Εξηγούμε τι είναι το βαρόμετρο, την εφεύρεση, τη λειτουργία του και σε ποιες μονάδες μετρά. Επιπλέον, τα χαρακτηριστικά κάθε τύπου βαρόμετρου.
Τι είναι το βαρόμετρο;
Το βαρόμετρο είναι ένα όργανο που χρησιμοποιείται στο μέγεθος ατμοσφαιρική πίεση, δηλαδή το βάρος που η ατμόσφαιρα ασκεί σε μια ορισμένη θέση στην επιφάνεια της γης. Θυμηθείτε ότι η ατμόσφαιρα είναι μια ετερογενής μάζα αερίων που καλύπτει το πλανήτης, και επομένως διαθέτει αισθητές φυσικές ιδιότητες, όπως π.χ βάρος, και που έχουν καθοριστική επιρροή στο καιρός.
Είναι ένα πολύ κοινό τεχνούργημα στο μετεωρολογία, του οποίου οι πρώτες εκδόσεις χρονολογούνται από τον 17ο αιώνα, που κατασκευάστηκε από τον Ιταλό φυσικό και μαθηματικό Evangelista Torricelli (1608-1647), μαθητή του Galileo Galilei. Η εφεύρεση του βαρόμετρου προέκυψε ως μέσο επίδειξης του βάρους του αέρας, σε μια εποχή που θεωρήθηκε ότι δεν άσκησε καμία πίεση στην επιφάνεια της γης.
Το πρώτο βαρόμετρο αποτελούνταν από έναν γυάλινο σωλήνα κλειστό στο πάνω άκρο του και ανοιχτό στο κάτω μέρος, ο οποίος είναι γεμάτος με υδράργυρο και ανεστραμμένος πάνω από ένα δοχείο γεμάτο με το ίδιο υγρό, επιτρέποντας στον υδράργυρο να ενωθεί με αυτό που βρίσκεται ήδη στο δοχείο. Αυτό συνέβη στην αρχή, αυξάνοντας το επίπεδο του υδραργύρου στο δοχείο, αλλά μέχρι ένα ορισμένο σημείο.
Έτσι προέκυψε το ερώτημα ποια δύναμη εμπόδιζε όλο τον υδράργυρο να βγει από το σωλήνα και να χυθεί έξω από το δοχείο. Ακριβώς, η πίεση που ασκεί ο αέρας προς την αντίθετη κατεύθυνση. Αυτό είναι αυτό που γνωρίζουμε ως ατμοσφαιρική πίεση.
Αυτή η ερμηνεία του βαρόμετρου επιβεβαιώθηκε από τον ίδιο τον Blaise Pascal (1623-1662), ο οποίος μετέφερε μία από αυτές τις συσκευές στην κορυφή ενός Βουνό και διαπίστωσε ότι, καθώς υπήρχε λιγότερος αέρας από πάνω του, οι μετρήσεις του οργάνου διέφεραν και ο υδράργυρος έπεφτε πολύ περισσότερο στον σωλήνα παρά σε μικρότερους. υψόμετρα.
Από τότε, το βαρόμετρο υδραργύρου χρησιμοποιήθηκε σε όλο τον κόσμο και επέτρεψε την καλύτερη κατανόηση της συμπεριφοράς της ατμόσφαιρας και της σχέσης της με το κλίμα και τη μετεωρολογική κατάσταση. Ωστόσο, από το 2007 αυτά τα όργανα έχουν αντικατασταθεί από πιο σύγχρονες εκδόσεις, δεδομένης της αποδεδειγμένης τοξικότητας του υδραργύρου στα ζωντανά όντα γενικά.
Σε τι χρησιμεύει το βαρόμετρο;
Όπως είπαμε προηγουμένως, το βαρόμετρο χρησιμοποιείται έγκαιρα για τη μέτρηση της ατμοσφαιρικής πίεσης, δηλαδή για τη μέτρηση του βάρους της μάζας αέρα πάνω από τα κεφάλια μας, το οποίο μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με το υψόμετρο και τα επίπεδα Ενέργεια στην ατμόσφαιρα.
Αυτό, με τη σειρά του, επέτρεψε την καλύτερη κατανόηση του ατμοσφαιρικού κλίματος, ελέγχοντας τη σχέση μεταξύ της διακύμανσης της ατμοσφαιρικής πίεσης (ιδιαίτερα της μείωσης της) και του ασταθούς καιρού. Έτσι, χάρη στο βαρόμετρο μπορούμε να έχουμε βραχυπρόθεσμες προβλέψεις για το ατμοσφαιρικό κλίμα, και να ξέρουμε ότι όταν αυξάνεται η πίεση θα υπάρχουν σταθερές συνθήκες, ενώ όταν μειωθεί θα υπάρχει κακοκαιρία.
Φυσικά, άλλοι παράγοντες και στοιχεία παίζουν επίσης ρόλο σε αυτόν τον τύπο πρόβλεψης, γι' αυτό και οι μετρήσεις του βαρόμετρου συνδυάζονται συχνά με ένα ανεμόμετρο, υγρόμετρο και άλλα παρόμοια όργανα.
Τα βαρόμετρα χρησιμοποιούνται επίσης για τη μέτρηση της πίεσης όλων των τύπων αερίων, γι' αυτό μπορούν να βρεθούν και σε συσκευασμένα αέρια, όπως οι σωλήνες οξυγόνου.
Μονάδες Βαρόμετρου
Οι τρέχουσες μονάδες που χρησιμοποιούνται από τα βαρόμετρα για τη μέτρηση της ατμοσφαιρικής πίεσης είναι hectopascals (hPa), οι οποίες είναι πολλαπλάσιο (x100) των Pascal, η ελάχιστη μονάδα πίεσης που είναι αποδεκτή στο Διεθνές Σύστημα Βαρών και Μέτρων. Ένα Pascal ισοδυναμεί με δύναμη 1 Newton σε επιφάνεια 1 τετραγωνικού μέτρου, κάθετη προς αυτό.
Ωστόσο, παραδοσιακά χρησιμοποιήθηκαν υδραργυρικά βαρόμετρα, των οποίων μέτρηση συνέβη σε torr, μια μονάδα που αποτίει φόρο τιμής στην Evangelista Torricelli, και η οποία ισοδυναμεί με 1 χιλιοστό υδραργύρου (mmHg).
Τύποι βαρομέτρων
Υπάρχουν διάφοροι τύποι βαρομέτρων, το καθένα με τις δικές του ιδιαιτερότητες, όπως θα δούμε παρακάτω:
- Βαρόμετρο υδραργύρου. Αυτό είναι το παραδοσιακό μοντέλο που δημιούργησε η Torricelli, το οποίο αποτελείται από έναν γυάλινο σωλήνα ύψους 850 mm, γεμάτο με υδράργυρο και τοποθετημένο σε ένα δοχείο γεμάτο με την ίδια ουσία. Η χρήση του αποθαρρύνεται λόγω πιθανότητας δηλητηρίασης από υδράργυρο.
- Μεταλλικό βαρόμετρο. Χωρίς υδράργυρο, το ανεροειδές είναι ένα βαρόμετρο που εφευρέθηκε το 1843 από τον Γάλλο φυσικό Lucien Vidie (1805-1866), το οποίο μετρά την ατμοσφαιρική πίεση μέσω των παραμορφώσεων που ασκεί σε ένα μεταλλικό κουτί με εξαιρετικά ελαστικά τοιχώματα, μέσα στο οποίο υπάρχει απόλυτο κενό. Μεγαλύτερο από το βαρόμετρο υδραργύρου, ήταν αρκετά ανακριβές, λόγω ασυμφωνιών ελαστικότητα των υλικών.
- Βαρόμετρο του Fortin. Μια παραλλαγή του βαρόμετρου υδραργύρου, το οποίο ενσωματώνει τα στοιχεία για ένα σταθερό επίπεδο (μια βίδα που στηρίζεται στην άκρη ενός μικρού κώνου από ελεφαντόδοντο), κρατώντας τον τορικελλιακό σωλήνα αναρτημένο και στη συνέχεια καλύπτοντάς τον σε ένα ορειχάλκινο κουτί, με μια σχισμή σε θέση να παρατηρήσει τις μετρήσεις.
- Ψηφιακό βαρόμετρο. Η μοντέρνα παραλλαγή που εκμεταλλεύεται το νέο τεχνολογίες μηχανογράφηση, και που χρησιμοποιεί ειδικούς αισθητήρες για να καταγράψει με ακρίβεια την πίεση της ατμόσφαιρας.