Як визначити атмосферний тиск?

Атмосферним тиском називають силу, з якою навколишній нас повітря тисне на земну поверхню. Першим, хто зміг його виміряти, був учень Галілео Галілея Еванжеліста Торрічеллі. У 1643 році разом зі своїм колегою Вінченцо Вівіані він провів простий досвід.

Досвід Торрічеллі

Як він зміг визначити атмосферний тиск? Взявши метрову трубку, запаяну з одного кінця, Торрічеллі налив у неї ртуть, закрив пальцем отвір і, перевернувши, опустив у чашу, також наповнену ртуттю. При цьому частина ртуті вилилася з трубки. Ртутний стовпчик зупинився на позначці 760 мм. від рівня поверхні ртуті в чаші.

Цікаво, що результат досвіду не залежав від діаметра, нахилу і навіть форми трубки - ртуть завжди зупинялася на одному рівні. Втім, якщо погода раптом змінювалася (і атмосферний тиск падав або підвищувався), стовпчик ртуті опускався або піднімався на кілька міліметрів.

З тих пір атмосферний тиск вимірюють у міліметрах ртутного стовпа, а тиск 760 мм. рт. ст. вважають рівним 1 атмосфері і називають нормальним тиском. Так був створений перший барометр - прилад для вимірювання атмосферного тиску.

Інші способи вимірювання атмосферного тиску

Ртуть - не єдина рідина, яку можна використовувати для вимірювання атмосферного тиску. Багато вчених в різний час споруджували водяні барометри, але оскільки вода набагато легше ртуті, їх трубки піднімалися на висоту до 10 м. До того ж, вода вже при 0 ° С перетворювалася на лід, що створювало певні незручності.

Сучасні ртутні барометри використовують принцип Торрічеллі, але влаштовані дещо складніше. Наприклад, сифонний барометр являє собою довгу скляну трубку, вигнуту в сифон і наповнену ртуттю. Довгий кінець трубки запаяний, короткий відкритий. На відкритій поверхні ртуті плаває невеликий грузик, врівноважений противагою. При зміні атмосферного тиску ртуть рухається, тягнучи за собою поплавок, а той, у свою чергу, приводить в рух противагу, пов'язаний зі стрілкою.

Ртутні барометри використовуються в стаціонарних лабораторіях і на метеорологічних станціях. Вони дуже точні, але досить громіздкі, тому в домашніх або польових умовах атмосферний тиск вимірюють за допомогою безжідкостного барометра або барометра-анероїда.

Як працює барометр-анероїд

У безжідкостном барометрі коливання атмосферного тиску сприймаються невеликої круглої металевої коробочкою з розрідженим повітрям всередині. Анероїдні коробка має тонку гофровану стінку-мембрану, яку відтягує невелика пружина. Мембрана вигинається назовні, коли атмосферний тиск падає, і вдавлюється всередину, якщо воно росте. Ці рухи викликають відхилення стрілки, що рухається за спеціальною шкалою. Шкала барометра-анероїда вирівняна по ртутному барометру, але все одно він вважається менш точним приладом, так як з плином часу пружина і мембрана втрачають свою пружність.