Содержание статьи
- Как пользоваться барометром
- Как перевести миллиметры ртутного столба в паскали
- Как измерить высоту здания барометром
Виды барометров, принцип их действия
Барометры могут быть анероидными и ртутными. Слово «анероид» означает «безжидкостный». Принцип действия такого барометра довольно прост: изменения атмосферного давления приводят к изменению геометрических размеров анероида, в результате стрелка на шкале перемещается. Такие барометры не содержат в себе опасных элементов, поэтому подходят для использования в домашних условиях, в условиях туристического похода.
Кроме анероидных, существуют и ртутные приборы, в которых для измерения атмосферного давления применяется ртуть. Под действием атмосферного давления изменяется высота ртутного столба. Показания этих барометров являются более точными, именно такие приборы применяются на метеорологических станциях. Ртуть и ее пары представляют опасность для человека, поэтому подобные устройства не используют в домашних условиях.
В продаже можно найти электронные барометры, как правило, они входят в состав домашних метеостанций. Такие комплексные приборы измеряют также ряд других величин (например, температуру и влажность воздуха) и позволяют довольно точно спрогнозировать погоду на ближайшее время. Цифровые устройства менее чувствительны к тряске, поэтому их хорошо использовать в морских путешествиях.
Использование барометра
Пользоваться анероидным барометром несложно. Нужно посмотреть, на какое значение указывает стрелка прибора. На шкале барометра имеются зоны, которые обозначены как «сушь», «ясно», «переменно», «дождь», «шторм», а также деления с указанием абсолютных значений. Если давление снижается — ожидаются осадки, если повышается — будет ясно. Как правило, барометр имеет две стрелки — одну подвижную, она связана с анероидной коробочкой, а вторую можно поворачивать. Если ее совместить со стрелкой, показывающей величину атмосферного давления, через некоторое время можно наблюдать, в какую сторону отклонится подвижная стрелка.
Нормальным считается атмосферное давление 760 мм рт. ст. при температуре воздуха 15оС на так называемом уровне моря. Домашние барометры могут измерять его величину в диапазоне 700-800 мм рт. ст. на высоте не больше 300 м над уровнем моря. Падение давления означает ухудшение погодных условий, приближение дождей или снегопадов. Зоны с низким давлением называются циклонами. Антициклоны — это зоны с повышенным давление, их приближение означает наступление хорошей погоды. Барометр настраивают, если его показания отличаются от показаний местной метеостанции больше, чем на 8 мм рт. ст. Для этих целей предусмотрен регулировочный винт, находящийся в задней части корпуса. При настройке нужно повернуть его на угол не более 45 градусов.
Давно замечено, что изменение погодных условий имеет большое влияние на организм человека. Кто-то это явно чувствует и даже заболевает, а кто-то менее чувствителен, но тем не менее испытывает необъяснимое недомогание. В связи с этим человек интересуется прогнозом погоды, чтобы как-то к нему подготовиться: взять зонтик или спрятаться в укрытии от жары. Некоторым требуется выпить таблетку от давления.
Ученый Эванджелиста Торричелли в 17-м веке создал измеритель атмосферного давления. Его модернизировали в наши дни. Теперь прибор также активно применяют, прогнозируя погоду на ближайшее время. В этой статье мы рассмотрим данный прибор и разберемся, как пользоваться барометром самостоятельно.
Немного истории
Барометр – это измеритель давления воздуха в атмосфере. Опыт ученого, придумавшего барометр, состоял в том, чтобы определить, как атмосфера давит на поверхность земного шара. Для этого он взял полую трубку из стекла. На ней было отверстие с одной стороны. Ученый наполнил ее ртутью. Затем, закрыв конец, он перевернул колбу, поместил ее в чашку с той же жидкостью и освободил отверстие. Часть наполнителя вылилась, а некоторое количество осталось в трубке, остановившись на показателе 760 мм. В трубке над жидкостью образовался вакуум.
Ученый понял принцип работы барометра. Объясняется он тем, что атмосфера оказывает давление на поверхность жидкости, находящейся в чаше, заставляя ртуть в столбике повышаться или понижаться. Колебания жидкости зависят от силы давления атмосферы. Также было замечено, что на атмосферное давление влияют различные погодные условия. Если же к прибору ученого присоединить измерительную шкалу, то мы получим простейший барометр.
Виды барометров
Метеорологические станции до сих пор пользуются барометрами с ртутью, основанными на приборе Торричелли. Считается, что эти измерители самые точные и достоверно показывают изменение давления атмосферы. Но ртуть – вещество опасное для здоровья. Поэтому трубку с жидкостью поместили в латунный короб с отверстием для наблюдения за изменениями столбика. Назвали такой прибор станционным чашечным барометром.
Существуют барометры, имеющие название «анероид». В них нет жидкости. Устройство барометра–анероида состоит из специальной чувствительной коробочки внутри прибора. В ней находится разреженный воздух. В зависимости от степени атмосферного давления, гофрированная коробочка, уменьшаясь или увеличиваясь, приводит в движение зависимую от нее стрелку. Она, в свою очередь, указывает текущее значение.
Как пользоваться барометром?
Имея дома простую модель барометра, можно легко узнать показатели атмосферного давления на текущий момент. Следует посмотреть на стрелку измерителя: на какую величину она указывает, она и будет показателем давления. Также шкала имеет дополнительные уточнения, указывающие на штормовые явления, ясную погоду, переменную облачность, дожди, сухость и т. д.
У некоторых приборов в наличии две указательные стрелки. Одна самостоятельно передвигается за счет изменения давления на связанную с ней коробочку, другая находится в неподвижном состоянии, и ею можно руководить самостоятельно. Она является неким «предсказателем» на ближайшее время. Если ее совместить с ведущей стрелкой, то через несколько минут можно понять, давление будет падать или расти. Указательная стрелка будет отклоняться вверх или вниз.
Очень важно знать, как пользоваться барометром, метеозависимым людям, так как они чувствительны к состоянию погоды. Перед изменениями климатических условий давление начинает менять показания. Отслеживая эту перемену, можно заранее подготовиться.
Как настроить барометр механический?
Для правильного измерения атмосферного давления вам необходимо отрегулировать барометр. Прослушав прогноз погоды в месте вашего нахождения, нужно установить указательную стрелку на показатель высоты местности над уровнем моря. Для этого найдите винт регулировки на задней части прибора. Следя за шкалой, установите правильное положение.
Вторая стрелка фиксирует давление в атмосфере на текущий момент. Повернув ручку измерителя, установите указатель на данную величину. Далее эта стрелка будет указывать на падение и рост давления в атмосфере в период изменений. Периодически проверяйте ваш прибор при возникновении подозрения на сбой в работе. Для этого отклоните его назад на 45 градусов или приподнимите нижнюю сторону висящего на стене прибора на ту же величину. В жидкостном измерителе ртуть заполнит всю трубку, и вы услышите щелчок.
Барометр механический имеет стрелку, которая на циферблате будет поворачиваться по кругу. В любом другом случае обратитесь в ремонтную службу. Где бы ни находился барометр, в квартире или на улице, он покажет одинаковое значение, так как прибор очень чувствителен. Главное, не ошибитесь с показаниями высоты вашей местности.
Как строятся графики?
Российская сеть метеорологических обсерваторий и станций огромна. Их работа заключается в постоянном наблюдении за изменениями климата на земле. Исследования проводятся с помощью новейших приборов измерения атмосферных явлений. Это позволяет прогнозировать погоду на ближайшее будущее. Для его составления ученые собирают все показатели текущего состояния атмосферы. На основе этих данных они могут составить график атмосферного давления и спроектировать его изменения.
Прогнозы важны для предупреждений о штормовом порыве ветра, сельского хозяйства, тепловых сетей и для многих других человеческих решений. Составленный график атмосферного давления за определенный период помогает установить, как меняется температура воздуха, когда наступает похолодание, в какой период ожидать циклон дождей или сильных ветров. С помощью графика можно сравнить, в какой год зима была самой суровой, а лето — самым жарким.
Барометр для рыбака
Любителям порыбачить давно известно, что изменения в атмосфере влияют на улов. Барометр рыбака необходим для измерения давления воздуха, изменение которого влияет на объем улова. Используя его, можно с точностью выделить удачный день для рыбалки.
Хороший клев обеспечен в то время, когда показания барометра практически не меняются в течение 3-4 дней. Если же величина изменилась минимум на 8 единиц, то заниматься рыболовством бесполезно. При повышении давления рыба поднимается к поверхности воды. Быстрое снижение стрелки прогнозирует появление бури и отсутствие клева.
Виды рыбацких барометров
Барометр рыбака может быть бытовым и карманным. В первом случае прибор устанавливают на столе или вешают на стену, обеспечивая доступ воздуха. Карманный измеритель более удобен. Его можно взять с собой на рыболовное место. Барометры для рыбалки также выпускаются в нескольких видах: содержащие ртуть, механические и электронные. Последний вид пользуется большой популярностью, так как он не только легок и удобен в использовании, но и, кроме измерения давления, может определить температуру воздуха, влажность, высоту. Прибор имеет и много других дополнительных функций.
Из этой статьи мы узнали, как пользоваться барометром, проанализировали принцип его работы, какие бывают измерители давления воздуха. Имея барометр дома, можно быть готовым к любим изменениям погоды.
Барометр — прибор, измеряющий атмосферное давление. Такая техника применяется в авиации, геологии, судоходстве, альпинизме и метеорологии.
Также ее используют и для бытовых целей: такие приборы держат в квартирах, на дачах и в офисах.
Одной из линеек, распространенных на постсоветском рынке, является серия барометров Утес.
Общее описание линейки барометров Утес
Утес — название линейки бытовых барометров. Среди них есть модели с художественной росписью, сувенирные модели, и «обычные» бытовые приборы. Мы будем рассматривать только бытовые модели.
Все модели бытовой линейки выполнены в небольшом круглом корпусе из дерева, имеющего светло- или темно-коричневый окрас. Барометрический механизм выполнен из металлов, устойчивых к коррозии.
На круговой шкале указывается:
- Атмосферное давление (в Паскалях).
- Погодные условия (Шторм, Дождь, Ветер, Переменно, Ясно, Сушь, В. Сушь).
Шкала с погодными условиями по факту является малополезной — поскольку давление в разную погоду зависит от региона.
С задней части корпуса есть ушко, на которое прибор можно повесить на гвоздь в стене. Подставки для настольного хранения — нет (то есть барометр можно только вешать).
О производителе
Барометры Утес выпускает российский производитель — ОАО «Утес». Предприятие выпускает медицинскую технику, комплектующие для автомобильной промышленности, авионику и барометры. Территориально располагается в Ульяновске. Производственные мощности работают уже дольше 60 лет.
Назначение и область применения
Приборы могут использоваться для определения атмосферного давления и температуры (температуру показывают только модели с индексом «Т» в названии) воздуха внутри помещения.
Барометры Утес предназначаются для жилых помещений, при условии что здание находится не выше 300 м над уровнем моря. Располагать прибор на улице (в том числе и на открытом балконе) — нельзя.
Покупать такую технику актуально людям, чувствительным к перемене атмосферного давления (к примеру — для тех, у кого гипертонический криз). По смене давления можно «предугадать» свое самочувствие. Также по этим показаниям можно частично предугадывать погоду.
Модели и характеристики (с ценами)
Полное название прибора — «Утес БТК-СН». В конце есть еще цифры, указывающие на модель.
- диапазон измеряемого давления: от 695 до 805 мм рт ст;
- диапазон измерения температуры (для моделей с термометром): от -10º до +50º.
Содержание:
- § 1 Что такое атмосферное давление и как его измерить
- § 2 Барометры
- § 3 Нормальное атмосферное давление
- § 4 Краткие итоги по теме урока
§ 1 Что такое атмосферное давление и как его измерить
На этом уроке мы узнаем, каким образом и при помощи каких приборов измеряют атмосферное давление, чему равно нормальное атмосферное давление и от чего оно зависит.
Воздух, окружающий Землю, обладает весом вследствие действующей на него силы тяжести. Атмосферное давление – это давление воздуха на земную поверхность и тел, находящихся на ней.
Чему же равно атмосферное давление? Как его измерить? Для вычисления атмосферного давления мы не можем воспользоваться формулой p = gρh, так как у атмосферы нет определенной высоты и плотность воздуха на разных высотах различна.
Измерить атмосферное давление можно с помощью опыта, предложенного в XVIIвеке итальянским ученым Эванджелиста Торричелли.
Торричелли поставил такой опыт. Он взял стеклянную трубку длиной около метра, запаянную с одного конца, и наполнил доверху ртутью. Затем, плотно закрыв отверстие пальцем, трубку перевернул и опустил в чашку с ртутью. Убрал палец и увидел, что ртуть из трубки вылилась в чашу, но не вся. В трубке осталась ртуть высотой около 76 см. Торричелли установил, что эта высота не зависит ни от высоты трубки, ни от глубины погружения трубки в ртуть. Когда ртуть выливается, то над ней в трубке образуется безвоздушное пространство.
Торричелли дал объяснение этому опыту. Ртуть в чашке испытывает давление с двух сторон: это атмосферное давление и давление столба оставшейся ртути в трубке. Так как ртуть находится в покое, значит, эти давления равны. Иначе под действием большего из давлений изменялся бы уровень ртути в трубке. Отсюда следует вывод: атмосферное давление равно давлению столба ртути в трубке. Если увеличивается атмосферное давление, то высота столба ртути в трубке тоже увеличивается, если же атмосферное давление понижается, то и высота столба ртути в трубке уменьшается. Поэтому, атмосферное давление можно измерять высотой ртутного столба. Например, атмосферное давление равно 760 мм рт. ст. – значит, воздух оказывает такое же давление, что и столбик ртути высотой 760 мм.
Известно, что давление измеряется в Паскалях. Установим связь между единицей давления Паскаль и миллиметрами ртутного столба. Для этого в формулу p = gρh подставим значения плотности ртути 13600 кг/м3, высоты столба ртути 1 мм = 0, 001 м, коэффициента тяжести 9,8 Н/кг.
§ 2 Барометры
Трубка Торричелли с ртутью и линейка в роли шкалы могут служить в качестве простейшего барометра – прибора для измерения атмосферного давления (от греческих слов «барос» – тяжесть, «метрео» – измеряю).
Ртутные барометры очень точны, но неудобны для практического применения: они могут разбиться, а пары ртути ядовиты. Поэтому на практике применяют барометры-анероиды (от греческого «анероид» – безжидкостный).
Главная часть барометра-анероида – легкая, упругая, полая внутри, металлическая коробочка с волнистой поверхностью.
Внутри коробочки нет воздуха. Чтобы ее не раздавило атмосферным давлением, стенки коробочки растягивает пружинящая металлическая пластинка, к которой прикреплена стрелка. Все детали барометра помещены в специальный корпус со стеклянным окошком. При увеличении атмосферного давления крышка коробочки прогибается внутрь и натягивает пружину. При уменьшении атмосферного давления пружина оттягивает поверхность коробочки вверх. Стрелка-указатель передвигается по шкале, размеченной в мм. рт. ст. Гофрированная поверхность коробочки позволяет повысить ее чувствительность к малейшим изменениям давления, а удаление изнутри нее воздуха позволяет избежать влияния температуры на давление внутри коробочки.
§ 3 Нормальное атмосферное давление
Знание атмосферного давления позволяет предсказывать погоду. При ухудшении погоды атмосферное давление уменьшается, говорят, давление «упало», имея в виду понижение ртутного столба. К солнечной ясной погоде барометр показывает более высокое давление.
Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0° называется нормальным атмосферным давлением
В международной системе единиц нормальное атмосферное давление равно 101300 Па = 1013 гПа (1 гектопаскаль = 100 Па).
Атмосферное давление зависит не только от погоды, но и от высоты. Чем больше высота местности над уровнем моря, тем меньше атмосферное давление. Это объясняется тем, что слои воздуха вблизи земной поверхности сжимаются тяжестью всех вышележащих слоев атмосферы и поэтому давление больше, чем в горах. Чем выше над землей, тем меньше атмосферное давление. Для этого есть две причины: уменьшается высота столба воздуха, давящего вниз своим весом, и уменьшается плотность воздуха. Измерения показывают, что в среднем на каждые 12 м высоты атмосферное давление уменьшается на 1 мм. рт. ст.
Зная зависимость давления от высоты, можно определить высоту над уровнем моря. Такие анероиды, снабженные шкалой отсчета высоты, называют высотомерами и применяют в авиации, при подъемах в горы, при полетах на воздушных шарах.
§ 4 Краткие итоги по теме урока
Барометр – прибор для измерения атмосферного давления. Ртутный барометр впервые применил Торричелли.
Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0° называется нормальным атмосферным давлением
Нормальное атмосферное давление равно 101300 Па = 1013 гПа.
Атмосферное давление зависит от погоды. При ухудшении погоды атмосферное давление уменьшается. Увеличение атмосферного давления предсказывает ясную солнечную погоду.
Атмосферное давление зависит от высоты. Чем выше местность над уровнем моря, тем меньше атмосферное давление из-за уменьшения высоты столба воздуха и уменьшения плотности воздуха. При небольших подъемах в среднем через каждые 12 м атмосферное давление уменьшается на 1 мм. рт. ст.
На практике атмосферное давление измеряют при помощи барометра-анероида.
Список использованной литературы:
- Волков В.А. Поурочные разработки по физике: 7 класс. – 3-е изд. – М.: ВАКО, 2009. – 368 с.
- Волков В.А. Тесты по физике: 7-9 классы. – М.: ВАКО, 2009. – 224 с. – (Мастерская учителя физики).
- Кирик Л.А. Физика -7. Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы. — М.: Илекса, 2008. – 192 с.
- Контрольно-измерительные материалы. Физика: 7 класс / Сост. Зорин Н.И. – М.: ВАКО, 2012. – 80 с.
- Марон А.Е., Марон Е.А. Физика. 7 Дидактические материалы. – М.: Дрофа, 2010. – 128 с.
- Перышкин А.В. Физика. 7 класс — М.: Дрофа, 2011.
- Тихомирова С.А. Физика в пословицах и поговорках, стихах и прозе, сказках и анекдотах. Пособие для учителя. – М.: Новая школа, 2002. – 144 с.
- Я иду на урок физики: 7 класс. Часть III: Книга для учителя. – М.: Издательство «Первое сентября», 2002. – 272 с.
Использованные изображения:
Барометр-анероид: что это такое и как он работает?
Содержание
- Особенности
- Принцип действия и устройство
- Разновидности
- Как пользоваться?
С детства мы привыкли слышать про высокое или низкое атмосферное давление, но не понимали, как его определить, и почему оно высокое или низкое. В сегодняшней статье мы поближе познакомимся с прибором, назначение которого – решать задачу определения указанных параметров.
Особенности
Барометр-анероид – это бытовой прибор, предназначенный для слежения за разностью давления атмосферы механическим способом. Это устройство очень чувствительно и способно показать разницу давления даже при подъёме на лифте. При наблюдении за его показателями можно заметить определённые изменения при смене погоды. Таким образом, можно предсказывать многие изменения: перед тем, как погода испортится, атмосферное давление уменьшается, а перед приходом ясного денька – увеличивается.
Перед снятием показаний с устройства необходимо учитывать высоту его расположения над уровнем моря. Чем выше находится прибор, тем меньше будет атмосферное давление. При подъёме на незначительную высоту показания будут сокращаться на 1 мм рт. ст. примерно каждые 12 метров подъёма.
У барометра-анероида есть один недостаток – это воздействие температуры воздуха на пружину. Разница температурных показаний заставляет металл сужаться при похолодании и расширяться от нагрева без изменения давления атмосферы. Чтобы сделать поправку на температуру, современные модели оснащаются термометрами-компенсаторами.
Благодаря им, в показания прибора можно внести поправки.
Принцип действия и устройство
Состоит описываемый прибор из металлической круглой коробки, изготовленной из закалённой стали (иногда из никелевого серебра). Рёбра этой детали имеют гофрированное покрытие. Это необходимо для придания конструкции жёсткости, поскольку внутри создаётся сильно разряженная среда путём вакуумирования. В таких условиях постоянно находится обратная пружина и стрелки механизма.
При воздействии давления атмосферы на стенки прибора происходит сужение либо расширение. Во время такого сжимания верхняя площадка начинает прогибаться и тянуть закреплённую на ней пружинку вниз. В моменты уменьшения нагрузки верхняя половина площадки, наоборот, изгибается наверх и давит на пружину. К возвратной пружинной детали через возвращающий механизм закреплена стрелка, которая перемещается по шкале значений.
Для получения максимально точных показаний необходимо производить сравнения со значениями барометра из ртути. Существует 3 основных поправки на ртутный:
- по шкале, а именно на неодинаковое реагирование на различных зонах шкалы;
- по температуре – учитывается погрешность на физическое изменение металла при воздействии на него температуры;
- иные погрешности, которые обусловлены изменением эластичности и жёсткости металлических деталей со временем.
Разлиновка шкалы производится в соответствии со значениями барометра из ртути. Применив барометрическую формулу, можно рассчитать высоту, на которой находится прибор. Замеряя давление атмосферы в верхней и нижней измеряемой точке, удастся определить разницу по давлению и перевести её в метры. Этот способ измерения называется барометрическим нивелированием. Таким способом происходит вычисление высоты точки наблюдения в GPS устройствах.
Разновидности
Впервые этот прибор был описан в 1644 г. учёным из Италии Эванджелистом Торричелли. Этим приспособлением оказался первый барометр на ртути (жидкостный), измерения значений в котором производились в соответствии с высотой столба ртути. Схема такого приспособления очень проста. Стеклянный столб имеет запаянный верх, а его низ погружен в ёмкость со ртутью. Во время проведения эксперимента на улице была очень хорошая и ясная погода. Тогда столбик ртути замер на высоте в 760 мм, что впоследствии и было принято за оптимальный показатель.
Ртутные модели применяются в наше время на метеорологических станциях, поскольку имеют высокую точность, а вместе с ней недостатки в виде небезопасности, хрупкости конструкции и громоздкости.
На сегодняшний день это контрольный прибор, по которому настраиваются все остальные устройства.
В 1844 г. инженер из Франции Люсьен Види, основываясь на работах физика и математика Готфрида Вильгельма Лейбница из Германии, создал другой тип барометра, работающего без жидкостей. В дальнейшем этот «безжидкостный» прибор получил название барометр-анероид.
Анероидный вариант на сегодняшний день является самым распространённым среди бытовых версий.
Существует 4 вида подобных устройств:
- жидкостный – в этом приборе применяется принцип выравнивания массы столба жидкости с окружающим его давлением;
- ртутный – замер давления атмосферы происходит благодаря высоте столба ртути с прикреплённой к нему шкалой;
- барометр-анероид – приспособление функционирует по принципу изменений размера коробки с разряженной средой внутри, под влиянием давления атмосферы изменяется её размер;
- электронный барометр – этот подвид барометра использует преобразования изменений коробки барометра-анероида в цифровой сигнал либо при помощи тензопреобразователя, который очень чувствителен, и изменение давления атмосферы воспринимается как деформация, а также изменение сопротивления.
Рассмотрим модели барометров-анероидов.
- БАММ-1. Это устройство предназначено для замера атмосферного воздействия, находясь на земле и в помещениях. Этот вид внесён в Госреестр измерительных приборов и может применяться для проверки рабочих мест.
- М-67. Прибор имеет более точные показания, а при своих конструктивных особенностях температурный диапазон работы составляет от -10 до +50 С.
- М-110. Этот барометр предназначен для промышленного применения.
- ББ-0.5М. Бытовой прибор, предназначенный для размещения на стене, хорошо подходит метеозависимым людям для слежения за изменением давления атмосферы.
- БР-52. Школьный барометр-анероид, устроен таким образом, что позволяет использовать его для опытов.
Как пользоваться?
При снятии показаний с описываемого прибора необходимо понимать, что он не даёт 100% гарантии в изменении погоды или в количестве выпавших осадков. Он не покажет, какой атмосферный фронт пришёл на проверяемую территорию. Метеорологи применяют много дополнительных приборов и снимков для определения погоды.
Сам прибор даёт только представление о том, в какую сторону будут изменяться погодные условия. Он покажет, будет ли погода переменчива в худшую либо в лучшую сторону. Устройство необходимо метеозависимым людям для контроля собственного самочувствия:
- в холодный зимний сезон при понижении давления можно ждать заморозков, а при повышении ожидается потепление и возможное выпадение снега;
- в летнее время повышение давления свидетельствует о приближении жарких и сухих дней, а снижение предупреждает о приближении дождя.
Скорость изменения значений тоже расценивается как наиболее вероятное изменение погоды. А когда давление уменьшается постепенно, тогда в течение суток будет ухудшение погоды. Возможен ветер и осадки. Если стрелка резко упала, следует ожидать сильный ветер и проливной дождь с грозой.
Резкое падение стрелки ещё может сказать о его начале примерно через 2 часа. Когда стрелка замерла и держится на определённом уровне, тогда можно рассчитывать на уменьшение ветра и прекращение осадков.
Чтоб правильно понимать показания прибора, нужно постоянно следить за ним. При хорошей погоде снимать все значения можно 2 раза в день, а в непогоду нужно контролировать устройство каждые 2–3 часа.
После появления электронного барометра необходимость в его настройке отпала, но на рынке все ещё остаются классические варианты с необходимостью регулярной подстройки.
Их любят за презентабельную внешность и отсутствие необходимости в замене батареек.
Рассмотрим краткую инструкцию, как настроить барометр-анероид дома.
- Подстроить механический барометр несложно – для этого нужно знать величину давления, которое имеется в конкретной местности в конкретное время. Это можно узнать на сайте ближайшей метеостанции, посмотрев или прослушав сводки погоды после новостей по радио или телевидению.
- Имея точные показания ртутного барометра, возможно провести сравнение его показаний и показаний своего прибора.
- Если показания разнятся, то необходимо откалибровать ваш прибор. Для этого найдите на задней части устройства регулировочный винт, постепенно путём закручивания или выкручивания винта выставите нужные показания.
- Если на вашем устройстве отсутствует регулировочный винт, значит, производитель этого прибора использовал иной способ настройки — поворотом циферблата относительно стрелок.
Ознакомиться со способом настройки своего прибора вы сможете в руководстве по эксплуатации, где в деталях описана настройка и калибровка устройства.
О том, как устроен и действует барометр-анероид, вы можете узнать ниже.
Барометр-анероид
3.9
Средняя оценка: 3.9
Всего получено оценок: 121.
Обновлено 13 Июля, 2021
3.9
Средняя оценка: 3.9
Всего получено оценок: 121.
Обновлено 13 Июля, 2021
Одним из важных приборов, использующихся при предсказании погоды, является барометр. Изначально был изобретён ртутный барометр, однако ртуть — это небезопасное вещество, и в ртутном барометре количество его достаточно велико. Поэтому в современной практике используется барометр-анероид. Кратко поговорим о том, что измеряет барометр-анероид и каков его принцип действия.
Атмосферное давление и его измерение
Температурные условия на Земле таковы, что некоторые вещества находятся в газообразном состоянии и образуют атмосферную оболочку планеты. Земного притяжения достаточно, чтобы удерживать её от рассеивания в космическом пространстве, в отличие, скажем, от Луны. Кроме того, верхние слои атмосферы давят на нижние, это и является причиной появления атмосферного давления.
Впервые атмосферное давление было измерено Э. Торричелли в XVII в. Для этого была взята запаянная с одного конца стеклянная трубка, наполненная ртутью. Если опустить открытый конец трубки в чашку с ртутью, подняв запаянный конец вверх, ртуть в трубке опустится приблизительно до высоты 760 мм. В запаянном конце трубки над ртутью при этом появится пустота, названная торричеллиевой.
Из курса физики 7 класса известно, что ртуть в трубке имеет такую высоту, чтобы уравновешивать давление воздуха, следовательно, давление можно выражать в единицах высоты ртутного столба и измерять с помощью обычной линейки. Такой прибор, состоящий из трубки с ртутью и линейки, называется ртутным барометром.
Ртуть можно заменить любой другой жидкостью, в том числе водой. Однако вода в 13,5 раз легче ртути, а значит, и столб её в трубке будет во столько же раз выше и составит около 10 м. Измерять высоту такого столба неудобно, но такие барометры также существуют.
Барометр-анероид
Ртутный барометр является простым и точным прибором для измерения атмосферного давления, но ртуть — ядовитое вещество, имеющее свойство медленно испаряться (и пары ртути также ядовиты).
Поэтому изобрели барометр, в котором не использовалась ртуть для измерения (анероид, то есть безжидкостный). Главная часть устройства барометра-анероида — это запаянная металлическая гофрированная коробочка, из которой выкачан воздух. Под действием атмосферного давление коробочка немного сжимается, и тем сильнее, чем выше давление. Если давление ослабевает, гофрированная часть коробочки немного распрямляется. Таким образом, толщина такой коробочки будет всегда пропорциональна величине давления, действующей снаружи.
К коробочке припаяна тяга, которая через специальный рычажный механизм передаётся на стрелку, шкала которой может быть проградуирована любым удобным образом — хоть в миллиметрах ртутного столба, хоть в стандартных единицах СИ — паскалях.
Как правило, в таких барометрах в рычажном механизме имеется специальный настроечный винт, позволяющий менять положение стрелки. Изменение толщины коробочки очень невелико, и при промышленном производстве выдерживать требуемую точность изготовления слишком накладно. Поэтому коробочка изготавливается с некоторым допуском, а точное выставление значения атмосферного давления производится с помощью настроечного винта по эталонному барометру.
Сама цифра атмосферного давления не очень информативна. Гораздо важнее её изменения. Многие знают, что погода скоро испортится, если «барометр падает». И наоборот, погода улучшится, если показания барометра увеличиваются. Поэтому в большинстве барометров-анероидов есть также вторая контрольная стрелка, которую можно выставлять вручную. Эта стрелка совмещается с основной, и далее, через некоторое время, становится ясно, как изменяется давление — растёт ли оно или падает. Кроме того, нередко в барометр добавляются дополнительные маленькие приборы — термометр и гигрометр.
Что мы узнали?
Барометр-анероид — это прибор, предназначенный для измерения атмосферного давления и не содержащий внутри жидкости. Его основой является гофрированная коробочка, изменение толщины которой с помощью рычажного механизма передаётся на стрелку.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
-
Василиса Горохова
9/10
Оценка доклада
3.9
Средняя оценка: 3.9
Всего получено оценок: 121.
А какая ваша оценка?
Барометр-анероид.
Атмосферное давление на различных высотах
Сей особенный предмет
Вам подскажет вмиг ответ:
Брать свой зонтик или нет.
В
данной теме познакомимся с устройствами, использующимися для измерения
атмосферного давления — барометрами. А также выясним как зависит
атмосферное давление с увеличением высоты.
В прошлой теме
было установлено, что атмосфера нашей планеты оказывает давление на все тела,
расположенные на Земле. Узнали, что за нормальное атмосферное давление принято
давление столба ртути высотой 760 мм при температуре воздуха 20ºС. Такое давление часто называют одной нормальной, или физической атмосферой. Давление,
создаваемое 1 мм рт.ст., приблизительно составляет 133,3 Па, что
позволяет переводить давление, выраженное в мм рт. ст., в метрическую систему.
Каждый
день, просматривая прогноз погоды, люди получают информацию о величине
атмосферного давления и его изменении. Почему оно не является постоянным?
Почему на разных территориях Земли оно разное? И как зависит давление
от высоты?
Атмосферное
давление зависит от состава воздуха. Например, при поступлении
влажного воздуха, насыщенного водяными парами, давление уменьшается, так как масса
молекул воды заметно меньше массы «основных» молекул атмосферы — азота и
кислорода. Соответственно, если приходят более сухие массы воздуха,
давление повышается. Первым, кто использовал данную особенность
атмосферного давления для определения погоды, был небезызвестный Эванджелиста
Торричелли. Однажды, повторяя свой опыт с трубкой, он заметил, что уровень ртути
в ней заметно упал. Торричелли пытался подлить ртуть в трубку, менял чашки с
ртутью, но результат не менялся. И тут ученый заметил, что в комнате стало
душно и нечем дышать. Подойдя к окну, чтобы его открыть, ученый увидел, что на
улице стоит пасмурная погода. Проходит день другой и погода на улице вновь
становится сухой и ясной. И ртуть в трубке снова на своем привычном уровне.
Значит, делает вывод Торричелли, его прибор может отмечать изменение
давления воздуха и показывать изменяющуюся тяжесть.
Так
как слово «тяжесть» звучит по-гречески звучит как «барос», то свой
прибор Торричелли стал называть барометром.
Бургомистр
города Магдебурга Отто фон Герике в своем доме с первого до второго этажа
поставил стеклянную трубку, в которой была налита вода. А на ее поверхности
плавала пробка с укрепленным в ней человечком, вытянутая рука которого
указывала на шкалу.
Бургомистр
уверял жителей своего города, что этот человечек способен предсказывать погоду,
ссылаясь на опыты Торричелли. Естественно многие жители ему не верили и
называли чудаком. Но в воскресенье, 9 декабря 1660 года человечек в трубке
вдруг опустился как никогда низко. Фон Герике приказывает сообщить горожанам о
надвигающейся буре. Многие горожане отнеслись скептически к словам своего
бургомистра. Но наиболее осторожные следуют его примеру и закрывают ставни и
крепят крыши. И верно, через несколько часов небо потемнело, и на город
обрушился ураган, которого не помнили даже старожилы.
И
вот уже более трех веков барометр исправно служит людям, хотя за это
время он во многом изменился — стал автоматическим и самозаписывающим; научился
управлять другими механизмами и поддерживать заданное давление в различных
устройствах.
В
настоящее время ртутные барометры не находят широкого применения, хотя и
обладают высокой точностью. Пары ртути вредны для организма человека. Поэтому
на практике в основном пользуются металлическим барометром—анероидом,
что в переводе с греческого означает «безжидкостный».
Внешний
вид и внутреннее устройство барометра-анероида представлен на рисунке. Главной
частью анероида является маленькая металлическая коробочка с волнистой
(гофрированной) верхней и нижней поверхностями. Воздух из этой коробочки
частично выкачан. При увеличении атмосферного давления увеличивается сила
давления на коробочку. Коробочка сжимается и растягивает пружину, прикрепленную
к ней. Пружина связана со стрелкой, которая перемещается по шкале в сторону
больших значений давлений. Если же давление понижается, то сила давления на
коробочку уменьшается, и силы упругости распрямляют ее. При этом стрелке
перемешается в противоположную сторону. Шкалу анероида предварительно градуируют,
т.е. наносят деления по показаниям ртутного барометра. Поэтому значения
давления на шкале и в мм рт.ст. и в гектопаскалях (гПа).
Таким
образом, атмосферное давление зависит от метеорологических условий. Но
только ли от них?
Наиболее
сжатыми, а значит, более плотными, являются прилегающие к поверхности Земли
слои атмосферы. Следовательно, значение атмосферного давления будет зависеть
и от высоты места над уровнем моря. Так, например, на вершине самой высокой
горы Эверест давление почти в три раза меньше, чем у ее подножия.
Для
расчета гидростатического давления использовалась формула, связывающая плотность
жидкости и высоту ее столба, так как вследствие малой сжимаемости плотность
жидкости на различных глубинах практически одинакова. Зависимость же
атмосферного давления от высоты описывается гораздо более сложной формулой,
так как плотность атмосферы сильно зависит от высоты над поверхностью Земли,
вследствие большой сжимаемости газов. Однако для расчетов, не требующих большой
точности и при не очень больших высотах, можно считать, что давление убывает
на 1 мм рт. ст. при подъеме на каждые 12 м. Эту зависимость давления от высоты можно использовать для измерения высоты подъема альпинистов, летательных
аппаратов и т.п.
Если
при подъеме давление уменьшилось на 20 мм рт.ст., то это значит, что высота подъема составила 240 метров.
h = 20 мм рт.
ст. × 12 м/(мм рт. ст.) = 240 м
Приборы,
измеряющие высоту по такому принципу, называются альтиметрами
(от латинского «альтиус» — высоко).
Упражнения.
Задача
1.
Определите высоту горы, если у ее подножия барометр показывает давление 750 мм рт. ст., а на ее вершине — 620 мм рт. ст.
Задача
2.
Определите силу давления воздуха, действующую на альпиниста на вершине горы
Килиманджаро, высота которой составляет 5895 м. Считайте, что давление воздуха у ее подножья составляет 100 кПа, а площадь поверхности тела альпиниста примите
равным 190 дм2.
Основные
выводы:
–
Барометр — прибор, используемый для измерения атмосферного давления.
–
Атмосферное давление зависит от высоты местности и метеоусловий.
–
При небольших подъемах в среднем на каждые 12 м высоты подъема, давление уменьшается на 1 мм рт. ст.