Barometre nedir ve ne içindir? Cihaz insanlar tarafından nasıl kullanılıyor?

Gezegenimiz, çeşitli gaz halindeki maddelerin karışımından oluşan yoğun bir atmosferik katmanla çevrilidir. Böyle bir katmanın kalınlığı bir düzine kilometreden fazladır ve belli bir ağırlığa sahiptir; bu, önemsiz bir ölçüde de olsa, Dünya yüzeyinde belirli bir basınç oranı uygular. Yeryüzünün sakinleri - insanlar, hayvanlar, kuşlar, balıklar vb., Canlıların organizmaları bu etkiye evrimsel bir uyum sağladığından, atmosferik baskının ağırlığını kendileri üzerinde hissetmezler.

Bununla birlikte, basınç düşüşleri hava koşullarını etkiler ve bunları maksimum doğrulukla belirlemek için 17. yüzyılda barometre adı verilen bir cihaz icat edildi.

Ne olduğunu?

Yunanca "barometre" kelimesi şu çeviriye sahiptir: "baros" - ağırlık, ağırlık ve "metros" - ölçmek için. Yani, bir barometre, atmosferik katmanın ciddiyetinin bir ölçüsünden başka bir şey değildir.

İlk cihaz 1643'te Galileo'nun öğrencileri - E. Torricelli ve V. Viviani tarafından geliştirildi. Bunun için belirli bir ölçüm cihazı yaratırsanız, öğretmenlerinin havanın tahmin edilebileceği fikrini geliştirdiler. Torricelli ve asistanı boruyu alıp içine cıva koymaya karar verdi, borunun ucu bir tarafa kapatıldı. Daha sonra tüp cıvanın da döküldüğü bir kaba daldırıldı. Deney sırasında, daldırıldığında, cıva tüpün içinde yükseldi.

Farklı araştırma günlerinde, bilim adamları cıvanın belirli bir yüksekliğe yükseldiğini ve bu tür değişikliklerin doğrudan hava koşullarıyla ilişkili olduğunu fark ettiler.

Bir dizi uzun süreli deneyden sonra, bilim adamları , atmosferik basınçta bir artışla tüpteki cıvanın yükseldiği ve bir düşüşle azaldığı sonucuna vardılar . Galileo'nun öğrencileri ilk cıva barometresini böyle yarattı. Bununla birlikte, ev ortamında kullanmak güvensizdi - cıva cihazdan sızabilir ve buharlarıyla ciddi zehirlenmelere neden olabilir. Ancak bilim durmuyor ve 13 yıl sonra, 1657'de Prusya'daki Otto Guericke bir su barometresi yaratıyor. Tasarımının özü şöyleydi: suyla dolu bir kaba bir bakır boru yerleştirildi. Bir hava pompasından musluğa sahip bir cam uç, tüpe bağlandı. Hava boşaltıldı ve valf kapatılarak bir vakum alanı oluşturuldu.

Tüpteki su seviyesinin davranışının üç yıllık bir dizi gözleminden sonra, Otto Guericke, hava koşullarının barometredeki sıvı seviyesinin hareketini doğrudan etkilediği sonucuna vardı. Bir kez, başka bir çalışmada, bilim adamı 2 saat içinde güçlü bir fırtınanın gelişimini tahmin etmeyi başardı. Ancak, cihazın çalışma özelliklerine rağmen, hiç kimse kesin göstergeleri henüz belirleyemedi, 1670 yılında İngiliz Robert Hooke, barometre okumalarını doğru bir şekilde belirlemenizi sağlayan bir ölçek şeklinde özel bir derecelendirme geliştirene kadar.

17. yüzyılın başında, tam matematik bilimleri alanında ünlü bir bilim adamı olan Alman Gottfried Leibniz, cıva ve su kullanılmadan çalışabilen bir aneroid barometre için bir proje geliştirdi. 1847'de Fransız Lucien Vidi, Leibniz'in fikrini gerçekleştirmeyi başardı. Aneroid yapı, havanın boşaltıldığı ve içinde bir vakum yaratan kapalı bir metal silindirdi. Atmosferik basınç arttığında silindir sıkıştırıldı ve basınç düştüğünde genişledi. Silindire, alet okumalarını bir ölçekte gösteren bir yay takıldı.

Aneroid barometrelerinde hatalar vardı, ancak ev içi kullanımda güvenliydi. 18. yüzyılın başlarında, denizciler bu cihazları aktif olarak kullanmaya başladılar ve önceden bir fırtınanın başlangıcını belirlediler. Barometreler için moda ivme kazanmaya başladı ve varlıklı insanların oturma odalarında barometreler iç mekanı süsleyen tanıdık bir detay haline geldi.

Aneroid modellerin icadıyla cıva ve su barometreleri son derece nadiren üretildi ve bunlara olan talep o zamanlar zaten düşüktü.

Ne için gerekli?

Galileo'nun zamanından beri, insan barometreye o kadar aşina hale geldi ki, bugün bu cihaz olmadan modern yaşamı hayal etmek zor. İşletmemizin çeşitli alanlarında kullanılır ve aşağıdaki işlevleri yerine getirir.

  • Hava durumunu belirlemek için. Barometrelerin tasarlandığı önemli görevlerden biri de hava durumunu belirlemektir. Enstrümanın göstergelerinin değeri tam olarak önceden tahminlerin yapılabilmesi gerçeğinde yatmaktadır. Hava güneşli ve sıcaksa, barometre okumaları yüksek, yağmur yağacaksa düşük olacaktır. Atmosferik basınç seviyesini düşürerek sıcaklık rejiminde bir düşüş de fark edebilirsiniz. Hava durumunu belirlemek için barometrenin dışarıda tutulması gerekmez, evde de basınç seviyesini belirleyecektir. Ancak, bir gökdelende yaşıyorsanız, cihazınızın üzerindeki basınç açık ve güzel bir günde bile düşük olacaktır.
  • Yüksekliği belirlemek için. Bunun nedeni, dünyadan yukarı doğru hareket ederken atmosfer basıncının azalmasıdır. Dünya yüzeyinin üzerindeki yükseklik göstergesini belirleyen cihaza altimetre denir. Bir uçağın uçuş sırasında kazandığı irtifa seviyesinin belirlenmesi havacılıkta vazgeçilmezdir. Bu tür ilk cihazlar yağmurlu ve sert hava koşullarında hatalar verdi, ancak modern meslektaşları farklı bir ilkeye göre çalışıyor ve pilotların artık okumalarda ayarlamalar yapması gerekmiyor.

Bir tür barometre, manometre adı verilen sıvıların ve gazların basıncını ölçmek için kullanılan bir cihazdır .

Bazen bilimsel araştırmada mutlak basınç göstergesini bulmak gerekir - bu durumda manometrenin göstergesi ve atmosferik barometre eklenir.

Modern bir insan, refahını kontrol etmek için bir barometrenin okumalarına ihtiyaç duyar. Birçok insanın atmosfer basıncındaki değişikliklere bağlı olduğu bir sır değil. Refahın bozulmasını önlemek için, barometre okumalarında bir artış gözlemleyerek, ilacı zamanında alabilir ve örneğin kan basıncında bir sıçramayı önleyebilirsiniz. Bazı durumlarda, bu tür bir farkındalık, bir kişinin hayatını kurtarabilir ve bu, atmosferik basınç seviyesinin göstergelerinin yadsınamaz bir değere sahip olduğu gerçeğini bir kez daha vurgular.

Tipe genel bakış

İlk barometrenin icadından iki yüzyıl sonra, görünüşü önemli değişikliklere uğradı. Günümüzün barometresi, cıva ile dolu kırılgan bir cam rezervuar değil, bir kişinin yalnızca günlük yaşamda değil, aynı zamanda çeşitli yaşam koşullarında çok çeşitli görevleri çözmek için kullandığı katı hal bir cihazdır.

Elektronik

Modern bir barometre çoğunlukla dijital tasarımda bulunabilir, buna elektronik de denir. Cihaz, aneroid barometreden gelen verilerin bir mikroişlemci aracılığıyla görüntülenen dijital bir sinyale dönüştürülmesinden oluşur. Bir elektronik barometre bir telefona, saate yerleştirilebilir veya basitçe kompakt bir boyuta sahip olabilir ve yürüyüş, balık tutma veya ülkede vazgeçilmez olan bağımsız bir cihaz olarak kullanılabilir. Elektronik barometrenin periyodik olarak ayarlanmasına gerek yoktur, ancak pillerin düzenli olarak değiştirilmesini gerektirecektir ve değiştirme anını kaçırırsanız, cihazı kullanmak imkansız olacaktır.

Mekanik

Bu tip barometre, yüksek doğruluğu nedeniyle en popüler olanıdır. Mekanizması oldukça karmaşıktır ve dışarıdan bakıldığında cihaz bir cep saatine benzer, ancak aynı zamanda dik açılı bir şekle sahip masaüstü versiyonları da vardır . Sızdırmaz muhafazanın içinde vakumda bir çift membran bulunur. Membranlar ince sacdan yapılmıştır ve vücudun sıkışmasına karşı hassastır. Cihazın dış duvarlarında atmosferik basınç arttıkça, büzülerek iç zarlara bir dürtü iletirler.

Basınç düşerse, cihazın duvarları genişler. Cihaza, bir ok ve bölmeli bir ölçekle gösterilen, titreşim dalgalarına karşı yüksek hassasiyete sahip bir mekanizma bağlanmıştır.

Mekanik tasarım barometresi, ayar vidası ile periyodik olarak ayarlanmalıdır, ancak çekici görünümü nedeniyle hala yüksek talep görmektedir ve düzenli olarak değiştirilmesi gerekmemektedir.

Merkür

Cıva barometresinin çalışma prensibi, bölmelerin ölçeğine göre cıvayı yükseltmek ve düşürmektir. Bu tür cihazlar hala mümkün olduğu kadar doğrudur, bu nedenle her meteoroloji istasyonu cıva barometreleri ile donatılmıştır ve basınç geleneksel olarak milimetre cıva cinsinden ölçülür - ortalama atmosferik basınç seviyesi 760 mm Hg'dir. Sanat. Cıva aynı zamanda ev tipi barometrelerde de kullanılabilir, ancak bu cihaz dikkatsizce kullanıldığında sağlık açısından tehlike oluşturur, bu nedenle çok az kişi bunları kullanır.

Sıvı

Çalışması sıvı kullanımına dayanan cihazları günümüzde bulmak oldukça zor. Atmosferik basınç seviyesini büyük hatalarla belirledikleri için onlara olan talep son derece azdır. Çalışmalarının özü, sıvı seviyesinin ölçüm ölçeğine göre eşitlenmesine dayanmaktadır. Bu tür cihazlarla ve bunların hatalı çalışmasıyla ilgili sorun, içlerine doldurulan sıvıların buharlaşması veya farklı yoğunluklara sahip olmasıdır. En sık kullanılan sıvı barometre su veya gliserin kullanır. Sıvılar özel boyalarla renklendirilebilir ancak bu onlara doğruluk katmaz, aksine dekoratif bir etki olarak algılanır.

Bir barometre satın alırken, bunun doğru hava durumu parametrelerini tahmin edebilen bir hava durumu istasyonu olmadığının farkında olmanız gerekir. Atmosferik basınç düzeyine ilişkin verileri kullanarak, havanın arka planını, hava cephelerinin hareket yönünü veya yağış yoğunluğunu belirlemek mümkün olmayacaktır. Meteoroloji istasyonlarında bu tür verileri belirlemek için bir dizi özel araç vardır. Bir barometrenin kullanılması, yalnızca hava koşullarının iyileşip iyileşmeyeceğini anlamamıza yardımcı olacaktır, balıkçının bir ısırık olup olmayacağını, yolcunun - yağmur olasılığı, pilotun - kazanılan irtifa seviyesini öğrenmesine yardımcı olacaktır.

Aşağıda kendi ellerinizle nasıl barometre yapılacağını öğrenebilirsiniz.