Kā barometri mēra gaisa spiedienu

A barometrs ir plaši izmantots laika apstākļu instruments, kas mēra atmosfēras spiedienu (pazīstams arī kā gaisa spiediens vai barometriskais spiediens) - gaisa svaru atmosfēra. Tas ir viens no pamata sensoriem, kas iekļauts laika stacijās.

Kamēr pastāv barometru tipu klāsts, meteoroloģijā tiek izmantoti divi galvenie veidi: dzīvsudraba barometrs un aneroīdu barometrs.

Klasiskais dzīvsudraba barometrs ir veidots kā apmēram 3 pēdu augsta stikla caurule ar vienu galu atvērtu, bet otru galu noslēgtu. Caurule ir piepildīta ar dzīvsudrabu. Šī stikla caurule atrodas otrādi konteinerā, ko sauc par rezervuāru, kurā ir arī dzīvsudrabs. Dzīvsudraba līmenis stikla mēģenē nokrīt, augšpusē izveidojot vakuumu. (Pirmo šāda veida barometru izstrādāja itāļu fiziķis un matemātiķis Evangelista Torricelli 1643. gadā.)

barometra darbu veica stikla caurulē esošā dzīvsudraba svara līdzsvarošana pret atmosfēras spiedienu, līdzīgi kā svaru komplekts. Atmosfēras spiediens pamatā ir gaisa svars atmosfērā virs rezervuāra, tātad dzīvsudraba līmenis turpina mainīties, līdz dzīvsudraba svars stikla mēģenē ir precīzi vienāds ar gaisa svaru virs rezervuārs. Kad abi ir pārstājuši kustēties un ir līdzsvaroti, spiedienu reģistrē, "nolasot" vērtību dzīvsudraba augstumā vertikālajā kolonnā.

Ja dzīvsudraba svars ir mazāks par atmosfēras spiedienu, dzīvsudraba līmenis stikla mēģenē paaugstinās (augsts spiediens). Augsta spiediena apgabalos gaiss zemes virszemes virzienā nogrimst daudz ātrāk, nekā tas var izplūst apkārtējos apgabalos. Tā kā gaisa molekulu skaits virs virsmas palielinās, ir vairāk molekulu, lai uz šīs virsmas iedarbinātu spēku. Palielinoties gaisa svaram virs rezervuāra, dzīvsudraba līmenis paaugstinās līdz augstākam līmenim.

Ja dzīvsudraba svars pārsniedz atmosfēras spiedienu, dzīvsudraba līmenis pazeminās (zems spiediens) .In zema spiediena apgabali, gaiss no zemes virsmas ceļas ātrāk nekā to var aizstāt ar gaisu, kas ieplūst no apkārtējiem apgabaliem. Tā kā gaisa molekulu skaits virs laukuma samazinās, ir mazāk molekulu, lai uz šīs virsmas iedarbinātu spēku. Ar samazinātu gaisa svaru virs rezervuāra dzīvsudraba līmenis pazeminās līdz zemākam līmenim.

Mēs jau esam izpētījuši, kā darbojas dzīvsudraba barometri. Viens no to lietošanas trūkumiem ir tas, ka tās nav drošākās lietas (galu galā dzīvsudrabs ir ļoti indīgs šķidrs metāls).

Aneroīdu barometri plašāk tiek izmantoti kā alternatīva "šķidriem" barometriem. 1884. gadā izgudroja franču zinātnieks Luciens Vidi, aneroīdu barometrs atgādina kompasu vai pulksteni. Lūk, kā tas darbojas: aneroīda barometra iekšpusē ir maza, elastīga metāla kaste. Tā kā šajā lodziņā no tā ir izsūknēts gaiss, nelielas ārējā gaisa spiediena izmaiņas liek tā metālam izplesties un sarauties. Izplešanās un saraušanās kustības virza mehāniskās sviras, kuras iekšpusē pārvieto adatu. Tā kā šīs kustības virza adatu uz augšu vai uz leju ap barometra sejas disku, spiediena izmaiņas tiek viegli parādītas.

Aneroīdu barometrus visbiežāk izmanto mājās un mazās lidmašīnās.

Neatkarīgi no tā, vai mājās, birojā, laivā vai lidmašīnā ir barometrs, iespējams, jūsu iPhone, Android vai citam viedtālrunim ir iebūvēts digitālais barometrs! Digitālie barometri darbojas kā aneroīds, izņemot to, ka mehāniskās detaļas tiek aizstātas ar vienkāršu spiediena sensoru. Kāpēc šis tālrunis ir ar laika apstākļiem saistīts sensors? Daudzi ražotāji to iekļauj, lai uzlabotu tālruņa GPS pakalpojumu sniegtos augstuma mērījumus (jo atmosfēras spiediens ir tieši saistīts ar paaugstinājumu).

Ja jūs esat laika apstākļu geeks, jūs saņemat papildu labumu no tā, ka varēsit koplietot informāciju un piesaistīt to avotiem spiediena datus ar daudziem citiem viedtālruņu lietotājiem, izmantojot tālruņa vienmēr ieslēgto interneta savienojumu un laika apstākļus lietotnes.

Barometrisko spiedienu var uzrādīt vienā no zemāk norādītajām mērvienībām:

• Dzīvsudraba collas (inHg) - galvenokārt tiek izmantotas Amerikas Savienotajās Valstīs.
• Milibāri (mb) - izmanto meteorologi.
• Paskāli (Pa) - SI spiediena vienība, ko izmanto visā pasaulē.
• Atmosfēras (Atm) - Gaisa spiediens jūras līmenī 15 ° C (59 ° F) temperatūrā.

Veicot konvertēšanu starp tām, izmantojiet šo formulu: 29,92 inHg = 1,0 Atm = 101325 Pa = 1013,25 mb

Rediģēja Tiffany līdzekļi