecta citirile dispozitivului.

Umiditatea este determinată folosind tabele și grafice psicrometrice ( Anexa AȘi ÎN), metoda de determinare este dată în lucrarea de laborator 1.

Orez. 1.4– Instrumente de măsurare a umidității:A - psicrometru de uz casnic; b – higrometru pentru păr

Higrometru pentru păr(Fig. 1.4, b) este, de asemenea, conceput pentru a măsura umiditatea relativă a aerului. Funcționarea dispozitivului se bazează pe proprietatea părului uman degresat de a-și schimba lungimea atunci când umiditatea relativă a aerului din jur se modifică. Scopul principal al unui higrometru de păr este de a măsura umiditatea pe vreme geroasă, când umiditatea nu poate fi determinată de un psicrometru. Dar, deoarece citirile de la un higrometru necesită corecții obținute prin comparație cu un psicrometru, observațiile de la higrometru sunt efectuate pe tot parcursul anului. Dacă în timpul numărătorii inverse se dovedește că capătul săgeții a depășit a suta diviziune, atunci trebuie să estimați aproximativ la ce diviziune ar fi săgeata dacă scara ar fi extinsă cu 110 și să notați citirea „extrapolată”. Temperatura aerului se măsoară cu ajutorul termometrului uscat al unui psicrometru.