Барометр в чем измеряется единица
Почему прибор для измерения давления называется барометр? В каких единицах он проградуирован?
Вопрос 1: Почему прибор для измерения давления называется барометр? В каких единицах он проградуирован?
Барометр (греч. baros — тяжесть, давление и metreo — измеряю) — прибор для измерения атмосферного давления.
В соответствии с международной системой единиц (система СИ) основной единицей для измерения атмосферного давления является гектопаскаль (гПа), однако, в обслуживании ряда организаций разрешается применять старые единицы: миллибар (мб) и миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.). Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст., mm Hg) — внесистемная единица измерения давления, равная / 760 ≈ 133,Па; иногда называется „торр“ (русское обозначение — торр, международное — Torr) в честь Э. Торричелли.
Происхождение этой единицы связано со способом измерения атмосферного давления при помощи барометра, в котором давление уравновешивается столбиком жидкости. В качестве жидкости часто используется ртуть, поскольку у неё очень высокая плотность (≈13 600 кг/м³) и низкое давление насыщенного пара при комнатной температуре.
Атмосферное давление на уровне моря составляет примерно 760 мм рт. ст. Стандартное атмосферное давление принято равным (точно) 760 мм рт. ст., или Па, отсюда вытекает определение миллиметра ртутного столба (/760 Па). Ранее использовалось несколько иное определение: давление столба ртути высотой 1 мм и плотностью 13,5951×103 кг/м³ при ускорении свободного падения 9,м/с². Разница между этими двумя определениями составляет 0,%.
Миллиметры ртутного столба используются, например, в вакуумной технике, в метеорологических сводках и при измерении кровяного давления. Само собой, никто не использует прибор Торричелли для измерения таких низких давлений. Для измерения низких давлений используют другие приборы, например, вакуумметр.
Иногда используются миллиметры водяного столба (1 мм рт. ст. = 13,5951 мм вод. ст.). В США и Канаде также, используется единица измерения „дюйм ртутного столба“ (обозначение — inHg). 1 inHg = 3,386389 кПа при 0 °C.
Вопрос 2: Какая физическая величина измерялась в «термиях»? Какой единицей заменили «термию» сейчас?
Допускается также применение внесистемных единиц количества теплоты — калорий: международная калория равна 4,1868 Дж, термохимическая калория — 4,1840 Дж. В зарубежных лабораториях результаты исследований часто выражают с помощью так называемой 15-градусной калории, равной 4,1855 Дж.
Вопрос 3: Какой из манометров чувствительнее: ртутный или водяной? Почему?
Мы знаем, что давление жидкости на дно сосуда прямо пропорционально высоте столба и плотности жидкости. При равенстве давлений высота столба жидкости с большей плотностью будет меньше высоты жидкости с меньшей плотностью. Плотность ртути больше плотности воды почти в 13,6 раз. Следовательно, на разницу давлений в 1 мм рт. ст. приходится 13,6 мм водяного столба. Именно поэтому водяной манометр более чувствительный. Поэтому низкое давление измеряется водяными манометрами, среднее — ртутными манометрами, а от 1 атмосферы и высокое — пружинными манометрами.
Вопрос 4: В ожидании прибытия царского поезда градоначальник приказал украсить платформу и натереть рельсы салом, чтобы они блестели. Как, по-вашему, не перестарался ли он?
Тормоза и тормозное оборудование служат для уменьшения скорости движения поезда или его остановки. В поездах 19 века оно было только фрикционное с пневматическим приводом, то есть основанное на действии силы трения между тормозными колодками и вращающимися колесами. Существенным фактором эффективности торможения поезда является также сцепление между колесами и рельсами: плохое сцепление, что часто имеет место, например, в сезон листопада, может привести к возникновению проскальзывания и проезду запрещающего сигнала. При натирании рельсов салом произошло уменьшение сцепления колес и рельсов, и поезд не смог затормозить в нужном месте. Хорошо, если участок, который натерли, был намного короче поезда, тогда поезд тормозил бы колесами, которые еще не «засалились». Средством повышения коэффициента сцепления, которое было известно еще машинистам паровозов, является посыпка рельсов песком. Так что, надеемся, что царский поезд не сильно далеко уехал от перрона, но градоначальнику и его подчиненным явно досталось по полной программе за незнание законов физики!
Также нас крайне поразило, насколько же много в Интернете содержится сообщений о том, как кто-то в детстве из простого озорства мазал рельсы салом и тем самым нарушал движение составов.
В настоящее время на поездах применяют самые различные типы тормозов: пневматические и электрические, автоматические и неавтоматические, грузовые и пассажирские, нежёсткие и полужёсткие и т. д. При экстренной остановке поезда приводятся в действие электродинамический, пневматический и рельсовый электромагнитный тормоза с одновременной посыпкой песка на рельсы и опусканием подвагонной сети. Но и в наше время происходят аварии с поездами из-за скользких рельсов.
Вопрос 5: Когда трогается длинный железнодорожный состав, локомотив сначала дает задний ход. Зачем это делается?
Поезд — в современном понятии, это сформированный и сцепленный состав, состоящий из нескольких вагонов, с одним или несколькими действующими локомотивами или моторными вагонами, приводящими его в движение, и имеющий установленные сигналы (звуковые и видимые), которые обозначают его голову и хвост.
Любые вагоны независимо от их назначения и конструкции имеют следующие общие элементы:
· ходовую часть, воспринимающую нагрузку от вагона и обеспечивающую его безопасное и плавное движение;
· раму, воспринимающую нагрузку от кузова вместе с грузом и передающую на ходовую часть вертикальное и горизонтальное усилия, действующие на вагон;
· кузов, предназначенный для размещения в нем пассажиров или грузов;
· тормоза и тормозное оборудование, обеспечивающие уменьшение скорости движения или остановку поезда;
· ударно-тяговые приборы, служащие для сцепления вагонов друг с другом и с локомотивом и ослабления растягивающих и сжимающих усилий, передаваемых от локомотива и от одного вагона другому.
Если машинист локомотива попытается сразу резко начать движение поезда вперед, когда сцепки вагонов натянуты, то может оказаться, что он не сдвинется с места, так как суммарная сила трения покоя, действующая со стороны рельсов на все колеса состава, превысит силу скольжения ведущих колес локомотива, создаваемую осями и имеющую противоположное направление. Поэтому вначале необходимо подать поезд назад, ослабив тем самым натяжение сцепок, и только после этого приводить в движение вагоны последовательно, один за другим, а затем, так же поочередно, начинать их движение вперед.
Использованные материалы и литература:
1. Интернет-сайт http:// www. /ref/pryjinn6mi_manometrami. htm
2. Интернет-сайт http:// dic. /dic. nsf/enc_chemistry
3. Интернет-сайт http:// www. /chto-takoe-bumaga. html
4. Интернет-сайт http:// www. /journal/entsiklopediya-potrebitelya-art-chem-otlichaetsya-vidyi-shkol-nyih-prinadlezhnostey. html
5. Интернет-сайт http://ru. wikipedia. org
6. Интернет-сайт http:// www. /quiz/91
7. Интернет-сайт http:// rwlib. /e_book_vagony_7.htm
8. Интернет-сайт http:// /books/item/f00/s00/z0000040/st008.shtml
9. Интернет-сайт http:// www. /referats/r_1_kak_ustroeni_tormoza. html
10. Интернет-сайт http:// www. /zdm/05-2003/02151-2.htm
11. Интернет-сайт http:// bse. /article110073.html
13. Энциклопедия для детей. Том 16.Физика. – М.: Аванта+, 2003.
14. Иллюстрации: «Натюрморд с барометром» Полина Балашова, открытка 19 века «После купанья», «Эванжелиста Торичелли» гравюра, «Поезд на Царскосельской железной дороге» Тюмлинг, «Поезд в пути» И. Левитан.
Что такое барометр
Атмосферное давление является самым точным индикатором перемены погоды. Данные о давлении необходимы любителям активного отдыха, метеорологам, людям страдающим сердечно-сосудистыми заболеваниями и так далее.
Статья поможет читателю узнать: что такое барометр; какие разновидности этого прибора существуют; основной принцип работы каждого типа этих устройств. Также будет дана информация о способах настройки и использования прибора и рейтинг самых популярных моделей.
Назначение и принцип работы
Впервые барометр и само понятие измерения атмосферного давления, было описано ученым Эванджелисто Торричелли. Это произошло в 1644 году. Для проведения опытов, физик использовал стеклянную колбу, наполненную ртутью и чашу, которая подставлялась под колбу. В зависимости от величины атмосферного давления, уровень ртути внутри колбы мог повышаться или понижаться. Такой прибор относился к чашечным ртутным барометрам.
Дальнейшие изыскания помогли описать и установить эталонные единицы измерения атмосферного давления. Эталонной длиной трубки стали считать 1 метр. А эталонную точку отчета — 760 миллиметров ртутного столба. Любое отклонение на миллиметр считается повышением или понижением давления. Единицей измерения атмосферного давления считается 1 мм.рт.ст., иногда называется торр. 1 мм.рт.ст. = 133.3 Па.
Прибор, который использовал Торричелли, принято считать ртутным барометром. Подобные приборы используются и в современных методах измерения атмосферного давления.
Разновидности
Со времен изобретения первого барометра прошло более 200 лет. За это время люди изобрели несколько разновидностей этого устройства. Каждый отличается по своей конструкции и методу проведения измерений.
Ртутные
Подобные приборы не намного изменились со дня своего изобретения. В их конструкцию входит:
Основной особенностью конструкции является то, что для работы прибора, колба со ртутью должна помещаться в чашу дном вверх. Это позволяет вытекать жидкому металлу при повышении давления и заполнять колбу при незначительном снижении.
Ртутные модели обладают самой высокой точностью. Основным недостатком является крайняя токсичность жидкого металла и его паров.
Жидкостные
После признания ртутных моделей опасными, были придуманы жидкостные аналоги этого устройства. Прибор состоит из двух сообщающихся сосудов. В одном находится жидкость, а другой является шкалой для визуального контроля давления. При повышении параметров давления окружающей среды, жидкость расширяется, а уровень в сосуде-шкале увеличивается. При изменении в меньшую сторону, уровень уменьшается.
В качестве жидкости, для заполнения прибора, используется масло или глицерин. Основным недостатком подобных устройств является низкая точность. Предсказать погоду становится сложно, по причине влияния температуры окружающего воздуха на жидкость в сосуде.
Механические
Самый популярный и распространенный тип. Устройство представляет собой прибор, очень схожий с настенными часами. Для контроля измерений используется циферблат со стрелкой. Циферблат размечен цифровыми уровнями параметров атмосферного давления. Для простоты указаны уровни: солнечной, дождливой и облачной погоды.
Принцип действия механических моделей основан на воздействии давления на ровную поверхность. Прибор оснащен коробочкой из тонкого металла, внутри которой создан вакуум. При воздействии высокого атмосферного давления, стенка коробочки прогибается. Механизм улавливает это изменение и сдвигает стрелку циферблата на определенный градус. При снижении давления, стенка коробочки выпрямляется, что приводит к изменению положения стрелки.
Подобные барометры называют также анероидами. Они способны максимально точно измерять атмосферное давление. Единственным недостатком является хрупкость механизма.
Цифровые
Данный тип барометров можно также отнести к разновидности анероидных устройств. Отличием является наличие электронного датчика или мембраны, которая реагирует на изменение состояния стенок коробочки. Для повышения точности устройства оснащаются несколькими анероидами.
Цифровые барометры оснащаются электронным жидкокристаллическим табло для контроля результатов измерений. Владельцу нет необходимости разбираться в тонкостях параметров. Прибор выдает результаты в виде цифровых данных, а также в виде картинок или звуковых оповещений.
Подобные барометры также оснащаются термометрами, часами, календарем, оповещают о времени восхода и заката. Эти устройства не нуждаются в настройках, все измерения делаются в автоматическом режиме.
Настройка
Далее будет дано руководство по настройке механического барометра. Этот вид барометров относится к наиболее чувствительным к внешним воздействиям. Завод-изготовитель проводит настройку и калибровку всех приборов. Но при длительной эксплуатации, или в результате посторонних воздействий, устройство начинает показывать данные с небольшими погрешностями. Настраивают барометр следующим образом:
Некоторые виды механических барометров оснащаются калибровочным винтом для грубой и точной настройки. Нужно предельно осторожно проворачивать данный винт, без перекручивания. Также запрещается давить на винт, бить по нему. В остальном, настройка барометра ничем не отличается от настройки обычных механических часов.
Далее будут даны рекомендации, как пользоваться барометром.
Использование
При использовании цифрового или механического барометра, необходимо руководствоваться некоторыми правилами.
Далее будут описаны самые популярные цифровые и механические модели барометров.
Модели
Барометр может стать отличным помощником или подарком. Современные механические модели производятся из дорогих пород дерева, обладают непревзойденным качеством и дизайном.
УТЕС БТКСН-8
Современный, высокоточный прибор от отечественных производителей. Корпус выполнен из натуральной древесины. Основным отличием является наличие термометра. Циферблат отлично читается, а так же имеет разметку и дополнительные обозначения погодных характеристик.
Данный барометр подойдет людям со слабым зрением. Данные с его табло считываются на расстоянии до 15 метров.
БРИГ + БМ91121
Красивый и недорогой высоко точный барометр. Изготовлен из натурального дерева. Все детали механизма выполнены из латуни. Циферблат устройства имеет разметку в Паскалях и миллиметрах. Сам циферблат отлично считывается с большого расстояния.
Подобное устройство станет отличным подарком для людей, практикующих здоровый образ жизни.
Eva Solo 567766
Очень простая модель цифрового термометра и барометра.
Производитель уделил внимание только основным функциям. Прибор показывает температуру и атмосферное давление в виде соответствующей картинки. Основным преимуществом является возможность эксплуатации дома и на улице. Питается устройство от батареек.
Этот барометр станет наилучшим вариантом для пожилых людей со слабым зрением.
Заключение
Статья подробно раскрыла: для чего нужен барометр, какие единицы измерения применяются в этих устройствах, как можно настроить и использовать прибор.
В общем-то, если у вас в планах нет намерения в одиночку пересечь на лодке океан, то глубокие знания особенностей измерения давления в разных условиях, вам будут совсем ни к чему. На любом приборе, в том или ином виде, обязательно есть отметки «Облачно», «Ясно», «Дождь». И когда стрелка прибора приближается к нарисованному под стеклом солнышку, вы можете не переживать, что промочите обувь, выходя из дома. А в описании прибора обязательно должно быть указано, как можно откорректировать его работу, если показания барометра не соответствуют показаниям местной метеостанции, то есть не достаточно правильны.
Видео по теме
БАРОМЕТР
Полезное
Смотреть что такое «БАРОМЕТР» в других словарях:
барометр — барометр … Орфографический словарь-справочник
барометр — а ж. baromètre m. 1. Прибор для измерения атмосферного давления. БАС 2. Барометр нарицается орудие, егоже помощию может познана быти тяжесть Атмосферы. КАН 109. Барометр скоро к верьху поднялся. Ледян. Дом 32. Понеже Имп. вел. изволил приказать… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
БАРОМЕТР — (от греч. baros тяжесть, и metron мера). Прибор, определяющий меру давления воздуха и могущий потому, до некоторой степени, предсказать погоду. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. БАРОМЕТР от греч.… … Словарь иностранных слов русского языка
БАРОМЕТР — БАРОМЕТР, прибор для измерения АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ. Имеется два основных типа барометров: ртутный барометр и анероид; последний менее точен, однако, обычно используется в БАРОГРАФАХ и в домашнем обиходе. Ртутный барометр состоит из стеклянной… … Научно-технический энциклопедический словарь
БАРОМЕТР — (барометр устар.), барометра, муж. (от греч. baros тяжесть и metron мера). Прибор для измерения атмосферного давления. Барометры бывают ртутные и анероиды. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
БАРОМЕТР — (Barometer) прибор для измерения атмосферного давления (давления воздуха). На метеорологических станциях применяют ртутные Б., состоящие из трубки с ртутью, запаянной сверху и погруженной открытым концом в чашку с ртутью. Чем больше давление… … Морской словарь
барометр — Манометр абсолютного давления для измерения давления околоземной атмосферы. Примечание Барометр с непрерывной записью показаний называется барографом. [ГОСТ 8.271 77] Тематики средства измерения давления EN barometerpressure indicator DE… … Справочник технического переводчика
Барометр — Барометр предвещает скорые перемены в делах, которые окажутся весьма позитивными. Если барометр сломан, готовьтесь к неприятностям … Большой универсальный сонник
БАРОМЕТР — (от греческого «барос» тяжесть и «метрео» измеряю) прибор для измерения атмосферного давления. Обычно пользуются металлическим барометром анероидом, в котором герметически закрытая металлическая коробка изменяет свою форму под действием внешнего… … Краткая энциклопедия домашнего хозяйства
Барометр — – манометр абсолютного давления для измерения давления околоземной атмосферы. Примечание. Барометр с непрерывной записью показаний называется барографом. [ГОСТ 8.271 77] Рубрика термина: Приборы Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
БАРОМЕТР
БАРОМЕТР, прибор для измерения давления атмосферного воздуха. Давление есть сила, действующая на единицу площади поверхности. Земная атмосфера, простирающаяся на сотни километров вверх, оказывает давление на поверхность Земли; барометр и служит для измерения этого давления. Атмосферное, или барометрическое, давление измеряется в миллиметрах ртутного столба и в паскалях (см. ниже).
Изменения атмосферного давления, как правило, бывают связаны с изменениями погодных условий. Давление обычно падает перед ненастьем, а его повышение предвещает хорошую погоду. Отмечая на карте изменения давления, можно определять направление ветров и перемещение циклонов. Линии равного давления называются изобарами от греч. isos (равный) и baros (тяжесть). Барометры были приспособлены для измерения высоты, так как давление атмосферного воздуха уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря. Такими приборами (альтиметрами) оборудуются самолеты, их берут с собой альпинисты.
Существуют два основных типа барометров – ртутный и анероид. Ртутный барометр более точен и надежен, чем анероид. Анероид же более компактен и удобен, его можно сделать карманным.
Ртутный барометр.
Ртутный барометр показывает атмосферное давление как высоту ртутного столба, которую можно измерить по прикрепленной рядом шкале. В простейшем виде (рис. 1) он представляет собой наполненную ртутью стеклянную трубку длиной ок. 80 см, запаянную на одном конце и открытую с другого, погруженную открытым концом в чашку (иногда называемую цистерной) со ртутью. В барометрической трубке нет воздуха, и пространство в ее верхней части называется торричеллиевой пустотой.
Чтобы сделать ртутный барометр, нужно сначала наполнить трубку ртутью. Затем, закрыв открытый конец трубки, погрузить его в ртуть, находящуюся в чашке. Стоит отнять преграду с погруженного конца трубки, как ртуть в трубке опустится настолько, что давление ее столба уравновесится атмосферным давлением, действующим на поверхность ртути в чашке. После этого атмосферное давление можно измерить как высоту h столба ртути, который оно уравновешивает. При изменении атмосферного давления высота столба будет изменяться. Среднее атмосферное давление равно 760 мм рт.ст. (1 мм рт.ст. = 133,3 Па).
Анероид.
В анероиде (рис. 2) жидкости нет (греч. «анероид» – «безводный»). Он показывает атмосферное давление, действующее на гофрированную тонкостенную металлическую коробку, в которой создано разрежение. При понижении атмосферного давления коробка слегка расширяется, а при повышении – сжимается и воздействует на прикрепленную к ней пружину. На практике часто используется несколько (до десяти) анероидных коробок, соединенных последовательно, и имеется рычажная передаточная система, которая поворачивает стрелку, движущуюся по круговой шкале, проградуированной по ртутному барометру. Как и у сифонного ртутного барометра (рис. 1), на шкале анероида могут быть сделаны надписи («дождь», «переменно», «ясно», «очень сухо»), указывающие на погодные условия.
Анероид меньше ртутного барометра, и его показания легче снимать. Им можно пользоваться в экспедиционных условиях, на морских судах, самолетах и пр. Если к его стрелке прикрепить перо, то он будет записывать показания. Такие барографы, т.е. анероиды, регистрирующие барометрическое давление, имеются на всех метеостанциях.
Кедроливанский В.Н., Стернзат М.С. Метеорологические приборы. Л., 1953
Гаевский Н.А. Техника измерений давления. М., 1970
Осадчий Е.П. Проектирование датчиков для измерения механических величин. М., 1979
Федяков Е.М. и др. Измерения переменных давлений. М., 1982
Барометр. Что и как измеряет?
Барометр — это прибор для измерения атмосферного давления. Он используется метеорологами для прогнозирования краткосрочных изменений погоды. Например, если атмосферное давление падает, могут ожидаться штормы и дожди. А наличие барометра в квартирах, где проживают пожилые метеочувствительные члены семьи, может предотвратить у них сердечный приступ.
Классификация и виды
Практически используются три типа барометров, принцип действия которых по определению атмосферного давления различен:
Кроме того, существуют и самодельные барометры, которые показывают результат, достаточный для практических наблюдений за погодой.
Как работает барометр?
Ртутный барометр показывает меняющееся положение ртутного столба для данной местности (за 0 берётся барометрическое давление на уровне моря). Во время циклонической природной деятельности давление падает, что вызывает соответствующее уменьшение высоты ртутного столба. Когда циклон уступает место антициклону, низкое атмосферное давление сменяется более высоким, которое повышает уровень ртути в стеклянной трубке.
В анероидном барометре индикатором изменяющегося давления является линейное расширение материала исполнительного элемента. Существует целый класс сплавов, который отличается определёнными значениями коэффициента линейного расширения. Чаще других используются немагнитный коррозионно стойкий сплав 36НХТЮ (ЭИ702) на основе никеля, либо бериллиевая бронза БрБ2.
Те же марки сплавов используются и в регистрирующих датчиках электронных барометров, а результат изменения их размеров отображается на дисплее. В таких приборах также учитывается изменение температуры воздуха. Это, в свою очередь, влияет на электропроводность материала. Изменяющаяся ёмкость влияет на силу электрического тока, протекающего через датчик, который и регистрирует изменения в давлении воздуха.
Таким образом, ртутные, анероидные и цифровые барометры работают по одному и тому же физическому принципу расширения и сжатия в зависимости от температуры окружающей среды, хотя и делают это по-разному.
Как пользоваться барометром?
Точность отсчёта зависит не только от устройства прибора, но и от того, где его расположить и в каких условиях содержать. Устанавливая барометр, важно помнить о следующем:
Некоторые типы бытовых барометров (например, Утёс БТК-СН) отличаются не только хорошей точностью показаний, но и привлекательным внешним видом, поэтому часто используются как декоративный элемент интерьера. В конструкции предусмотрена стрелка, перемещение которой позволяет оценить интенсивность изменения давления.
Барометр БАММ-1 более прост по дизайну, предназначается для использования на метеорологических станциях. Он не имеет пружин, а потому менее требователен к условиям эксплуатации. Точность – на уровне электронных барометров.
Контрольный барометр М-67 оснащён дисплеем, отличается высокой точностью считываемой информации, но его компоновка предполагает только горизонтальное рабочее положение, что не всегда удобно.
Барометр своими руками
Понадобятся новый воздушный шарик и банка ёмкостью 2 л. Создание барометра анероидного типа ведётся в такой последовательности:
Поскольку высота над уровнем моря не изменяется, то относительные показания вашего «барометра» в бытовых целях будут достаточно точными. Там же можно записывать и числовые показатели давления. Для этого используют данные метеосайтов, работающих по вашему региону.