В быту нас окружает множество измерительных приборов. Появление в доме счетчиков для горячей, холодной воды или газа воспринимается как необходимость, термометр для определения температуры тела ̶ как жизненная необходимость, особенно если в доме есть маленькие дети. Покупка других бытовых измерительных приборов может быть связана с увлечениями или проблемами со здоровьем. Так в домах появляются барометры. Зачем нужна ?
Вы помните, что такое барометр и для чего он нужен?
Из курса физики для 7 класса известно, что барометром называют прибор, измеряющий атмосферное давление. Когда-то давно итальянский ученый Торричелли установил, что воздух имеет определенный вес. Вся многослойная атмосфера с некоторой силой давит на нашу планету и на все, что находится на ней. Первые эксперименты по измерению ученый проводил с ртутью, помещенную в пустой сосуд. Результатом исследований стало нахождение значения нормального атмосферного давления. Оно было определено при температуре 15ᵒ C и оказалось равным 760 мм ртутного столба.
.Современные измерители атмосферного давления делятся на ртутные и механические приборы. В домашних условиях чаще используют нежидкостные барометры (анероиды). Они безопасны в эксплуатации. Хотя их точность не является стопроцентной, но вы достоверно узнаете, будет на улице сухо или придется брать зонт. Превышение отметки значения нормального атмосферного давления означает улучшение погоды. Если стрелка указывает на цифру ниже значения 760, значит ждите осадков. Для наглядности производители барометров дополняют шкалу приборов надписями «Ясно», «Дождь», «Переменно».
Освежив в памяти понятие, что такое барометр и для чего он нужен , двигаемся дальше. Теперь узнаем, кому он нужен больше всего.
Метеозависимость и для чего нужен барометр
О том, что погода и самочувствие человека имеют тесную взаимосвязь, известно с древних времен. Все реагируют на изменение климатических параметров по-разному. У одних людей обостряются проявления проблем с дыхательной системой, у других возникают перебои с работой сердца и сосудов, почек. Чувствительны к изменениям погоды люди с повышенным и пониженным давлением.
По статистическим данным, более половины взрослого населения страдает различными хроническими заболеваниями. Таким людям жизненно необходимо противостоять изменениям погоды, принимая профилактические меры. Метеозависимое население обязано знать, что такое барометры и для чего они нужны.
Стрелка прибора указывает на понижение атмосферного давления? Внимание, гипотоники! Вы можете подготовиться к капризу природы, увеличив длительность прогулок на свежем воздухе и принимая тонизирующие препараты на основе женьшеня, элеутерококка.
Если атмосферное давление выше нормы, осторожность следует соблюдать тем, чье собственное давление повышено. Врачи рекомендуют в этот период запастись настойками пустырника, поменьше нервничать и отложить физические нагрузки до лучших времен.
Идите в баню с анероидом или для чего нужен барометр в парной.
Посещение парной всегда связано с большой нагрузкой на организм. Хорошо, если вы любитель походов в баню со стажем. Тогда вы можете полагаться на свои субъективные ощущения. А что делать, когда попариться собрались члены семьи, которым уже «далеко за…» или вы хотите взять с собой малышей?
В таком случае вы обязаны помнить не только о температуре в парной, но и об атмосферном давлении, для чего и нужен барометр . Сейчас выпускаются специальные модели со шкалой, на которой отражен весь возможный диапазон изменения показаний. Для парной лучше выбирать барометр с максимальной емкостью. Тогда его показания будут предельно точными, а ваши пожилые родственники и маленькие дети получат от посещения бани только положительные эмоции и оздоровление.
Знает ли рыба, что такое барометры и для чего они нужны?
Рыба вряд ли знает, а вот у хорошего рыбака барометр есть всегда. Некоторые предпочитают самодельные экземпляры.
Несколько полезных советов, которые помогут любой выход на водоем сделать «рыбным днем».
●Если в течение трех дней показания прибора находятся примерно на одной отметке (±2 мм), будет хороший клев. Вот для чего нужен барометр !
●Давление поднялось или опустилось за сутки на 7-8 делений? Сматывайте удочки. Рыбе сейчас не до вас ̶ она хандрит. На несколько дней оставьте мысли о рыбалке, дайте будущему улову приспособиться к новым погодным условиям;
●Если скачок давления произошел, пока вы мирно сидели с удочкой, придется менять точку дислокации. Попробуйте перейти с мелководья на более глубокие места. Замечено, что при повышении давления рыба поднимается ближе к поверхности воды, выходит на перекаты. При понижении давления рыба уходит «в подполье».
Что такое барометр? Этим техническим термином принято называть прибор для измерения атмосферного давления. Наибольшее распространение получили барометры двух типов. Ртутный барометр используется для измерения атмосферного давления преимущественно на
Он более громоздок, но дает и большую поэтому ученые и отдают предпочтение именно ему. Барометр этого типа был изобретен и построен итальянским ученым Эванджелиста Торричелли в 1644 году. Принцип его действия - уравновешивание столбика ртути со столбом атмосферного воздуха. Из-за большой высота столба очень невелика (когда говорят, что атмосферное давлении - 760 миллиметров ртутного столба, это значит, что с такой же силой давит атмосферный воздух в точке измерения).
Барометр-анероид - устройство более сложное. Хотя идея прибора была высказана почти одновременно с изобретением ртутного сделал в том же семнадцатом веке немецкий ученый Готфрид Лейбниц), но практическое воплощение задумка великого немца получила лишь спустя двести лет. В 1847 году талантливый французский инженер Люсьен Види создал первый в мире барометр-анероид. Каков же принцип его действия?
Барометр получил наименование «анероид», то есть безводный. Этим термином создатель хотел подчеркнуть, что в приборе не используется никакая жидкость, в отличие от ртутного барометра, где чувствительным элементом является
В анероиде чувствительным элементом является герметичная коробочка из гофрированного материала, которого при повышении или понижении атмосферного давления немного сжимается или расширяется. приводит в движение стрелку, которая на специально градуированной шкале указывает атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба.
Казалось бы, ничего сложного, и барометр-анероид мог быть создан при уровне развития техники как времен Торричелли, так и до него. Почему же этого не произошло? Скорее всего, здесь сыграла роль совокупность нескольких факторов. Первый и главный - это отсутствие необходимости в таком приборе в то время. В самом деле, метеорология как наука только зарождалась, и зависимость небольших колебаний атмосферного давления и погоды только осознавалась учеными того времени. Кроме того, возможно, свою роль сыграло отсутствие подходящего материала для гофрированной коробочки (он должен иметь приемлемую упругость и не растягиваться в процессе длительной эксплуатации).
По мере развития науки и первое, и второе обстоятельства перестали препятствовать созданию анероида.
После изобретения Люьена Види барометр-анероид начал быстро распространяться по частным домам и квартирам. Возникла даже своеобразная мода: наличие этого прибора в доме подчеркивало социальный и интеллектуальный статус хозяина. Такой человек, говоря современным языком, считался «продвинутым».
По мере принятия международной метрической большинством стран градуировка шкалы анероида стала дополняться шкалой, где давление указывалось не только в миллиметрах ртутного столба (это не системная единица), но и в паскалях. Существует и градуировка шкалы анероида в барах. Бар - тоже несистемная единица, примерно равная одной атмосфере. Иногда измерять давление в барах удобней, чем в миллиметрах ртутного столба или в системных единицах.
Однако привычка измерять атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба оказалась очень сильной. Даже сейчас в прогнозах погоды атмосферное давление указывается в этих несистемных единицах.
Информацию об окружающем нас мире можно получать разными способами. Можно, к примеру, просто выглянуть в окно, чтобы узнать, какая сегодня на улице стоит погода и стоит ли брать с собой зонтик.
Можно посмотреть на термометр и определить, как нужно одеваться, выходя из дома. Но для того, чтобы выяснить, долго ли продержится хорошая погода, или в ближайшие часы возможен дождь, нам понадобится хороший барометр.
Что такое барометр?
Барометром называют прибор, измеряющий атмосферное давление. Над поверхностью Земли расположен слой атмосферы толщиной в несколько десятков километров. Смесь газов, составляющая , хотя и отличается небольшим весом, но в таких огромных количествах все же оказывает на земную поверхность определенное давление. Мы не замечаем его, так как наши организмы к нему хорошо приспособлены, однако величину атмосферного давления можно измерить.
Первые измерения давления атмосферы выполнялись с помощью очень простого измерительного прибора – тонкой стеклянной трубки, в которую была залита ртуть. Допустим, толщина трубки – 1 миллиметр, а длина – ровно 1000 миллиметров, или 1 метр.
Если опрокинуть трубку запаянным концом вертикально вверх, а открытым книзу, то часть ртути вытечет, а некоторое количество останется внутри. Ртуть будет вытекать, пока давление внутри трубки и снаружи не уравновесится.
Если измерить высоту столбика ртути в трубке, эту величину можно условно считать величиной давления атмосферы. Для нормальных погодных условий она составляет 760 миллиметров ртутного столба – это и есть показания ртутного барометра. В качестве жидкости, заполняющей трубку, можно использовать воду, спирт и т.д., но общепринятым является использование ртути.
Более удобным и точным в показаниях является так называемый барометр-анероид, или безводный барометр. Измерение давления в нем происходит с помощью запаянной коробки из тонкой жести, из которой откачана часть воздуха.
Под действием атмосферного давления стенки коробки прогибаются и растягивают или сжимают пружину, к другому краю которой прикреплена стрелка. Циферблат показывает, на какую величину изменилось давление атмосферы по сравнению с базовыми показателями.
Предсказание погоды с помощью барометра
Из школьных уроков естествознания мы помним, что давление воздуха не является постоянной величиной – оно меняется в зависимости от погодных и климатических условий. С изменениями давления в высоких и низких слоях атмосферы связаны .
Если стоит хорошая, теплая и безветренная погода, барометр показывает высокое давление. Но как только оно начинает снижаться, значит, на следующий день нас ждет похолодание или дождь.
Для того, чтобы предсказывать погоду, вовсе не обязательно располагать барометр на улице. Давление атмосферы в пределах вашего дома будет ровно таким же, как и на открытом пространстве. Немного влияет на показания прибора этажность дома, ведь на 12-м или 25-м этаже давление даже в хорошую погоду будет более низким, чем на нижних этажах того же дома.
Использование барометра для определения высоты
Поскольку с подъемом вверх давление атмосферного столба снижается, это свойство давно используется в авиационных приборах, определяющих высоту полета. Такие приборы называются альтиметрами.
Конечно, показания первых, еще несовершенных приборов существенно зависели от погодных условий, ведь плохая погода сопровождается падением давления, и значит, прибор будет показывать большую высоту, чем на самом деле, если не вносить корректировку в его показания. Современные альтиметры работают по другому принципу, не используя для измерения высоты давление атмосферы.
Как пользоваться барометром?
Как правило, бытовой барометр-анероид представляет собой стрелочный прибор с круглой или полукруглой шкалой, на которую нанесены деления. Измерение традиционно ведется в миллиметрах ртутного столба.
Если стрелка показывает 750-760 мм рт. ст., то впереди вас ожидает прекрасный погожий денек, который можно посвятить прогулке, поездке на природу, выезду на дачу и т.д. Если же давление упало ниже 750 мм рт. ст. и продолжает снижаться, это, скорее всего, означает приближение ненастной погоды, резкое похолодание и связанное с ним выпадение осадков.
Наблюдения атмосферного давления жизненно важны для людей, страдающих повышенным или пониженным давлением крови. В периоды резкого падения атмосферного давления такие люди, как правило, чувствуют ухудшение своего состояния.
Информация о перемене погоды важна для них, чтобы успеть вовремя принять лекарство и сохранить свою работоспособность, а в некоторых случаях и здоровье.
На фото представлен обычный бытовой барометр. Такие барометры называют анероидами, что в переводе с греческого означает «безводный». Барометр-анероид - один из основных приборов, используемый метерологами для составления прогнозов погоды на ближайшие дни, так как её изменение зависит от изменения атмосферного давления. Устройство анероида довольно простое: закрепленная приемная часть, которая посредством пружин и системы рячагов соединена со стрелкой и шкала.
Приёмной частью анероида служит круглая металлическая гофрированная (гофрированная означает ребристая ) коробка, внутри которой создано сильное разрежение. При повышении атмосферного давления коробка сжимается и тянет прикрепленную к ней пружину; при понижении давления верхнее основание коробки поднимается и пружина разгибается. Перемещение конца пружины через систему рычагов передаётся на стрелку, перемещающуюся по шкале.
К сожалению, на барометры оказывает сильное влияние температура окружающией среды и с течением времени изменение упругости пружин. Из-за этого на современных барометрах-анероидах можно встретить дугообразный термометр (компенсатор), который служит для внесения поправки в показания анероида на температуру. Для получения истинного значения давления показания анероида нуждаются в поправках, которые определяются сравнением с ртутным барометром. Поправок к анероидам три:
- на шкалу - зависит от того, что анероид неодинаково реагирует на изменение давления в различных участках шкалы
- на температуру - обусловлена зависимостью упругих свойств анероидной коробки и пружины от температуры
- добавочная, обусловленная изменением упругих свойств коробки и пружины со временем.
Градуируют анероиды по жидкостным барометрам (ртутным), которые более точны, но менее компактны и менее безопасны. Первый ртутный барометр был описан Эванжелисто Торричелли из Флоренции в 1644 году в сочинении «Opera geometrica ».
Нормальным считается давление в 760 мм. рт. ст. (миллиметров ртутного столба) или 101 325 Па (1013 гПа) — давление на уровне моря при нормальных условиях. Так как атмосферное давление создается вышележащими слоями воздуха, то с подъемом в горы давление падает. Зависимость давления воздуха от высоты описывается так называемой барометрической формулой .
Благодаря барометрической формуле мы можем определить высоту, на которой находится барометр. Метода определения разности высот между двумя точками по измеряемому в этих точках давлению называется барометрическим нивелированием . По такому приницпу работают альтиметры и определение высоты точки наблюдений в GPS -навигаторах.
В общем случае при помощи , если дополнительно проградуировать шкалу прибора в метрах. Для любознательных приведу таблицу показаний барометра при понижении температуры на 0,5 °С на каждые 100 метров высоты.
| Высота, м | Давление, мм. рт. ст. |
| 0 | 762 |
| 1000 | 671 |
| 2000 | 590 |
| 3000 | 517 |
| 4000 | 453 |
| 5000 | 395 |
| 6000 | 344 |
| 7000 | 288 |
| 8000 | 258 |
Если измерения будут проводиться с достаточно коротким временным промежутком (чтобы свести влияние погоды на барометр к минимуму) и в не сильно большом диапазоне высот, то барометрическую формулу можно записать как
и использовать ее для расчета высоты точки наблюдения по барометру.
Барометр - прибор, измеряющий показания давления воздуха на окружающие предметы, был изобретен в 17 веке выдающимся итальянским ученным Э. Торричелли. Первоначально выглядел как стеклянная трубка с отметками, внутри её наполняла ртуть. В момент проведения исследования столбик ртути находился на 760 мм, теперь этот показатель принято считать уровнем нормального давления, по которому судят, повышается давление или наоборот понижается. Прибор такого вида благодаря высокой степени точности и сейчас применяются на различных метеостанциях и в научных лабораториях.
Спустя 2 века, проведя огромное количество испытаний и пользуясь наработками выдающегося немецкого ученого Якова Лейбница, инженер-изобретатель из Франции Люсьен Види явил миру свое «детище» - усовершенствованный барометр-анероид (от греческого «анерос» - «без влаги»), который был намного безопаснее в использовании и имел более легкий вес.
На сегодняшний день существуют такие разновидности:
- Жидкостные барометры;
- Ртутные;
- Барометры- анероиды;
- Электронные.
Принцип работы барометра
Внешне жидкостный барометр имеет вид стеклянных трубок, взаимодействующих друг с другом как сообщающиеся сосуды в соответствии с гидростатическими законами. Заполняет их ртуть или другие легкие по весу жидкости (глицерин, масло).
Чашечный барометр
Чашечный - стеклянная трубка с закрытым концом и чашкой, показания давления определяют, замеряя высоту столбика жидкости, который начинается от уровня чашки и заканчивается отметкой верхнего мениска.
Сифонный барометр
Сифонный - трубка с закрытым длинным концом, сифонно-чашечный - две трубки, одна в открытом виде, другая в закрытом + чашка, в них показания давления воздуха устанавливают с помощью определения разности уровней столбика жидкости в первой и второй трубке.
Ртутный барометр
Ртутный барометр - пара сообщающихся сосудов, внутри - ртуть, верх одной стеклянной трубки, длиной примерно в 90 см, закрыт, там нет воздуха. В зависимости от изменений в давлении ртуть под воздействием воздуха поднимается либо опускается в стеклянной трубке, а небольшой поплавок показывает движение ртутной массы и останавливается на отметке, показывающей её уровень в миллиметрах. Норма - ртуть на отметке 760 мм рт. ст., показания выше этого значения - идет процесс повышения давления, ниже - понижения. Барометры такого типа практически не используются в обычном обиходе, ведь ртуть является опасным ядовитым веществом, конструкция барометра довольно громоздка и требует острожного отношения. Поэтому они широко применяются только в лабораторных условиях, на различных научных метеорологических станциях и в промышленности, там, где важная абсолютная точность передачи данных.
Классический барометр-анероид
(1 - корпус; 2 - гофрированная пустотелая металлическая коробочка; 3 - стекло; 4 - шкала; 5- металлическая плоская пружина; 6 - спиральная пружина; 7 - нить; 8 - передаточный механизм; 9 - стрелка-указатель )
Система работы механического барометр-анероида, в котором отсутствует какая-либо жидкость, основан на принципе воздействия давления воздуха на металл. В середине прибора располагается коробка с тонкими гофрированными стенками из металла, под силой действия воздуха стенки сжимаются или разжимаются, рычажок поворачивает стрелку в ту или иную строну. Бывают настенного и настольного типа, очень удобны и практичны в использовании, поэтому их очень часто используют в домашних условия, в офисах и различных учреждениях.
Электронный барометр
Электронный (или цифровой) барометр - современная разновидность данного прибора, линейные показатели обычного барометра-анероида преобразовываются в электронный сигнал, который обрабатывается микропроцессором и выводится на жидкокристаллический экран. Имеет компактные размеры, прост и удобен в использовании, например, для рыбалки, туризма или как дачный вариант.
На данный момент уже существует цифровой вариант барометров, которые встроены как дополнительная функция в мобильное устройство или в часы-барометры.
