Ce este un barometru și la ce servește? Cum este folosit dispozitivul de către oameni?

Planeta noastră este înconjurată de un strat atmosferic dens format dintr-un amestec de diverse substanțe gazoase. Grosimea unui astfel de strat este mai mare de o duzină de kilometri și are o anumită greutate, care, deși într-o măsură nesemnificativă, exercită încă o anumită proporție de presiune pe suprafața Pământului. Locuitorii Pământului - oameni, animale, păsări, pești și așa mai departe, nu simt greutatea presiunii atmosferice asupra lor, deoarece organismele vieții au o adaptare evolutivă la acest efect.

Cu toate acestea, căderile de presiune afectează condițiile meteorologice și, pentru a le determina cu precizie maximă, a fost inventat un dispozitiv numit barometru în secolul al XVII-lea.

Ce este?

Cuvântul „barometru” din limba greacă are următoarea traducere: „baros” - greutate, greutate și „metrou” - a măsura. Adică, un barometru nu este altceva decât o măsură a severității stratului atmosferic.

Primul dispozitiv a fost dezvoltat în 1643 de studenții lui Galileo - E. Torricelli și V. Viviani. Ei au dezvoltat ideea profesorului lor că vremea poate fi prezisă dacă creați un anumit dispozitiv de măsurare pentru aceasta. Torricelli și asistentul său au decis să ia conducta și să introducă mercur în interior, capătul conductei fiind sigilat pe o parte. Apoi, tubul a fost scufundat într-un recipient în care a fost turnat și mercur. În timpul experimentului, când a fost scufundat, mercurul s-a ridicat în tub.

În diferite zile de cercetare, oamenii de știință au observat că mercurul a crescut la o anumită înălțime, iar astfel de schimbări au fost direct legate de condițiile meteorologice.

După o serie de experimente pe termen lung, oamenii de știință au ajuns la concluzia că, odată cu creșterea presiunii atmosferice, mercurul din tub a crescut și, cu o scădere, a scăzut . Așa au făcut studenții lui Galileo primul barometru cu mercur. Cu toate acestea, nu a fost sigur să-l utilizați într-un mediu casnic - mercurul ar putea să scurgă din dispozitiv și să provoace otrăvire severă cu vaporii săi. Dar știința nu stă pe loc și, după 13 ani, în 1657, Otto Guericke din Prusia creează un barometru de apă. Esența designului său a fost următoarea: un tub de cupru a fost plasat într-un recipient umplut cu apă. La vârf a fost conectat un vârf de sticlă cu un robinet de la o pompă de aer. Aerul a fost evacuat și supapa a fost închisă, creând un spațiu de vid.

După o serie de trei ani de observații asupra comportamentului nivelului apei în tub, Otto Guericke a ajuns la concluzia că condițiile meteorologice afectează direct mișcarea nivelului lichidului în barometru. Odată, în timpul unui alt studiu, omul de știință a reușit să prezică dezvoltarea unei furtuni puternice în 2 ore. Dar, în ciuda proprietăților de lucru ale dispozitivului, nimeni nu a reușit să determine indicatorii exacți până când în 1670 englezul Robert Hooke a dezvoltat o gradație specială sub forma unei scări care vă permite să determinați cu exactitate citirile barometrului.

La începutul secolului al XVII-lea, germanul Gottfried Leibniz, fiind un cunoscut om de știință în domeniul științelor matematice exacte, a dezvoltat un proiect pentru un barometru aneroid care ar putea funcționa fără utilizarea de mercur și apă. În 1847, francezul Lucien Vidi a reușit să realizeze ideea lui Leibniz. Structura aneroidă a fost un cilindru metalic etanș, din care a fost evacuat aerul, creând un vid în interior. Când nivelul presiunii atmosferice a crescut, cilindrul a fost comprimat, iar când presiunea a scăzut, s-a extins. Un cilindru a fost atașat unui cilindru, care afișa citirile instrumentului pe o scală.

Barometrele aneroide au avut erori, dar au fost sigure în uz casnic. La începutul secolului al XVIII-lea, navigatorii au început să utilizeze în mod activ aceste dispozitive, determinând din timp debutul unei furtuni. Moda barometrelor a început să capete impuls, iar în sufrageria oamenilor bogați barometrele au devenit un detaliu familiar care decorează interiorul.

Odată cu invenția modelelor aneroide, barometrele cu mercur și apă erau produse extrem de rar, iar cererea pentru acestea era deja scăzută în acel moment.

Pentru ce este nevoie?

De pe vremea lui Galileo, omul a devenit atât de familiarizat cu barometrul, încât astăzi este dificil să ne imaginăm viața modernă fără acest dispozitiv. Este utilizat în diverse domenii ale afacerii noastre și îndeplinește următoarele funcții.

  • Pentru a determina vremea. Una dintre sarcinile importante pentru care sunt proiectate barometrele este determinarea vremii. Valoarea indicatorilor instrumentului constă tocmai în faptul că predicțiile pot fi făcute în avans. Dacă vremea este însorită și caldă, citirile barometrului vor fi ridicate, iar dacă va ploua, va fi scăzută. De asemenea, puteți observa o scădere a regimului de temperatură prin scăderea nivelului presiunii atmosferice. Pentru a determina vremea, barometrul nu trebuie ținut afară, acasă va determina la fel de bine nivelul de presiune. Cu toate acestea, dacă locuiți într-un zgârie-nori, atunci presiunea asupra dispozitivului dvs. va fi scăzută chiar și într-o zi senină și frumoasă.
  • Pentru a determina înălțimea. Acest lucru se datorează faptului că atunci când se deplasează în sus de la pământ, presiunea atmosferei scade. Dispozitivul care determină indicatorul de înălțime deasupra suprafeței terestre se numește altimetru. Este indispensabil în aviație pentru determinarea nivelului de altitudine câștigat de o aeronavă în timpul zborului. Primele astfel de dispozitive au dat erori în caz de vreme ploioasă și neplăcută, dar omologii lor moderni funcționează conform unui principiu diferit, iar piloții nu mai trebuie să facă ajustări la citiri.

Un tip de barometru este un dispozitiv pentru măsurarea presiunii lichidelor și gazelor, numit manometru.

Uneori, în cercetările științifice este necesar să se afle indicatorul absolut al presiunii - în acest caz, se adaugă indicatorul manometrului și al barometrului atmosferic.

O persoană modernă are nevoie de citirile unui barometru pentru a-și controla bunăstarea. Nu este un secret faptul că mulți oameni sunt dependenți de vreme de modificările presiunii atmosferice. Pentru a preveni o deteriorare a bunăstării, observând o creștere a citirilor barometrului, puteți lua medicamentul la timp și preveni, de exemplu, o creștere a tensiunii arteriale. În unele cazuri, o astfel de conștientizare ar putea salva viața unei persoane, ceea ce subliniază încă o dată faptul că indicatorii nivelului presiunii atmosferice au o valoare incontestabilă.

Prezentare generală a tipului

La două secole după inventarea primului barometru, aspectul său a suferit modificări semnificative. Barometrul de astăzi nu este un rezervor de sticlă fragil, umplut cu mercur, ci un dispozitiv în stare solidă pe care o persoană îl folosește nu numai în viața de zi cu zi, ci și pentru rezolvarea unei varietăți largi de sarcini în diferite condiții de viață.

Electronic

Un barometru modern poate fi găsit cel mai adesea în designul digital, acesta fiind numit și electronic. Dispozitivul constă în faptul că datele din barometrul aneroid sunt convertite într-un semnal digital, care este afișat printr-un microprocesor. Un barometru electronic poate fi încorporat într-un telefon, ceas sau pur și simplu are o dimensiune compactă și poate fi folosit ca dispozitiv independent, indispensabil pentru drumeții, pescuit sau în țară. Barometrul electronic nu are nevoie de reglare periodică, dar va necesita înlocuirea regulată a bateriilor, iar dacă pierdeți momentul înlocuirii acestora, va fi imposibil să folosiți dispozitivul.

Mecanic

Acest tip de barometru este cel mai popular datorită preciziei sale ridicate. Mecanismul său este destul de complicat și exterior dispozitivul seamănă cu un ceas rotund de buzunar, dar există și versiuni desktop care au o formă cu unghiuri drepte . O pereche de membrane în vid se află în interiorul carcasei etanșe. Membranele sunt realizate din tablă subțire și sunt sensibile la comprimarea corpului. Pe măsură ce nivelul presiunii atmosferice crește pe pereții exteriori ai dispozitivului, acestea se contractă, transferând un impuls către membranele interioare.

Dacă presiunea scade, pereții dispozitivului se extind. Un dispozitiv cu o sensibilitate ridicată la undele vibraționale este conectat la dispozitiv, care este indicat de o săgeată și o scală cu diviziuni.

Barometrul cu design mecanic trebuie reglat periodic cu șurubul de reglare, dar este încă foarte solicitat datorită aspectului său atractiv și nu trebuie înlocuit în mod regulat.

Mercur

Principiul de funcționare al barometrului cu mercur este creșterea și scăderea mercurului în raport cu scara diviziunilor. Astfel de dispozitive sunt încă cât mai precise posibil, astfel încât fiecare stație meteorologică este echipată cu barometre cu mercur, iar presiunea este măsurată în mod tradițional în milimetri de mercur - nivelul mediu de presiune atmosferică este de 760 mm Hg. Artă. Mercurul poate fi utilizat și în barometrele de uz casnic, dar acest dispozitiv prezintă un pericol pentru sănătate dacă este manipulat neglijent, așa că puțini oameni le folosesc.

Lichid

Dispozitivele, a căror funcționare se bazează pe utilizarea lichidului, astăzi este destul de dificil de găsit. Cererea pentru ei este extrem de mică datorită faptului că determină nivelul presiunii atmosferice cu erori mari. Esența muncii lor se bazează pe egalizarea nivelului lichidului în raport cu scala de măsurare. Problema cu astfel de dispozitive și funcționarea lor inexactă este că lichidele umplute în ele se pot evapora sau pot avea densități diferite. Cel mai frecvent utilizat barometru lichid folosește apă sau glicerină. Lichidele pot fi colorate cu coloranți speciali, dar acest lucru nu le adaugă precizie, ci este perceput ca un efect decorativ.

Atunci când achiziționați un barometru, trebuie să fiți conștienți de faptul că nu este o stație meteo care poate prezice parametri meteorologici exacți. Folosind datele privind nivelul presiunii atmosferice, nu va fi posibil să se determine fundalul temperaturii aerului, direcția de mișcare a fronturilor de aer sau intensitatea precipitațiilor. Pentru a determina astfel de date la stațiile meteorologice, există o serie de instrumente speciale. Utilizarea unui barometru ne va ajuta doar să aflăm dacă condițiile meteorologice se vor îmbunătăți sau se vor agrava, va ajuta pescarul să afle dacă va fi o mușcătură, călătorul - probabilitatea de ploaie, pilotul - nivelul altitudinii câștigate.

Mai jos puteți afla cum să faceți un barometru cu propriile mâini.