Εφεύρεση, χαρακτηριστικά και λειτουργία του βαρομετρητού υδραργύρου

Το βαρόμετρο υδραργύρου είναι ένα μέσο χρήσης στη μετεωρολογία με το οποίο μετράται η τιμή της ατμοσφαιρικής πίεσης. Αποτελείται από μια στήλη υδραργύρου που βρίσκεται μέσα σε ένα σωλήνα που στηρίζεται κατακόρυφα σε ένα δοχείο γεμάτο υδράργυρο.

Ο σωλήνας είναι γυάλινος και βρίσκεται ανάποδα ή ανεστραμμένη. δηλαδή, το άνοιγμά του έρχεται σε επαφή με το δοχείο. Η λέξη βαρόμετρο προέρχεται από την αρχαία ελληνική, που σημαίνει baro "peso" και μετρητής "medida". Το βαρόμετρο υδραργύρου είναι ένας από τους δύο κύριους τύπους βαρομέτρων που υπάρχουν.

Ατμοσφαιρική πίεση είναι το βάρος ή η δύναμη της βαρύτητας δρα σε ένα αντικείμενο ανά μονάδα επιφάνειας ή περιοχή που ασκείται από την ατμόσφαιρα. Η λειτουργία του βαρόμετρου βασίζεται στο γεγονός ότι το επίπεδο που επιτυγχάνεται από τη στήλη υδραργύρου είναι ισοδύναμο με το βάρος που ασκείται από την ατμόσφαιρα.

Οι αλλαγές πίεσης που προκαλούνται από τις καιρικές συνθήκες. Αναλύοντας τις λεπτές μεταβολές της ατμοσφαιρικής πίεσης, μπορούν να προβλεφθούν βραχυπρόθεσμα αλλαγές στον καιρό ή το κλίμα.

Ευρετήριο

• 1 Εφαρμογή του βαρομετρητού υδραργύρου
• 2 Χαρακτηριστικά
  • 2.1 Επίπεδο υδραργύρου
• 3 Πώς λειτουργεί?
• 4 Μονάδες ατμοσφαιρικής πίεσης
• 5 Διαφορές σχεδιασμού
  • 5.1 Περιορισμός στην κατασκευή του
• 6 Χρησιμότητα του βαρομετρητού υδραργύρου
• 7 Αναφορές

Εφαρμογή του βαρομετρητού υδραργύρου

Το βαρόμετρο του Ερμή εμφανίστηκε το 1643 από τον Ιταλό φυσικό και μαθηματικό Evangelista Torricelli.

Αυτό το όργανο είναι πολύ παλιό. Ωστόσο, προηγείται του βαρομετρητή νερού, μια μεγαλύτερη συσκευή που δημιουργήθηκε από αυτόν τον επιστήμονα. Ο Torricelli ήταν μαθητής και βοηθός του αστρονόμου Galileo Galilei.

Σε πειράματα που έγιναν σχετικά με τη δημιουργία των κενών Torricelli, Galileo παρενέβη και τον προτείνεται η χρήση του υδραργύρου. Έτσι Torricelli αναγνωρίζεται ως ο πρώτος επιστήμονας που δημιουργούνται κενά και περιγράφεται το σκεπτικό ή θεωρία βαρόμετρο.

Ο Torricelli παρατήρησε ότι το ύψος του υδραργύρου του γυάλινου σωλήνα ποικίλλει σε σχέση με τη μεταβολή της ατμοσφαιρικής πίεσης. Η ατμοσφαιρική πίεση ονομάζεται επίσης βαρομετρική πίεση.

Υπάρχει ιστορική διαμάχη, αφού επισημαίνεται ότι ένας άλλος Ιταλός επιστήμονας, Gasparo Berti, ήταν ο δημιουργός του βαρομετρητή νερού. Ακόμα και Rene Descartes ήταν ενδιαφέρονται για τον προσδιορισμό ατμοσφαιρική πίεση πολύ πριν από Torricelli, αλλά δεν ενοποίησε την πειραματική του φάση.

Χαρακτηριστικά

- Το βαρόμετρο υδραργύρου είναι πολύ μικρότερο σε μέγεθος από το βαρόμετρο νερού.

- Το όργανο αυτό έχει γυάλινο σωλήνα που έχει μόνο ένα άνοιγμα τοποθετημένο προς τα κάτω, βυθισμένο σε ένα δοχείο που περιέχει υδράργυρο.

- Ο σωλήνας περιέχει μια στήλη υδραργύρου που προσαρμόζει το επίπεδό του ανάλογα με την πίεση που λαμβάνει ο υδράργυρος από το δοχείο.

- Ένα κενό δημιουργείται από το βάρος του υδραργύρου στο άνω μέρος του σωλήνα, το οποίο είναι γνωστό ως torricellian vacuum.

- Το δοχείο είναι ένα στρογγυλό πιάτο που έχει ένα μικρό βάθος και περιέχει υδράργυρο που βρίσκεται σε στενή επαφή με το σωλήνα..

- Ο σωλήνας είναι βαθμολογημένος, δηλαδή έχει μια κλίμακα που επισημαίνεται για την αύξηση ή τη μείωση του επιπέδου του υδραργύρου.

- Η πίεση μπορεί να προσδιοριστεί κοιτάζοντας το σημάδι της κλίμακας στο οποίο σταματά το επίπεδο του υδραργύρου.

- Η επίδραση της αυξημένης θερμοκρασίας στην πυκνότητα υδραργύρου δεν παρεμβαίνει στην ανάγνωση της κλίμακας. Η κλίμακα του βαρόμετρου ρυθμίζεται για να αντισταθμίζει αυτό το αποτέλεσμα.

Επίπεδο υδραργύρου

Το επίπεδο που επιτυγχάνεται από τη στήλη του υδραργύρου στον σωλήνα θα αντιστοιχεί στην αύξηση ή μείωση της ατμοσφαιρικής πίεσης. Όσο υψηλότερη είναι η ατμοσφαιρική πίεση ενός δεδομένου τόπου, τόσο μεγαλύτερη είναι η στήλη υδραργύρου του βαρομέτρου.

Πώς λειτουργεί?

Το στρώμα του αέρα που περιβάλλει τη Γη είναι η ατμόσφαιρα. Αποτελείται από ένα μείγμα αερίων και υδρατμών. Η δύναμη της βαρύτητας που ασκείται από τη Γη προκαλεί την "συμπιέση" της ατμόσφαιρας στην επιφάνεια.

Ακριβώς με τη χρήση του βαρομετρητού υδραργύρου, η πίεση που ασκείται από την ατμόσφαιρα σε μια συγκεκριμένη γεωγραφική θέση μπορεί να μετρηθεί. Καθώς αυξάνεται η πίεση στον υδράργυρο στο δοχείο, ασκείται μια αύξηση της στάθμης του υδραργύρου που περιέχεται στον σωλήνα..

Δηλαδή, η πίεση του αέρα ή της ατμόσφαιρας ωθεί τον υδράργυρο που βρίσκεται στο δοχείο προς τα κάτω. Αυτή η πίεση στο δοχείο ταυτόχρονα ωθεί προς τα πάνω ή αυξάνει το επίπεδο της στήλης υδραργύρου του σωλήνα.

Οι μεταβολές στο ύψος της στήλης υδραργύρου λόγω της επίδρασης της ατμοσφαιρικής πίεσης μπορούν να μετρηθούν με ακρίβεια. Επιπλέον, η ακρίβεια του βαρομετρητού υδραργύρου μπορεί να αυξηθεί λαμβάνοντας υπόψη τη θερμοκρασία περιβάλλοντος και την τοπική τιμή της βαρύτητας.

Μονάδες ατμοσφαιρικής πίεσης

Οι μονάδες στις οποίες μπορεί να εκφραστεί η ατμοσφαιρική πίεση είναι μεταβλητές. Με το βαρόμετρο υδραργύρου, η ατμοσφαιρική πίεση αναφέρεται σε χιλιοστά, πόδια ή ίντσες. αυτά είναι γνωστά ως μονάδες torr. Ένας torr ισούται με 1 χιλιοστό του υδραργύρου (1 torr = 1 mm Hg).

Το ύψος της στήλης του υδραργύρου, σε χιλιοστά, για παράδειγμα, θα αντιστοιχεί στην τιμή της ατμοσφαιρικής πίεσης. Μια ατμόσφαιρα υδραργύρου ισούται με 760 χιλιοστά υδραργύρου (760 mm Hg) ή 29,92 ίντσες υδραργύρου.

Σχεδιαστικές παραλλαγές

Έχουν δημιουργηθεί διαφορετικά σχέδια του βαρομετρητού υδραργύρου προκειμένου να βελτιωθεί όλο και περισσότερο η ευαισθησία του. Υπάρχουν τροχόσφαιρα, λεκάνες, σιφόν, δεξαμενή, μεταξύ άλλων.

Υπάρχουν εκδόσεις με θερμόμετρο, όπως το βαρόμετρο Fitzroy.

Περιορισμός στην κατασκευή του

Για να ολοκληρώσουμε αυτό το σημείο, είναι σημαντικό να επισημάνουμε ότι από το 2007 η πώληση και ο χειρισμός του υδραργύρου ήταν περιορισμένη. Η οποία μεταφράζεται, όπως αναμενόταν, σε μείωση της παραγωγής βαρομέτρων υδραργύρου.

Χρησιμότητα του βαρομετρητού υδραργύρου

-Χρησιμοποιώντας το βαρόμετρο υδραργύρου μπορείτε, με βάση το αποτέλεσμα της ατμοσφαιρικής πίεσης, να κάνετε προβλέψεις για τον καιρό.

-Επίσης με μετρήσεις της ατμοσφαιρικής πίεσης, μπορούν να ανιχνευθούν στην ατμόσφαιρα συστήματα υψηλής ή χαμηλής πίεσης. Με τη χρήση αυτού του οργάνου μπορείτε ακόμη να ανακοινώσετε τις βροχές, τις καταιγίδες, εάν ο ουρανός θα είναι σαφής, μεταξύ άλλων προβλέψεων.

-Έχει διαπιστωθεί ότι η ατμοσφαιρική πίεση είναι μια παράμετρος που ποικίλλει ανάλογα με το ύψος και την ατμοσφαιρική πυκνότητα. Είναι σύνηθες να λαμβάνεται η στάθμη της θάλασσας ως σημείο αναφοράς, για να προσδιορίζεται η πίεση σε ένα συγκεκριμένο σημείο.

Διευκρινίζεται εάν η απόσταση ενδιαφέροντος για την εκτίμηση της πίεσης είναι πάνω ή κάτω από τη στάθμη της θάλασσας.

-Με το βαρόμετρο υδραργύρου μπορείτε επίσης να μετρήσετε το υψόμετρο ενός συγκεκριμένου τόπου σε σχέση με το επίπεδο της θάλασσας.

Αναφορές

1. Οι συντάκτες της Encyclopaedia Britannica. (3 Φεβρουαρίου 2017). Βαρόμετρο Encyclopaedia Britannica. Ανακτήθηκε από: britannica.com
2. Ιστορία της Χημείας (s.f.). Evangelista Torricelli. Ανακτήθηκε από: chemed.chem.purdue.edu
3. Turgeon Α. (19 Ιουνίου 2014). Βαρόμετρο Εθνική Εταιρεία Γεωγραφίας. Ανακτήθηκε από: nationalgeographic.org
4. Wikipedia. (2018). Βαρόμετρο Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org
5. Bellis, Mary. (14 Ιουνίου 2018). Η Ιστορία του Βαρόμετρου. Ανακτήθηκε από: thoughtco.com