نفسر ماهية مقياس الضغط واختراعه ووظيفته والوحدات التي يقيسها. بالإضافة إلى خصائص كل نوع من البارومتر.
ما هو البارومتر؟
البارومتر هو أداة تستخدم ل إلى حجم الضغط الجوي ، أي الوزن الذي أجواء يمارس في مكان معين على سطح الأرض. تذكر أن الغلاف الجوي عبارة عن كتلة غير متجانسة من الغازات التي تغطي كوكب، وبالتالي تمتلك خصائص فيزيائية محسوسة ، مثل وزن، والتي لها تأثير حاسم على طقس.
إنها قطعة أثرية شائعة جدًا في علم الارصاد الجوية، التي يعود تاريخ نسخها الأولى إلى القرن السابع عشر ، بناها الفيزيائي وعالم الرياضيات الإيطالي إيفانجليستا توريشيلي (1608-1647) ، وهو طالب في جاليليو جاليلي. جاء اختراع البارومتر كوسيلة لإثبات وزن هواء، في وقت كان يعتقد أنه لا يمارس أي ضغط على سطح الأرض.
يتكون البارومتر الأول من أنبوب زجاجي مغلق من طرفه العلوي ومفتوح من الأسفل ، مملوء بالزئبق ومقلوب فوق وعاء مملوء بالسائل نفسه ، مما يسمح للزئبق بالانضمام إلى الأنبوب الموجود بالفعل في الحاوية. حدث هذا في البداية ، مما أدى إلى زيادة مستوى الزئبق في الحاوية ، ولكن إلى حد معين.
وهكذا نشأ السؤال عن القوة التي تمنع كل الزئبق من الخروج من الأنبوب والانسكاب خارج الحاوية. بالضبط ، الضغط الذي يمارسه الهواء في الاتجاه المعاكس. هذا ما نعرفه بالضغط الجوي.
تم تأكيد هذا التفسير للبارومتر بواسطة Blaise Pascal نفسه (1623-1662) ، الذي حمل أحد هذه الأجهزة إلى أعلى جبل ووجدت أنه نظرًا لوجود هواء أقل فوقه ، اختلفت قراءات الجهاز ، وانخفض الزئبق في الأنبوب بدرجة أكبر بكثير منه في الأنبوب الأصغر. ارتفاعات.
منذ ذلك الحين ، تم استخدام مقياس الزئبق في جميع أنحاء العالم وسمح بفهم أكبر لسلوك الغلاف الجوي وعلاقته بالمناخ وحالة الأرصاد الجوية. ومع ذلك ، تم استبدال هذه الأدوات منذ عام 2007 بإصدارات أكثر حداثة ، بالنظر إلى السمية المثبتة للزئبق للكائنات الحية بشكل عام.
ما هو البارومتر؟
كما قلنا من قبل ، يتم استخدام البارومتر في المواعيد المحددة لقياس الضغط الجوي ، أي لقياس وزن الكتلة الهوائية فوق رؤوسنا ، والتي يمكن أن تختلف وفقًا للارتفاع ووفقًا لمستويات طاقة في الغلاف الجوي.
وهذا بدوره سمح بفهم أفضل لمناخ الغلاف الجوي ، عن طريق التحقق من الرابط بين تغير الضغط الجوي (خاصة انخفاضه) والطقس غير المستقر. لذلك بفضل البارومتر يمكننا أن نحصل على تنبؤات قصيرة المدى لمناخ الغلاف الجوي ، ونعلم أنه عندما يزداد الضغط ستكون هناك ظروف مستقرة ، بينما عندما ينخفض سيكون هناك طقس سيئ.
بالطبع ، تلعب العوامل والعناصر الأخرى أيضًا دورًا في هذا النوع من التنبؤ ، ولهذا السبب غالبًا ما يتم دمج قراءات البارومتر مع مقياس شدة الريح ، ومقياس الرطوبة وغيرها من الأدوات المماثلة.
تُستخدم البارومترات أيضًا لقياس ضغط جميع أنواع الغازات ، ولهذا السبب يمكن العثور عليها أيضًا في الغازات المعبأة ، مثل أنابيب الأكسجين.
وحدات البارومتر
الوحدات الحالية المستخدمة بواسطة البارومترات لقياس الضغط الجوي هي هيكتوباسكال (hPa) ، وهي مضاعفة (× 100) من باسكال ، وهي أقل وحدة ضغط مقبولة في النظام الدولي للأوزان والمقاييس. يساوي واحد باسكال قوة مقدارها 1 نيوتن على سطح مساحته مترًا مربعًا ، وهو المعدل الطبيعي لها.
ومع ذلك ، تم استخدام مقاييس الزئبق تقليديا ، والتي قياس حدث في تور، وهي وحدة تكرّم إيفانجليستا توريشيلي ، وتعادل 1 مليمتر من الزئبق (مم زئبق).
أنواع البارومترات
هناك عدة أنواع من البارومترات ، ولكل منها خصائصها الخاصة ، كما سنرى أدناه:
- بارومتر الزئبق. هذا هو النموذج التقليدي الذي تم إنشاؤه بواسطة Torricelli ، والذي يتكون من أنبوب زجاجي بارتفاع 850 مم ، مملوء بالزئبق ويوضع على حاوية مليئة بنفس المادة. لا ينصح باستخدامه بسبب احتمالية التسمم بالزئبق.
- مقياس اللاسائلية. المحرر من الزئبق ، اللاسائلي هو مقياس ضغط اخترعه الفيزيائي الفرنسي لوسيان فيدي (1805-1866) في عام 1843 ، والذي يقيس الضغط الجوي من خلال التشوهات التي يمارسها على صندوق معدني بجدران عالية المرونة ، يوجد بداخله فراغ مطلق. أكبر من مقياس الزئبق ، كان غير دقيق تمامًا ، بسبب التناقضات في مرونة من المواد.
- بارومتر فورتين. تباين في مقياس الزئبق ، والذي يشتمل على عناصر لمستوى ثابت (برغي يقع على طرف مخروط عاجي صغير) ، مع إبقاء أنبوب توريسيليان معلقًا ثم تغطيته جميعًا في صندوق نحاسي ، مع وجود فتحة قادرة على مراقبة القياسات.
- بارومتر رقمي. البديل الحديث الذي يستفيد من الجديد التقنيات الحوسبة ، والتي تستخدم مستشعرات خاصة لالتقاط ضغط الغلاف الجوي بدقة.