Описание приборов измерения атмосферного давления

Давление воздуха изменяется в широких пределах. Если оно больше 760 миллиметров ртутрного столба, то считается повышенным, если меньше – то пониженным.

Наблюдения за изменением атмосферного давления позволяют предсказывать погоду. Например, при повышении давления в зимний период погода становится морозней, а летом – жаркой. Пониженное атмосферное давление способствует появлению облачности, выпадению осадков. Поэтому постоянно знать величину атмосферного давления и контролировать его изменения необходимо не только ученым, медикам, но и всем нам.

Атмосферное давление

Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба, а также в Паскалях и гектоПаскалях. Принято считать нормальным давление, которое равно 760 мм рт. ст. (1013,25 гПа) .

Атмосферное давление, как правило, изменяется в зависимости от изменений погодных условий. Зачастую давление падает перед ненастной погодой, повышается – перед хорошей. Ведение учета изменения давления позволяет определить перемещение циклонов и направление ветров.

На самочувствие человека, проживающего долгое время в определенной местности, изменение характерного давления зачастую не влияет. В случаях, когда происходят непериодические колебания атмосферного давления, даже у здоровых людей появляется головная боль, падает работоспособность и ощущается тяжесть тела.

Изменение атмосферного давления также влияет на многие технологические процессы. Например, при переработке нефтепродуктов, где давление является одним из основных контролируемых технических параметров; хлебо-булочное производство, где показания давления сильно влияют на влажность полуфабрикатов из теста; в авиационной промышленности это очень важный параметр, оказывающий влияние на сроки и условия эксплуатации.

Приборы для измерения атмосферного давления

На сегодняшний день существует несколько видов барометров, с помощью которых осуществляют измерение давления воздуха:

• Ртутный сифонный барометр – представляет У-образную, наполненную ртутью трубку с открытым и запаянным концом.
• Ртутный чашечный барометр – состоит из вертикальной, наполненной ртутью трубки, верхний конец которой запаян, а нижний находится в специальной чашечке с ртутью.
• Барометр-анероид – является безвоздушной металлической коробкой с волнообразными стенками.
• Барограф – самопищущий прибор, который применяют для наблюдения за барометрическим давлением в определенные промежутки времени.
• Электронный барометр – цифровой прибор, работающий по принципу обычного анероида или по принципу измерения давления воздуха на чувствительный кристалл.

Ртутные барометры являются более точными и надежными по сравнению с анероидами, по ним проверяют работу других видов барометров. Высота давления в них определяется по высоте столба ртути. Метеорологические станции оборудованы чашечными барометрами.

Измерение атмосферного давления с помощью термогигрометра

Атмосферное давление измеряется не только с помощью различных видов барометров, но и такими универсальными цифровыми приборами, как термогигрометры. Несмотря на то, что основная задача данных устройств – определение относительной влажности и температуры, они прекрасно справляются и с измерением давления воздуха, показывая максимально точные величины. Поэтому такие многофункциональные приборы приобрести намного выгоднее, чем устаревшие барометры и психрометры.

АО «ЭКСИС» предлагает Вашему вниманию огромный ассортимент электронных измерителей давления и других контрольно-измерительных приборов высокого качества и всегда по доступным ценам.  

В частности, в нашей копании Вы сможете приобрести следующие модели термогигрометров:

• Термогигрометр ИВТМ-7 М 2-Д-В. Прибор, помимо измерения и регистрации температуры и относительной влажности воздуха и других неагрессивных газов, измеряет атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба и гПа, может регистрировать данные в энергонезависимой памяти, пересчитывать результаты измерений в различные единицы (процент относительной влажности, г/м3), осуществлять одновременную индикацию измеряемых значений. ИВТМ-7 М 2-Д-В обладает высокой степенью пылевлагозащиты (IP65), благодаря чему возможно его использование в помещениях с повышенной влажностью.
• Термогигрометр ИВТМ-7 К-1. Прибор измеряет атмосферное давление в кПа, может пересчитывать значения различных единиц влажности, осуществлять одновременную индикацию измеряемых значений, регистрировать данные на microSD, возможно подключение различных типов первичных преобразователей.
• Термогигрометр ИВТМ-7 Р-03-И-Д. Прибор оснащен жидкокристаллическим индикатором, предназначенным для визуального контроля значений относительной влажности, температуры и давления. Имеет малые габариты и эргономичный корпус.
• Термогигрометр ИВТМ-7 М 6-Д (в эргономичном корпусе). Прибор измеряет атмосферное давление в кПа, может регистрировать данные на энергонезависимой карте памяти, пересчитывать результаты измерений в различные единицы, осуществлять одновременную индикацию измеряемых значений. Имеет эргономичный корпус, большой и удобный дисплей.
• Термогигрометр ИВТМ-7 М 3-Д-В. Прибор, помимо измерения и регистрации температуры и относительной влажности воздуха и других неагрессивных газов, измеряет атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба и гПа, может регистрировать данные в энергонезависимой памяти, пересчитывать результаты измерений в различные единицы (процент относительной влажности, г/м3), осуществлять одновременную индикацию измеряемых значений. Модель ИВТМ-7 М3-Д-В предназначена для создания измерительной сети. Степень влагозащиты корпуса и датчика IP65, благодаря чему возможно его использование в помещениях с повышенной влажностью.
• Термогигрометр ИВТМ-7 М 6-Д. Прибор измеряет атмосферное давление в кПа, может регистрировать данные на энергонезависимой карте памяти (microSD), пересчитывать результаты измерений в различные единицы, осуществлять одновременную индикацию измеряемых значений.

Все модели термогигрометров имеют интерфейс связи с ПК посредством USB, RS-232 и могут крепиться к стене.

Измерение атмосферного давления и Опыт Торичелли: формула

 

Всем известно, что формула для расчёта давления жидкости выглядит следующим образом: р=ρgh, где р — давление жидкости на дно сосуда, ρ — плотность воды, g — сила тяжести, действующая на 1кг, h — высота столба жидкости.

Но чтобы рассчитать по этой формуле атмосферное давление, нам нужно знать высоту атмосферы и плотность воздуха. Поскольку, у атмосферы определённой границы не существует, расчёт атмосферного давления по этой формуле невозможен.

Как измерить атмосферное давление? Опыт Торичелли

Но как же его тогда измерить? В этом нам помог итальянский учёный, который учился у Галилея, Эванджелиста Торричелли. Он провёл опыт, где взял стеклянную, запаянную с одного конца, трубку длиной примерно 1м и заполнил её ртутью. Другой конец трубки заткнули.

Трубку опустили заткнутым концом в чашу и открыли её, вследствие чего часть ртути вылилась в чашу. Высота столба ртути получилась примерно 760 мм. В промежутке между вершиной столба ртути и концом трубки безвоздушное пространство.

Но казалось бы, при чём тут атмосферное давление? А вот при чём: атмосфера давит на поверхность ртути, в то время как ртуть находится в равновесии. Из этого следует, что давление ртути в трубке на уровне поверхности ртути в чаше равняется атмосферному.

Если оного больше, то ртуть будет выливаться из трубки, если меньше — то ртуть из чаши будет переходить в трубку. из этого опыта следует, что атмосферное давление равняется давлению ртути в трубке (р атм = р ртути).

Теперь, измерив высоту столба ртути, мы можем посчитать атмосферное давление, которое будет равно: плотность ртути умноженную на силу тяжести, действующая на 1кг умноженную на высоту столба ртути. Это и будет атмосферное давление.

Атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба

Так как в опыте Торричелли чем выше атмосферное давление, тем выше столб ртути в трубке, стало принято измерять атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба (мм рт.3 — плотность (ρ) ртути, а 0,001 м — 1 миллиметр ртутного столба.

В сводках погоды можно услышать, что атмосферное давление равно 1030 гектопаскалям (1030 гПа). Это то же самое, что и 760 мм рт. ст. и является нормальным атмосферным давлением.

Не секрет, что атмосферное давление нестабильно и меняется на протяжение дня. Зачастую, это происходит от изменения погоды.

Сейчас никто не измеряет линейкой высоту столба ртути в трубке. Для измерения атмосферного давления используют ртутный барометр (от греч. барос — тяжесть и метро — измерять). Самый простейший ртутный барометр получится, если к трубке с ртутью, которая использовалась в опыте Торричелли, прикрепить вертикальную измерительную шкалу.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Вес воздуха: атмосферное давление
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspБарометр-анероид и атмосферное давление на различных высотах

Атмосферное давление – внеурочная деятельность (конкурсная работа) – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

• Участник: Вертушкин Иван Александрович
  
• Руководитель: Виноградова Елена Анатольевна  

         Тема : «Атмосферное давление»
  

Введение

Сегодня за окном идёт дождь. После дождя уменьшилась температура воздуха, увеличилась влажность и уменьшилось атмосферное давление. Атмосферное давление является одним из основных факторов, определяющих состояние погоды и климата, поэтому знания об атмосферном давлении необходимы в прогнозировании погоды. Большое практическое значение имеет умение измерять атмосферное давление. И его можно измерить специальными приборами-барометрами. В жидкостных барометрах при изменении погоды столбик жидкости понижается или повышается.

Знания об атмосферном давлении необходимы в медицине, в технологических процессах, жизнедеятельности человека и всех живых организмов. Существует прямая связь между изменениями атмосферного давления и изменениями погоды. Рост или понижение атмосферного давления может служить признаком изменения погоды и влияет на самочувствие человека. 

Описание трёх взаимосвязанных физических явлений из повседневной жизни:

• Связь между погодой и атмосферным давлением.
• Явления, лежащие в основе работы приборов для измерения атмосферного давления.
• Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости в жидкостных барометрах.

Актуальность работы

Актуальность выбранной темы состоит в том, что во все времена люди, благодаря своим наблюдениям за поведением животных могли предугадать изменения погоды, стихийные бедствия, избежать людских жертв.

Влияние атмосферного давления на наш организм неизбежно, резкие изменения атмосферного давления влияют на самочувствие человека, особенно страдают метеозависимые люди. Конечно, уменьшить влияние атмосферного давления на здоровье человека мы не в силах, но помочь собственному организму можем. Правильно организовать свой день, распределить время между трудом и отдыхом может помочь умение измерять атмосферное давление, знание народных примет, использование самодельных приборов.

Цель работы: выяснить, какую роль в повседневной жизни человека играет атмосферное давление.

Задачи:

• Изучить историю измерения атмосферного давления.
• Установить, есть ли связь между погодой и атмосферным давлением.
• Изучить виды приборов, предназначенных для измерения атмосферного давления, изготовленных человеком.
• Изучить физические явления, лежащие в основе работы приборов для измерения атмосферного давления.
• Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости в жидкостных барометрах.

Методы исследования

• Анализ литературы.
• Обобщение полученной информации.
• Наблюдения.

Область исследования: атмосферное давление

Гипотеза: атмосферное давления имеет важное значение для человека.

Значимость работы: материал данной работы может быть использован на уроках и во внеурочной деятельности, в жизни моих одноклассников, учеников нашей школы, всеми любителями исследований природы.

План работы

I. Теоретическая часть (сбор информации):

1. Обзор и анализ литературы.
2. Интернет-ресурсы.

II. Практическая часть:

• наблюдения;
• сбор информации о погоде.

III. Заключительная часть:

1. Выводы.
2. Презентация работы.

История измерения атмосферного давления

Мы живем на дне огромного воздушного океана, называемого атмосферой. Все изменения, которые происходят в атмосфере, непременно оказывают влияние на человека, на его здоровье, способы жизнедеятельности, т.к. человек является неотъемлемой частью природы. Каждый из факторов, определяющих погоду: атмосферное давление, температура, влажность, содержание в воздухе озона и кислорода, радиоактивность, магнитные бури и др. оказывает прямое или косвенное воздействие на самочувствие и здоровье человека. Остановимся на атмосферном давлении.

Атмосферное давление — это давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность.

В 1640 году великий герцог Тосканский решил устроить фонтан на террасе своего дворца и приказал для этого подвести воду из ближайшего озера с использованием всасывающего насоса. Приглашенные флорентийские мастера сказали, что это невозможно, потому что воду нужно было всасывать на высоту более 32 футов (более 10 метров). А почему вода не всасывается на такую высоту, объяснить не могли. Герцог попросил разобраться великого ученого Италии Галилео Галилея. Хотя ученый уже был стар и болен и не мог заняться экспериментами, он все-таки предположил, что решение вопроса лежит в области определения веса воздуха и его давления на водную поверхность озера. За разрешение этого вопроса взялся ученик Галилея Эванджелиста Торричелли. Для проверки гипотезы своего учителя он провел свой знаменитый опыт. Стеклянную трубку длиной 1 м, запаянную с одного конца, заполнил полностью ртутью, и плотно закрыв открытый конец трубки, перевернул ее этим концом в чашку с ртутью. Часть ртути из трубки вылилась, часть осталась. Над ртутью образовалось безвоздушное пространство. Атмосфера давит на ртуть в чашке, ртуть в трубке тоже давит на ртуть в чашке, так как установилось равновесие, то эти давления равны. Рассчитать давление ртути в трубке означает рассчитать давление атмосферы. Если атмосферное давление повышается или понижается, то столбик ртути в трубке соответственно повышается или понижается. Так появилась единица измерения атмосферного давления – мм. рт. ст. – миллиметр ртутного столба. Наблюдая за уровнем ртути в трубке, Торричелли заметил, что уровень меняется, значит, он не является постоянным и зависит от изменения погоды. Если давление повышается, погода будет хорошей: холодной – зимой, жаркой – летом. Если давление резко понижается, значит, ожидается появление облачности и насыщение влагой воздуха. Трубка Торричелли с приставленной линейкой представляет собой первый прибор для измерения атмосферного давления – ртутный барометр. (Приложение 1)

Ртутный барометр

Создавали барометры и другие ученые: Роберт Гук, Роберт Бойль, Эмиль Марриот. Водяные барометры сконструировал французский ученый Блез Паскаль и немецкий бургомистр города Магдебурга Отто фон Герике. Высота такого барометра составляла более 10 метров.

Для измерения давления пользуются различными единицами: мм ртутного столба, физическими атмосферами, в системе СИ – Паскалями.

Связь между погодой и атмосферным давлением

В романе Жюль Верна «Пятнадцатилетний капитан» заинтересовало описание о том, как понимать показания барометра.

«Капитан Гуль, хороший метеоролог, научил его понимать показания барометра. Мы вкратце расскажем, как надо пользоваться этим замечательным прибором.

1. Когда после долгого периода хорошей погоды барометр начинает резко и непрерывно падать это верный признак дождя. Однако если хорошая погода стояла очень долго, то ртутный столбик может опускаться два-три дня, и лишь после этого произойдут в атмосфере сколько-нибудь заметные изменения. В таких случаях чем больше времени прошло между началом падения ртутного столба и началом дождей, тем дольше будет стоять дождливая погода.
2. Напротив, если во время долгого периода дождей барометр начнет медленно, но непрерывно подниматься, можно с уверенностью предсказать наступление хорошей погоды. И хорошая погода удержится тем дольше, чем больше времени прошло между началом подъема ртутного столба и первым ясным днем.
3. В обоих случаях изменение погоды, происшедшее сразу после подъема или падения ртутного столба, удерживается весьма непродолжительное время.
4. Если барометр медленно, но беспрерывно поднимается в течение двух-трех дней и дольше, это предвещает хорошую погоду, хотя бы все эти дни и лил, не переставая, дождь, и vice versa. Но если барометр медленно поднимается в дождливые дни, а с наступлением хорошей погоды тотчас же начинает падать, хорошая погода удержится очень недолго, и vice versa
5. Весной и осенью резкое падение барометра предвещает ветреную погоду. Летом, в сильную жару, оно предсказывает грозу. Зимой, особенно после продолжительных морозов, быстрое падение ртутного столба говорит о предстоящей перемене направления ветра, сопровождающейся оттепелью и дождем. Напротив, повышение ртутного стол ба во время продолжительных морозов предвещает снегопад.
6. Частые колебания уровня ртутного столба, то поднимающегося, то падающего, ни в коем случае не следует рассматривать как признак приближения длительного; периода сухой либо дождливой погоды. Только постепенное и медленное падение или повышение ртутного столба предвещает наступление долгого периода устойчивой погоды.
7. Когда в конце осени, после долгого периода ветров и дождей, барометр начинает подниматься, это предвещает северный ветер в наступление морозов.

Вот общие выводы, которые можно сделать из показаний этого ценного прибора. Дик Сэнд отлично умел разбираться в предсказаниях барометра и много раз убеждался, насколько они правильны. Каждый день он советовался со своим барометром, чтобы не быть застигнутым врасплох переменой погоды.»

Я провел наблюдения за изменением погоды и атмосферным давлением. И убедился, что существует эта зависимость.

Дата	Температура, °С	Осадки,	Атмосферное давление, мм рт.ст.	Облачность
28.01.2017	-3		765	ясно
29.01.2017	-6		761	пасмурно
30.01.2017	-4		767	ясно
31.01.2017	-5		763,5	пасмурно
01.02.2017	-6		751	пасмурно
02.02.2017	-12		758	пасмурно
03.02.2017	-12		753	пасмурно
04.02.2017	-5		754	ясно
05.02.2017	-16		755	ясно
06.02.2017	-23		764	ясно
07.02.2017	-21		769	ясно
08.02.2017	-15		765	пасмурно
09.02.2017	0		768	ясно
10.02.2017	0		764	пасмурно

Приборы для измерения атмосферного давления

Для научных и житейских целей нужно уметь измерять атмосферное давление. Для этого существуют специальные приборы – барометры. Нормальным атмосферным давлением называют давление на уровне моря при температуре 15 °C. Оно равно 760 мм рт. ст. Нам известно, что при изменении высоты на 12 метров атмосферное давление изменяется на 1 мм рт. ст. Причём, при увеличении высоты атмосферное давление понижается, а при уменьшении – повышается.

Современный барометр сделан безжидкостным. Он называется барометр-анероид. Металлические барометры менее точны, но не столь громоздки и хрупки.

Барометр-анероид – очень чувствительный прибор. Например, поднимаясь на последний этаж девятиэтажного дома, из-за различия атмосферного давления на различной высоте мы обнаружим уменьшение атмосферного давления на 2-3 мм рт. ст.

Барометр может служить для определения высоты полета самолета. Такой барометр называется барометрический высотомер или альтиметр. Идея опыта Паскаля легла в основу конструкции альтиметра. Он определяет высоту подъема над уровнем моря по изменению атмосферного давления.

При наблюдении погоды в метеорологии, если необходимо зарегистрировать колебания атмосферного давления в течение некоторого промежутка времени, пользуются самопишущим прибором – барографом.

Штормгласс (Storm Glass) (штормглас, нидерл. storm — «буря» и glass — «стекло»)— это химический или кристаллический барометр, состоящий из стеклянной колбы или ампулы, заполненных спиртовым раствором, в котором в определённых пропорциях растворены камфора, нашатырь и калийная селитра.

Этим химическим барометром активно пользовался во время своих морских путешествий английский гидрограф и метеоролог, вице-адмирал Роберт Фицрой, который тщательно описал поведение барометра, это описание используется до сих пор. Поэтому, штормгласс также называют «Барометром Фицроя». В 1831–36 Фицрой возглавлял океанографическую экспедицию на корабле «Бигл», в которой участвовал Чарльз Дарвин.

Барометр работает следующим образом. Колба герметически запаяна, но, тем не менее, в ней постоянно происходит рождение и исчезновение кристаллов. В зависимости от грядущих изменений погоды, в жидкости образуются кристаллы различной формы. Штормгласс настолько чувствителен, что может предсказывать резкое изменение погоды за 10 минут до такового. Принцип работы так и не получил полного научного объяснения. Барометр лучше работает находясь у окна, особенно в железобетонных домах, вероятно в этом случае барометр не так сильно экранируется.

Бароскоп – прибор для наблюдения за изменением атмосферного давления. Можно сделать бароскоп своими руками. Для изготовления бароскопа требуется следующее оборудование: Стеклянная банка объемом 0,5 литра.

1. Кусок пленки от воздушного шарика.
2. Резиновое кольцо.
3. Легкая стрелка из соломы.
4. Проволока для крепления стрелки.
5. Вертикальная шкала.
6. Корпус прибора.

Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости в жидкостных барометрах

При изменении атмосферного давления в жидкостных барометрах изменяется высота столба жидкости (воды или ртути): при уменьшении давления – уменьшается, при увеличении увеличивается. Значит, существует зависимость высоты столба жидкости от атмосферного давления. Но и сама жидкость давит на дно и стенки сосуда.

Французский ученый Б. Паскаль в середине XVII века эмпирически установил закон, названный законом Паскаля:

Давление в жидкости или газе передается во всех направлениях одинаково и не зависит от ориентации площадки, на которую оно действует.

Для иллюстрации закона Паскаля на рисунке изображена небольшая прямоугольная призма, погруженная в жидкость. Если предположить, что плотность материала призмы равна плотности жидкости, то призма должна находиться в жидкости в состоянии безразличного равновесия. Это означает, что силы давления, действующие на грани призмы, должны быть уравновешены. Это произойдет только в том случае, если давления, т. е. силы, действующие на единицу площади поверхности каждой грани, одинаковы: p₁ = p₂ = p₃ = p.

Давление жидкости на дно или боковые стенки сосуда зависит от высоты столба жидкости. Сила давления на дно цилиндрического сосуда высоты h и площади основания S равна весу столба жидкости mg, где m = ρghS – масса жидкости в сосуде, ρ – плотность жидкости. Следовательно p = ρghS / S

Такое же давление на глубине h в соответствии с законом Паскаля жидкость оказывает и на боковые стенки сосуда. Давление столба жидкости ρgh называют гидростатическим давлением.

Во многих устройствах, встречающихся нам в жизни, используются законы давления жидкости и газов: сообщающиеся сосуды, водопровод, гидравлический пресс, шлюзы, фонтаны, артезианский колодец и т.д.

Заключение

Измеряют атмосферное давление для того, чтобы с большей вероятностью предсказать возможное изменение погоды. Существует прямая связь между изменениями давления и изменениями погоды. Рост или понижение атмосферного давления с некоторой вероятностью может служить признаком изменения погоды. Надо знать: если давление падает, то ожидается пасмурная, дождливая погода, если же повышается — сухая погода, с похолоданием зимой. Если давление падает очень резко – возможна серьёзная непогода: шторм, сильная гроза или буря.

Еще в древности врачи писали о влиянии погоды на организм человека. В тибетской медицине есть упоминание: «боли в суставах усиливаются в дождливое время и в период больших ветров». Знаменитый алхимик, врач Парацельс отмечал: «Тому, кто изучил ветры, молнию и погоду, известно происхождение болезней».

Для того, чтобы человеку было комфортно, атмосферное давление должно быть равно 760 мм. рт. ст. Если атмосферное давление отклоняется, хоть на 10 мм, в ту или иную сторону, человек чувствует себя не комфортно и это может сказаться на его состоянии здоровья. Неблагоприятные явления наблюдаются в период изменения атмосферного давления — повышения (компрессии) и особенно его снижения (декомпрессии) до нормального. Чем медленнее происходит изменение давления, тем лучше и без неблагоприятных последствий приспосабливается к нему организм человека.

Измерение атмосферного давления | 7 класс Онлайн

Конспект по физике для 7 класса «Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли». ВЫ УЗНАЕТЕ: Как можно измерить атмосферное давление. В каких единицах измеряется атмосферное давление. Чему равно нормальное атмосферное давление. В чём заключается опыт Торричелли. ВСПОМНИТЕ: Что такое атмосфера? Что такое атмосферное давление?

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике

---

Измерение атмосферного давления.

Опыт Торричелли

Давление в жидкости и газе определяют по формуле р = pgh. Следовательно, для определения атмосферного давления необходимо знать плотность воздуха и высоту воздушного столба над поверхностью Земли. Но атмосфера не имеет чёткой верхней границы, а плотность воздуха существенно меняется с высотой. Опыт, помогающий измерит атмосферное давление, был предложен в 1643 г. итальянским учёным Е. Торричелли.

ОПЫТ ТОРРИЧЕЛЛИ

Торричелли использовал стеклянную трубку длиной около 1 м. запаянную с одного конца и наполненную ртутью. Закрыв открытый конец трубки, он перевернул ее и опустил в чашку с ртутью. После того как он открыл конец трубки, часть ртути вылилась в чашку, а часть её осталась в трубке. Высота столба ртути, оставшейся в трубке, оказалась равной приблизительно 760 мм. Над ртутью в трубке образовалось безвоздушное пространство, так как воздух там отсутствовал. Впоследствие пустота, образующаяся в трубке при опыте Торричелли, получила название «торричеллиева пустота».

Почему же вся ртуть из трубки не вылилась в чашку? Сам Торричелли предложил следующее объяснение происходящего. Сила тяжести заставляет ртуть двигаться вниз. При этом на поверхность ртути в чашке оказывает давление атмосфера Земли. Это давление по закону Паскаля передаётся без изменения в каждую точку жидкости и оказывает воздействие на ртуть в трубке снизу. Следовательно, столбик ртути перестаёт перемещаться, когда силы уравновешиваются, т. е. когда давление столба ртути на уровне, совпадающем с уровнем свободной поверхности ртути в чашке, становится равным атмосферному давлению.

Паскаль считал, что для окончательного доказательства факта существования атмосферного давления не обходимо проделать опыт Торричелли один раз у подножия какой-нибудь горы, другой раз на её вершине и в обоих случаях измерить высоту ртутного столба в трубке.

В 1648 г. по поручению Паскаля такой эксперимент проделал Ф. Перье. Он полностью подтвердил предположение Паскаля о том, что атмосферное давление зависит от высоты При высоте горы около 1,5 км разница уровней ртути составила более 8 см.

НОРМАЛЬНОЕ АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ

Значение атмосферного давления, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0°С называют нормальным атмосферным давлением.

Измерив высоту столба ртути, можно рассчитать давление, которое производит ртуть. Если внимательно отмечать положение уровня ртути, можно заметить, что с течением времени оно меняется. Это указывает на то, что атмосферное давление может изменяться по ряду причин (изменение температуры, смена направлений ветра и т. д.).

Если атмосферное давление уменьшается, то столб ртути в опыте Торричелли понижается. Чем больше атмосферное давление, тем выше столб ртути в опыте Торричелли.

ЕДИНИЦЫ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

На практике атмосферное давление часто удобно измерять высотой ртутного столба. В этом случае единицей атмосферного давления является 1 миллиметр ртутного столба (1 мм рт. ст.). Например, если говорят, что атмосферное давление равно 770 мм рт. ст., то это значит, что воздух производит такое же давление, какое производит вертикальный столб ртути высотой 770 мм.

Найдём соотношение между этой единицей и паскалем (Па). Для этого рассчитаем давление столбика ртути высотой 1 мм:

Итак, 1 мм рт. ст. = 133,3 Па. На практике также используют специальную единицу давления — атмосферу. Одна атмосфера равна 10⁵ Па.

Опытами установлено, что при подъёме в среднем на каждые 12 м давление уменьшается на 1 мм рт. ст.

ОПЫТ ГЕРИКЕ

В 1654 г., спустя 11 лет после открытия Торричелли, действие атмосферного давления было наглядно показано бургомистром г. Магдебурга Отто фон Герике.

Два медных полушария были соединены кольцевой прокладкой. Через кран, приделанный к одному из полушариев, из составленного шара был выкачан воздух. Давление наружного воздуха прижало полушария друг к другу настолько сильно, что их не могли разнять восемь пар лошадей.

---

ДЛЯ СПРАВКИ:

Евангелиста Торричелли (1608–1647) Итальянский математик и физик, живший во Флоренции.

Отто фон Герике (1602–1686). Немецкий физик, инженер и философ. Изобрёл вакуумную откачку и провёл известный эксперимент с «магдебургскими полушариями», который доказал наличие давления воздуха.

 

---

Вы смотрели Конспект по физике для 7 класса «Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли»: Как можно измерить атмосферное давление. В каких единицах измеряется атмосферное давление. Чему равно нормальное атмосферное давление. В чём заключается опыт Торричелли.

Вернуться к Списку конспектов по физике (В оглавление).

Пройти онлайн-тест «»

Физика 7 класс. Измерение атмосферного давления :: Класс!ная физика

ИЗМЕРЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

Для научных и житейских целей нужно уметь измерять атмосферное давление. Для этого существуют специальные приборы — барометры. Самый первый прибор для измерения атмосферного давления был изобретен…

… Торричелли. Его трубка со ртутьюбыла первым барометром.	Чашечный барометр- усовершенствованный вариант барометра Торричелли.

Каких бы размеров ни брали чашку со ртутью, какого бы диаметра ни была трубка, ртуть всегда поднимется на одну и ту же высоту — 760 мм. Барометрической трубке можно придать различную форму, важно лишь одно, один конец трубки должен быть закрыт, чтобы сверху не было воздуха.

Можно заполнить трубку кроме ртути любой жидкостью, но нужно помнить о необходимости изменения ее длины.

Водяные барометры были сооружены Паскалем (г. Руан, 1646г.) …	… и Отто фон Герике (г. Магдебург, 1660г.)

Самый большой водяной барометр высотой 12 м был сконструирован в 1987 году Бертом Болле, хранителем Музея барометров в Мартенсдейке, Нидерланды, где он и установлен.

Ртутные барометры дают точные показания, но требуют большой осторожности в обращении с ними. Современный барометр сделан безжидкостным!

Он называется барометр-анероид. Металлические барометры менее точны, но не столь громоздки и хрупки.

Внутреннее устройство анероида.

… барометр-анероид – очень чувствительный прибор. Например, поднимаясь на последний этаж 9-ти этажного дома, из-за различия атмосферного давления на различной высоте мы обнаружим уменьшение атмосферного давления на 2-3 мм рт. ст.

Устали? — Отдыхаем!

☂ Как и в каких единицах измеряют атмосферное давление?

Стандартным прибором для измерения атмосферного давления является ртутный барометр. Он представляет собой стеклянную трубку, запаянную с одной стороны и наполненную ртутью. Открытым концом трубка опущена в сосуд, частично заполненный ртутью. Когда давление воздуха повышается, столбик ртути в трубке растет, и наоборот. Высота столбика ртути в барометре на уровне моря при среднем, или «нормальном», давлении равна 760 мм. Колебания этой высоты также можно измерять в миллиметрах. Официальной единицей атмосферного давления является паскаль (Па).

 

2. Барограф — самописец атмосферного давления

100 Па составляют 1 гектопаскаль (гПа), или 1 миллибар (мбар). 1 гПа соответствует 3/4 мм ртутного столба. На практике используются все названные единицы для определения атмосферного давления: Па, гПа, мбар, мм рт. ст. В метеорологии долгое время наиболее употребительной была единица миллибар, в настоящее время — гектопаскаль.

Там, где относительно громоздкие ртутные барометры неудобны, применяют барометры-анероиды (рис. 3).

 

Основной частью анероида является упругая мембранная металлическая коробка, из которой выкачан воздух. Деформация стенок коробки, вызываемая изменением давления, системой рычагов передается на шкалу, градуированную по эталону — ртутному барометру — в соответствующих единицах атмосферного давления. Точность измерения давления барометрами-анероидами несколько меньшая, чем ртутными барометрами, но для ряда практических целей она достаточна.

Д Астапенко, «Вопросы о погоде», Ленинград Гидрометеоиздат, 1986

Назад к разделу

Атмосферное давление и наше самочувствие

01.02.2018 13:30

Ещё в глубокой древности человек замечал, что воздух оказывает давление на наземные предметы, особенно во время бурь и ураганов. Он пользовался этим давлением, заставляя ветер двигать парусные суда, вращать крылья ветряных мельниц. Однако долго не удавалось доказать, что воздух имеет вес. Только в XVII веке был поставлен опыт, доказавший весомость воздуха. Поводом к этому послужило случайное обстоятельство.

В Италии в 1640 году герцог Тосканский задумал устроить фонтан на террасе своего дворца. Воду для этого фонтана должны были накачивать из соседнего озера, но вода не шла выше 32 футовм. Герцог обратился за разъяснениями к Галилею, тогда уже глубокому старцу. Великий ученый был смущен и не нашелся сразу, как объяснить это явление. И только ученик Галилея, Торричелли, после долгих опытов, доказал, что воздух имеет вес, и давление атмосферы уравновешивается столбом воды в 32 фута. Он пошел в своих исследованиях ещё дальше и в 1643 году изобрел прибор для измерения атмосферного давления — барометр.

Итак, на 1 см² земной поверхности воздух оказывает давление, равное 1,033 кг. Такое давление на 1 см² испытывают все предметы, находящиеся на Земле, а также и человеческое тело. Если принять площадь поверхности тела человека в среднем равной около 15 000 см², то, очевидно, что она находится под давлением порядка 15 500 кг.

Почему же человек не испытывает никаких неудобств и не чувствует этой тяжести? А происходит это потому, что давление распределяется равномерно по всей поверхности тела и внешнее давление уравновешивается внутренним давлением воздуха, наполняющим все наши органы. Организм человека (да и не только он, а еще многих представителей фауны) приспособлен к атмосферному давлению, при нём развились все органы, и только при нём они могут нормально функционировать. При систематической и долгой тренировке человек может приспособиться и жить при пониженном давлении.

Атмосферное давление можно измерять в миллиметрах ртутного столба (мм. рт. ст.), а также в миллибарах (мб), но в настоящее время за единицу атмосферного давления в системе СИ принят Паскаль и гектоПаскаль (гПа). ГектоПаскаль численно равен миллибару (мб). Атмосферное давление равное 760 мм. рт. ст. = 1 013,25 гПа = 1 013,25 мбар. принято считать нормальным.

Но это вовсе не означает, что такая величина атмосферного давления является климатической нормой для всех регионов и в течение всего года.

Жителям Владивостока повезло: среднее атмосферное давление за год составляет около 761 мм. рт. ст., хотя и жители горной деревушки Ток-Джалунг в Тибете на высоте 4 919 м тоже не страдают, а атмосферное давление там при температуре 0˚С всего 413 мм. рт. ст.

Каждое утро в сводках погоды передаются данные об атмосферном давлении по Владивостоку и по просьбе радиослушателей не в гПа, а в мм. рт. ст. на уровне моря.

Почему атмосферное давление, измеренное на суше, чаще всего приводят к уровню моря?

Дело в том, что атмосферное давление убывает с высотой и довольно существенно. Так, на высоте 5 000 м оно уже примерно в два раза ниже. Поэтому для получения представления о реальном пространственном распределении атмосферного давления и для сравнимости его величины в различных местностях и на разных высотах, для составления синоптических карт и т.п., давление приводят к единому уровню, т.е. к уровню моря.

Измеренное на площадке метеостанции, расположенной на высоте 187 м над уровнем моря, атмосферное давление, в среднем на 16–18 мм. рт. ст. ниже, чем внизу на берегу моря.

На рисунке представлен годовой ход среднего месячного атмосферного давления по Владивостоку. Такой ход атмосферного давления (с зимним максимумом и летним минимумом) является типичным для континентальных районов, а по величине годовой амплитуды (около 12 мм. рт. ст.) может быть отнесен к переходному типу: от материкового к океаническому.

Для сравнения величина амплитуды в Красноярске и Новосибирске составляет 15–19 мм. рт. ст., а в Мурманске и Санкт-Петербурге всего 3,75 мм. рт. ст.

На самочувствие человека, достаточно долго проживающего в определённой местности, обычное (характерное) давление не должно вызывать особого ухудшения самочувствия, а происходит сбой чаще всего при резких непериодических колебаниях атмосферного давления, и, как правило, ≥2–3 мм. рт. ст. / 3 часа. В этих случаях даже у практически здоровых людей падает работоспособность, ощущается тяжесть в теле, появляется головная боль.

Повлиять на погоду мы не в состоянии, но помочь своему организму пережить этот тяжелый период совсем несложно.

Как пережить колебания атмосферного давления в течение дня?

При прогнозе значительного ухудшения погодных условий, то есть резких перепадов атмосферного давления, прежде всего следует не паниковать, успокоиться, максимально снизить физическую нагрузку. Для тех, у кого адаптационные реакции протекают довольно сложно, необходимо посоветоваться с врачом о назначении соответствующих лекарственных средств.

Специально для Примпогоды ведущий климатолог Примгидромета Э. А. Мендельсон

---

барометр | Национальное географическое общество

Атмосферное давление — индикатор погоды. Изменения в атмосфере, в том числе изменения атмосферного давления, влияют на погоду. Метеорологи используют барометры для прогнозирования краткосрочных изменений погоды.

Быстрое падение атмосферного давления означает, что прибывает система низкого давления. Низкое давление означает, что не хватает силы или давления, чтобы оттолкнуть облака или шторм.Системы низкого давления ассоциируются с пасмурной, дождливой или ветреной погодой. Быстрое повышение атмосферного давления вытесняет эту пасмурную и дождливую погоду, очищая небо и принося прохладный сухой воздух.

Барометр измеряет атмосферное давление в единицах измерения, называемых атмосферой или барами. Атмосфера (атм) — это единица измерения, равная среднему давлению воздуха на уровне моря при температуре 15 градусов по Цельсию (59 градусов по Фаренгейту).

Количество атмосфер уменьшается с увеличением высоты, потому что плотность воздуха ниже и оказывает меньшее давление.По мере уменьшения высоты плотность воздуха увеличивается, как и количество атмосфер. Барометры должны быть настроены на изменение высоты, чтобы получать точные показания атмосферного давления.

Типы барометров

Барометр ртутный

Ртутный барометр — старейший тип барометра, изобретенный итальянским физиком Евангелистой Торричелли в 1643 году. Торричелли провел свои первые барометрические эксперименты, используя трубку с водой.Вода относительно легкая по весу, поэтому пришлось использовать очень высокую трубку с большим количеством воды, чтобы компенсировать более тяжелый вес атмосферного давления.

Водяной барометр Торричелли имел высоту более 10 метров (35 футов) и возвышался над крышей его дома! Это странное устройство вызвало подозрения у соседей Торричелли, которые думали, что он причастен к колдовству. Чтобы сделать свои эксперименты более секретными, Торричелли пришел к выводу, что он может создать барометр гораздо меньшего размера, используя ртуть, серебристую жидкость, которая весит в 14 раз больше воды.

У ртутного барометра есть стеклянная трубка, закрытая сверху и открытая снизу. На дне пробирки находится лужа ртути. Ртуть находится в круглой неглубокой посуде, окружающей трубку. Ртуть в трубке сама приспособится к атмосферному давлению над тарелкой. По мере увеличения давления ртуть поднимается по трубке. Трубка помечена серией измерений, которые позволяют отслеживать количество атмосфер или баров. Наблюдатели могут определить давление воздуха, посмотрев на точку остановки ртути на барометре.

Барометр-анероид

В 1844 году французский ученый Люсьен Види изобрел барометр-анероид. Барометр-анероид имеет герметичную металлическую камеру, которая расширяется и сжимается в зависимости от атмосферного давления вокруг него. Механические инструменты измеряют, насколько камера расширяется или сжимается. Эти измерения совпадают с атмосферой или столбиками.

Барометр-анероид имеет круглый дисплей, который показывает текущее количество атмосфер, как часы.Одна рука движется по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы указать текущее количество атмосфер. Термины «шторм», «дождь», «перемены», «ясный» и «сухой» часто пишутся над цифрами на циферблате, чтобы людям было легче интерпретировать погоду. Барометры-анероиды постепенно вытеснили ртутные барометры, потому что они были проще в использовании, дешевле покупать и легче транспортировать, поскольку в них не было жидкости, которая могла пролиться.

Некоторые барометры-анероиды используют механический инструмент для отслеживания изменений атмосферного давления в течение определенного периода времени.Эти барометры-анероиды называются барографами. Барографы — это барометры, подключенные к иглам, которые делают отметки на рулоне соседней миллиметровой бумаги. Барограф записывает количество атмосфер по вертикальной оси и единицы времени по горизонтали. Инструмент отслеживания барографа будет вращаться, как правило, один раз в день, неделю или месяц. Пики на графике показывают, когда давление воздуха было высоким или низким, и как долго эти системы давления прослужили. Например, сильный шторм будет отображаться на барографе как глубокий и широкий провал.

Цифровые барометры

Современные цифровые барометры измеряют и отображают сложные атмосферные данные более точно и быстро, чем когда-либо прежде. Многие цифровые барометры отображают как текущие барометрические показания, так и предыдущие показания за 1, 3, 6 и 12 часов в формате гистограммы, как на барографе. Они также учитывают другие показатели атмосферы, такие как ветер и влажность, чтобы делать точные прогнозы погоды. Эти данные архивируются и хранятся в барометре, а также могут быть загружены в компьютер для дальнейшего анализа.Цифровые барометры используются метеорологами и другими учеными, которым нужны актуальные атмосферные показания при проведении экспериментов в лаборатории или в полевых условиях.

Цифровой барометр сейчас является важным инструментом во многих современных смартфонах. Этот тип цифрового барометра использует данные атмосферного давления для получения точных показаний высоты. Эти показания помогают GPS-приемнику смартфона более точно определять местоположение, значительно улучшая навигацию.

Разработчики и исследователи также используют возможности краудсорсинга смартфонов, чтобы делать более точные прогнозы погоды.Такие приложения, как PressureNet, автоматически собирают барометрические измерения от каждого из своих пользователей, создавая обширную сеть атмосферных данных. Эта сеть передачи данных упрощает и ускоряет отображение штормов по мере их развития, особенно в районах с небольшим количеством метеостанций.

Что такое атмосферное давление и как его измеряют?

Атмосферное давление влияет на вашу повседневную жизнь, осознаёте вы это или нет. На погодные условия и прогнозы во всем мире влияет атмосферное давление, но многие на самом деле не знают, что это такое.Изучив основы атмосферного давления, вы сможете лучше понять, как его измерять. Продолжайте читать, чтобы узнать больше.

Что такое атмосферное давление?

По сути, атмосферное давление — это сила, действующая в любой заданной точке на поверхности Земли за счет веса воздуха над этой точкой. Вкратце: воздух, окружающий Землю, создает атмосферное давление, и это давление определяется совокупным весом молекул воздуха. Молекулы воздуха на больших высотах имеют меньшее количество молекул, давящих на них сверху и, следовательно, испытывают более низкое давление, в то время как более низкие молекулы имеют большую силу или давление, оказываемое на них молекулами, наложенными на них сверху, и более плотно упакованы вместе.

Когда вы поднимаетесь в горы или летите высоко на самолете, воздух становится более разреженным, а давление ниже. Давление воздуха на уровне моря при температуре 59 ° F (15 ° C) равно одной атмосфере (Атм), и это базовое значение для определения относительного давления.

Атмосферное давление также называют барометрическим давлением, потому что оно измеряется с помощью барометра. Поднимающийся барометр указывает на повышение атмосферного давления, а падающий барометр указывает на снижение атмосферного давления.

Что вызывает изменение атмосферного давления?

Изменения давления воздуха вызваны разницей температуры воздуха над землей, а температура воздушной массы определяется ее местоположением. Например, воздушные массы над океанами обычно холоднее, чем над континентами. Разница температур воздуха порождает ветер и вызывает развитие систем давления. Ветер перемещает системы давления, и эти системы имеют тенденцию меняться, когда они проходят над горами, океанами и другими областями.

Французский ученый и философ 17-го века Блез Паскаль (1623–1662) обнаружил, что давление воздуха уменьшается с высотой и что изменения давления на уровне земли могут быть связаны с ежедневной погодой. Эти открытия используются для предсказания погоды сегодня.

Часто синоптики обращаются к областям с высоким или низким давлением, движущимся к определенным регионам, чтобы описать прогнозируемые условия для этих областей. Когда воздух поднимается в системах низкого давления, он охлаждается и часто конденсируется в облака и осадки, что приводит к штормам.В системах высокого давления воздух опускается к Земле и нагревается вверх, что приводит к сухой и ясной погоде.

Как изменение давления влияет на погоду

В общем, ртутный барометр может сообщить вам, будет ли в вашем ближайшем будущем ясное или грозовое небо или совсем небольшие изменения, основанные только на атмосферном давлении.

Вот несколько примеров того, как интерпретировать показания барометра:

• Когда воздух сухой, прохладный и приятный, показания барометра повышаются.
• В целом, повышение барометра означает улучшение погоды.
• В общем, падение барометра означает ухудшение погоды.
• Когда атмосферное давление внезапно падает, это обычно указывает на приближение шторма.
• Когда атмосферное давление останется стабильным, погода, скорее всего, не изменится немедленно.

Как измерить атмосферное давление с помощью барометра?

Считывание барометра просто, если вы знаете, на что указывают различные значения атмосферного давления.Чтобы понять ваш барометр и то, как меняется атмосферное давление, интерпретируйте показания следующим образом (обратите внимание на единицы измерения).

Высокое давление

Барометрическое значение выше 30,20 дюйма ртутного столба обычно считается высоким, а высокое давление ассоциируется с чистым небом и безветренной погодой.

Если показание превышает 30,20 дюйма рт. Ст. (102268,9 Па или 1022,689 мбар):

• Повышение или постоянное давление означает сохранение хорошей погоды.
• Медленно падающее давление означает хорошую погоду.
• Быстро падающее давление означает пасмурную и теплую погоду.
• Нормальное давление

Барометрические показания в диапазоне от 29,80 до 30,20 дюймов ртутного столба можно считать нормальным, а нормальное давление связано с устойчивой погодой.

Если значение находится в диапазоне от 29,80 до 30,20 дюйма ртутного столба (100914,4–102268,9 Па или 1022,689–1009,144 мбар):

• Повышение или постоянное давление означает, что текущие условия сохранятся.
• Медленно падающее давление означает незначительное изменение погоды.
• Быстро падающее давление означает, что возможен дождь или снег, если достаточно холодно.

Низкое давление

Барометрическое значение ниже 29,80 дюйма ртутного столба обычно считается низким, а низкое давление связано с теплым воздухом и ливнями.

Если показание ниже 29,80 дюйма рт. Ст. (100914,4 Па или 1009,144 мбар):

• Повышение или постоянное давление указывает на ясную и прохладную погоду.
• Медленно падающее давление указывает на дождь.
• Быстро падающее давление указывает на приближение шторма.

Если вы хотите измерить атмосферное давление прямо у себя дома, обратите внимание на широкий выбор барометров Maximum. А если у вас есть вопросы о вашем барометре или о том, как им пользоваться, не стесняйтесь обращаться к нам сегодня.

Измерение атмосферного давления

Исторически атмосферное давление измерялось в дюймах ртутного столба («Hg») с помощью ртутного барометра.[Рисунок 12-6] Барометр измеряет высоту столбика ртути внутри стеклянной трубки. Часть ртути подвергается воздействию атмосферного давления, которое оказывает на ртуть силу. Повышение давления заставляет ртуть подниматься внутри трубки. Когда давление падает, ртуть стекает из трубки, уменьшая высоту столба. Этот тип барометра обычно используется в лаборатории или на метеорологической станции, его нелегко транспортировать и читать.

Рисунок 12-6.Хотя ртутные барометры больше не используются в США, они по-прежнему являются хорошей исторической справкой о том, откуда возникла установка альтиметра (дюймы ртутного столба).

Рекомендуется летная грамотность Объяснение радиолокационных изображений Мачадо — Этот курс поможет вам определить конвективную погоду, которой вам нужно избегать, и как ее «избежать» с помощью радиолокационных изображений кабины. Обязательный курс для пилотов IFR, использующих погодные условия из кабины восходящей связи. Ценный курс для любого пилота VFR с погодой в кабине, подключенного к восходящей связи, который хочет принимать лучшие решения по предотвращению погодных явлений.

Барометр-анероид — это стандартный прибор, используемый для измерения давления; его легче читать и транспортировать. [Рисунок 12-7] Барометр-анероид содержит закрытый сосуд, называемый ячейкой-анероидом, который сжимается или расширяется при изменении давления. Ячейка-анероид прикрепляется к индикатору давления с помощью механической связи для получения показаний давления. Чувствительная к давлению часть авиационного альтиметра — это, по сути, барометр-анероид. Важно отметить, что из-за механизма связи анероидного барометра он не так точен, как ртутный барометр.

Рисунок 12-7. Барометр-анероид.

Для обеспечения общей справочной информации была создана Международная стандартная атмосфера (ISA). Эти стандартные условия являются основой для некоторых летных приборов и большинства характеристик летательных аппаратов. Стандартное давление на уровне моря составляет 29,92 “рт. Ст. И стандартная температура 59 ° F (15 ° C). Атмосферное давление также указывается в миллибарах (мбар), где 1 “рт. Ст. Равно приблизительно 34 мбар. Стандартное давление на уровне моря составляет 1013,2 мбар. Типичные показания давления в мб составляют от 950.От 0 до 1040,0 мб. Карты поверхности, центры высокого и низкого давления и данные об ураганах представлены с использованием mb.

Поскольку метеостанции расположены по всему миру, все показания местного атмосферного давления преобразуются в давление на уровне моря, чтобы обеспечить стандарт для записей и отчетов. Для этого каждая станция преобразует свое барометрическое давление, добавляя приблизительно 1 дюйм рт. Ст. На каждые 1000 футов высоты. Например, станция на высоте 5000 футов над уровнем моря с показателем 24.92 “Hg, показывает давление на уровне моря 29,92“ Hg. [Рис. 12-8] Использование общих показаний давления на уровне моря помогает обеспечить правильную настройку высотомеров самолета на основе текущих показаний давления.

Рисунок 12-8. Давление станции преобразуется в давление на уровне моря и сообщается в нем. [щелкните изображение, чтобы увеличить] Отслеживая тенденции атмосферного давления на большой территории, синоптики могут более точно прогнозировать движение систем давления и соответствующую погоду. Например, отслеживание модели повышения давления на одной метеостанции обычно указывает на приближение хорошей погоды.И наоборот, уменьшение или быстрое падение давления обычно указывает на приближение плохой погоды и, возможно, сильных штормов.

Рекомендации по летной грамотности

Измерение давления — Scientific American

Ключевые концепции
Физика
Погода
Воздух
Атмосферное давление

Введение
Вы когда-нибудь смотрели прогноз погоды по телевизору? Если это так, то вы могли заметить, что буквы «H» и «L» перемещаются по карте погоды.Их часто называют зонами «высокого давления» (H) и «низкого давления» (L). Давление, о котором они говорят, — это атмосферное давление. Изменения атмосферного давления позволяют прогнозировать краткосрочные изменения погоды. Но как узнать, изменилось ли давление воздуха — высокое или низкое? Ученые разработали прибор под названием барометр, который может измерять атмосферное давление. В этом упражнении вы узнаете, как работает барометр, построив его самостоятельно!

Фон
Земля окружена слоем воздуха, который называется атмосферой.Толщина атмосферы составляет около 300 миль, и большая ее часть находится в пределах 10 миль от поверхности Земли. Воздух состоит из молекул газа, таких как азот, кислород и углекислый газ. Все эти молекулы давят на землю, и это давление называется давлением воздуха или атмосферным давлением.

Вы можете быть удивлены, узнав, что воздух имеет вес, хотя вы этого не чувствуете. Мы эволюционировали так, что давление внутри нашего тела соответствует внешнему атмосферному давлению. Однако вы можете чувствовать изменения атмосферного давления.Например, если вы летите на самолете, у вас могут начать болеть уши. Это потому, что на большой высоте ваше внутреннее давление больше, чем внешнее давление. Только когда вы уравновесите оба давления, заставив уши «хлопать», они перестанут болеть.

Атмосферное давление является самым высоким на уровне моря и уменьшается, когда вы поднимаетесь в атмосферу. На уровне моря нормальное давление воздуха составляет от 800 до 1050 миллибар. На вершине Эвереста давление воздуха примерно на 30 процентов меньше! Давление воздуха меняется с высотой и температурой.Теплый воздух, который менее плотен, поднимается вверх, что приводит к снижению давления воздуха. Когда он поднимается, он остывает и превращается в водяной пар, который затем конденсируется в жидкость. Это приводит к образованию облаков и дождю. Поэтому низкое давление обычно ассоциируется с пасмурной и дождливой погодой. С другой стороны, холодный воздух высокой плотности приводит к увеличению давления воздуха. По мере того, как холодный воздух опускается, он высыхает, вызывая теплые и сухие погодные условия в зонах высокого давления.

Теперь, когда мы знаем, как давление воздуха может помочь в прогнозировании погоды, нам все еще нужно выяснить, как его измерить.Для этого ученые разработали барометр. Существует много различных типов барометров. Один из них — барометр на водной основе: вода запечатана в стеклянном сосуде с узким носиком, соединяющим внешнюю часть с внутренней. Когда внешнее давление воздуха увеличивается, он давит на воду в изливе, что приводит к снижению уровня воды. Когда меньше воздуха (более низкое давление воздуха) давит на воду внутри носика, уровень воды повышается. В этом упражнении вы создадите разновидность этого барометра.Как вы думаете, он может предсказывать погоду на завтра?

Материалы

• Стеклянная жаропрочная банка
• Резиновая лента, которая надевается на горлышко стеклянной банки
• Воздушный шар
• Шампур деревянный
• Ножницы
• Лента
• Бумага
• Ручка
• Три чаши
• Водопроводная вода (горячая и холодная)
• Кубики льда
• Бумажные полотенца
  

Препарат

• Отрежьте и выбросьте отверстие воздушного шара, затем растяните оставшуюся часть воздушного шара вокруг отверстия стеклянной банки, плотно обернув ее.
• Прикрепите баллон к банке с помощью резиновой ленты.
• Прикрепите конец деревянной шпажки к верхней части воздушного шара заостренным концом, направленным в сторону от банки.
• Наполните первую чашу водой комнатной температуры, вторую — горячей водой из-под крана (будьте осторожны с горячей водой и при необходимости обратитесь за помощью к взрослым), а третью — ледяной водой.
• Поместите барометр близко к стене так, чтобы шпажка была параллельна стене.
• Прикрепите к стене лист бумаги позади барометра.
• Нарисуйте на бумаге линию, совпадающую с кончиком шпажки.
• Отметьте положение, в котором установлен барометр. Позже, во время занятия, вам придется поставить его на то же место.

Порядок действий

• Возьмите барометр и поместите стеклянный сосуд в таз с горячей водой. Вода не должна выходить за резиновую ленту. Что вы наблюдаете по поводу барометра? Вы заметили какие-то изменения? Если да, то какие изменения?
• Через минуту выньте барометр из воды, быстро вытрите его и поместите в то же место у стены, где вы прикрепили бумагу. Проведите еще одну линию на бумаге так, чтобы она совпадала с заостренным кончиком шпажки. Где теперь острие? Как изменился барометр?
• Поместите барометр в емкость с водой комнатной температуры.Снова наблюдайте, что происходит. Держите в миске около 10 минут. Через 10 минут Чем барометр выглядит иначе, чем раньше?
• Через 10 минут верните барометр на место у стены и проведите на бумаге еще одну линию, куда указывает вертел. Что вы замечаете на этот раз?
• Затем поместите барометр в емкость с ледяной водой примерно на одну минуту. Что происходит с барометром в ледяной воде? Какие различия вы заметили?
• Снова поместите барометр перед бумажной диаграммой и проведите еще одну линию в том месте, где указывает кончик шампура. Вы можете объяснить свои наблюдения?
• Поместите барометр в емкость с водой комнатной температуры и повторите действия еще раз. Куда на этот раз указывает кончик шампура? Почему?
• Дополнительно: Повторите испытания с водой различной температуры. Как ваши результаты меняются при изменении температуры воды?
• Дополнительно: Вынесите барометр на улицу, чтобы измерить атмосферное давление. Нарисуйте на другом листе бумаги шкалу, похожую на линейку.Затем поместите диаграмму рядом с барометром так, чтобы средняя линия совпадала с кончиком шампура. Оставьте барометр на улице на несколько дней и каждый день отмечайте, куда указывает вертел. Что означает, когда наконечник движется вверх или вниз по вашей шкале?

Наблюдения и результаты
Удалось ли вам измерить изменение давления воздуха с помощью барометра? В этом упражнении вы фактически измеряли изменения давления воздуха внутри стеклянной банки, а не изменение внешнего атмосферного давления.Поскольку мы сами не можем изменить внешнее атмосферное давление, мы изменили давление воздуха внутри стеклянной емкости, чтобы продемонстрировать, как работает баллонный барометр.

Когда вы закрываете стеклянную банку воздушным шаром, внутри стеклянной банки создается определенное давление воздуха. Кончик деревянной шпажки должен быть на одном уровне с верхней частью стеклянной банки, так как поверхность воздушного шара очень плоская. Однако когда вы опускаете стеклянную банку в горячую воду, воздух внутри нее нагревается и расширяется. Поскольку банка запечатана с воздушным шаром, ей некуда деться — и воздушный шар начинает раздуваться.Это связано с тем, что давление воздуха внутри стекла увеличивается и прижимается к баллону. В результате деревянная шпажка направлена ​​вниз. Линия, которую вы сделали, должна быть ниже исходной линии.

Когда вы помещаете воздушный шар в воду комнатной температуры, воздух остывает до комнатной температуры, где он был раньше, поэтому ваш воздушный шар снова должен стать плоским. При этом деревянная шпажка должна совпадать с исходной линией. Обратное происходит, когда вы опускаете стеклянную банку в ледяную воду.По мере того, как воздух внутри сосуда остывает еще больше, он сжимается и втягивает шар в сосуд. Это заставит деревянную шпажку указывать вверх. Линия, которую вы сделали для ледяной воды, должна быть выше исходной линии. Вернувшись в воду комнатной температуры, воздушный шар и деревянная шпажка должны вернуться в исходное положение.

Если вы измеряете внешнее давление воздуха своим барометром, произойдет обратное: шампур будет направлен вверх с повышением атмосферного давления, когда воздух за пределами сосуда будет давить на воздушный шар.При падении атмосферного давления деревянная шпажка будет направлена ​​вниз. Ежедневная маркировка места установки деревянной шпажки может подсказать вам, какую погоду ожидать!

Больше для изучения
Что такое атмосферное давление ?, из NASA
Наука об изменении размеров: как сжимаются и расширяются газы, из Scientific American
Suck It Up — с охлаждающим воздухом !, из Scientific American
Science Activities для всех возрастов !, от Science Buddies

Эта деятельность предоставлена ​​вам в сотрудничестве с Science Buddies

Как барометры измеряют давление воздуха

Барометр — это широко используемый метеорологический прибор, который измеряет атмосферное давление (также известное как давление воздуха или барометрическое давление) — вес воздуха в атмосфере.Это один из основных датчиков, входящих в состав метеостанций.

Хотя существует множество типов барометров, в метеорологии используются два основных типа: ртутный барометр и барометр-анероид.

Как работает классический ртутный барометр

Классический ртутный барометр представляет собой стеклянную трубку высотой около 3 футов с одним открытым концом и запечатанным другим концом. Трубка заполнена ртутью. Эта стеклянная трубка перевернута в контейнере, называемом резервуаром, который также содержит ртуть.Уровень ртути в стеклянной трубке падает, создавая вакуум наверху. (Первый барометр такого типа был изобретен итальянским физиком и математиком Евангелистой Торричелли в 1643 году.)

Барометр работает, уравновешивая вес ртути в стеклянной трубке с атмосферным давлением, подобно весам. Атмосферное давление — это, по сути, вес воздуха в атмосфере над резервуаром, поэтому уровень ртути продолжает изменяться до тех пор, пока вес ртути в стеклянной трубке не станет в точности равным весу воздуха над резервуаром.Как только они остановятся и уравновешены, давление регистрируется путем «считывания» значения на высоте ртути в вертикальном столбце.

Если вес ртути меньше атмосферного давления, уровень ртути в стеклянной трубке повышается (высокое давление). В областях с высоким давлением воздух опускается к поверхности земли быстрее, чем может вытекать в окружающие области. Поскольку количество молекул воздуха над поверхностью увеличивается, появляется больше молекул, оказывающих силу на эту поверхность.При увеличении веса воздуха над резервуаром уровень ртути поднимается до более высокого уровня.

Если вес ртути больше атмосферного давления, уровень ртути падает (низкое давление). В областях с низким давлением воздух поднимается от поверхности земли быстрее, чем он может быть заменен воздухом, поступающим из окружающих областей. Поскольку количество молекул воздуха над областью уменьшается, остается меньше молекул, оказывающих силу на эту поверхность.При уменьшении веса воздуха над резервуаром уровень ртути падает до более низкого уровня.

Меркурий против анероида

Мы уже изучили, как работают ртутные барометры. Однако один «минус» их использования в том, что они не самые безопасные (в конце концов, ртуть — очень ядовитый жидкий металл).

Барометры-анероиды более широко используются как альтернатива «жидкостным» барометрам. Барометр-анероид, изобретенный в 1884 году французским ученым Люсьеном Види, напоминает компас или часы.Вот как это работает: внутри барометра-анероида находится небольшой гибкий металлический ящик. Поскольку из этого ящика откачивается воздух, небольшие изменения внешнего давления воздуха заставляют его металл расширяться и сжиматься. Движения расширения и сжатия приводят в движение механические рычаги внутри, которые перемещают иглу. Поскольку эти движения перемещают стрелку вверх или вниз по круговой шкале барометра, изменение давления легко отображается.

Барометры-анероиды чаще всего используются в домашних условиях и в небольших самолетах.

Барометры сотового телефона

Независимо от того, есть ли у вас барометр дома, в офисе, на лодке или в самолете, скорее всего, ваш iPhone, Android или другой смартфон имеет встроенный цифровой барометр! Цифровые барометры работают как анероид, за исключением того, что механические части заменены простым датчиком давления. Итак, почему в вашем телефоне есть датчик, связанный с погодой? Многие производители включают его для улучшения измерений высоты, предоставляемых службами GPS вашего телефона (поскольку атмосферное давление напрямую связано с высотой).

Если вы помешаны на погоде, вы получите дополнительное преимущество в виде возможности обмениваться данными о атмосферном давлении и краудсорсингом данных о давлении воздуха с множеством других пользователей смартфонов через постоянное подключение к Интернету и погодные приложения вашего телефона.

Миллибары, дюймы ртутного столба и паскали

Атмосферное давление может быть указано в любой из следующих единиц измерения:

• Дюймов ртутного столба (inHg) — используется в основном в США.
• Миллибар (мб) — используется метеорологами.
• Паскали (Па) — единица измерения давления в системе СИ, используемая во всем мире.
• Атмосфера (Атм.) — Давление воздуха на уровне моря при температуре 59 ° F (15 ° C)

При преобразовании между ними используйте эту формулу: 29,92 дюйма рт. Ст. = 1,0 Атм = 101325 Па = 1013,25 мб

Под редакцией Тиффани Минс

атмосферное давление | Определение и вариации

Атмосферное давление , также называемое барометрическим давлением , сила на единицу площади, оказываемая атмосферным столбом (то есть всем телом воздуха над указанной областью).Атмосферное давление можно измерить с помощью ртутного барометра (отсюда обычно используется синоним барометрическое давление ), который указывает высоту столбика ртути, который точно уравновешивает вес столба атмосферы над барометром. Атмосферное давление также измеряется с помощью барометра-анероида, в котором чувствительный элемент представляет собой один или несколько полых, частично откачанных, гофрированных металлических дисков, поддерживаемых от сжатия внутренней или внешней пружиной; изменение формы диска при изменении давления может быть записано с помощью ручки пера и вращающегося барабана с часовым приводом.

изменения атмосферного давления с высотой

У поверхности Земли атмосферное давление уменьшается почти линейно с увеличением высоты. Однако изучение данных на больших высотах показывает, что зависимость носит экспоненциальный характер.

Британская энциклопедия, Inc.

Британская викторина

Какая сегодня погода? Факт или вымысел

Улучшите свою светскую беседу, узнав, что на самом деле происходит с погодой, и узнайте то, что вы уже знаете, с помощью этой викторины.

Атмосферное давление выражается в нескольких различных системах единиц: миллиметры (или дюймы) ртутного столба, фунты на квадратный дюйм (psi), дин на квадратный сантиметр, миллибары (мб), стандартные атмосферы или килопаскали. Стандартное давление на уровне моря по определению равно 760 мм (29,92 дюйма) ртутного столба, 14,70 фунта на квадратный дюйм, 1013,25 × 10 ³ дин на квадратный сантиметр, 1013,25 миллибара, одной стандартной атмосфере или 101,325 килопаскалей.Вариации этих значений довольно малы; например, самое высокое и самое низкое когда-либо зарегистрированное давление на уровне моря составляет 32,01 дюйма (в центре Сибири) и 25,90 дюйма (во время тайфуна в южной части Тихого океана). Существующие небольшие колебания давления в значительной степени определяют характер ветров и штормов на Земле.

У поверхности Земли давление уменьшается с высотой со скоростью около 3,5 миллибар на каждые 30 метров (100 футов). Однако над холодным воздухом падение давления может быть намного сильнее, потому что его плотность больше, чем у более теплого воздуха.Давление на высоте 270 000 метров (10 ⁻⁶ мбар) сравнимо с давлением в лучшем из когда-либо созданных человеком вакууме. На высотах от 1500 до 3000 метров (от 5000 до 10000 футов) давление достаточно низкое, чтобы вызвать горную болезнь и серьезные физиологические проблемы, если не будет предпринята тщательная акклиматизация.

Средняя температура воздуха в январе

Среднее глобальное давление воздуха на уровне моря в январе, где центры высокого давления более рассредоточены. В Центральной Азии, однако, преобладает мощная ячейка высокого давления.

Encyclopædia Britannica, Inc. Средняя температура воздуха в июле

Среднее глобальное давление воздуха на уровне моря в июле, где центры высокого давления более выражены, особенно над Северной Атлантикой и Северным Тихим океаном.

Британская энциклопедия, Inc.

Атмосферное давление | Химия для неосновных

Цели обучения

• Определите атмосферное давление.
• Опишите, как атмосферное давление изменяется с высотой над уровнем моря.
• Опишите использование барометра.

О чем информируют людей штормовые отчеты?

О чем информируют людей отчеты о штормах?

Атмосферное давление — важный фактор, определяющий, какой будет погода. Если атмосферное давление в какой-либо области высокое, это приведет к перемещению воздуха в область с более низким давлением. Чем больше разница в давлении между двумя областями, тем сильнее будет развиваться ветер. При определенных условиях ветер может вызвать торнадо (сильный вращающийся столб воздуха, который простирается от грозы до земли).

Атмосферное давление

Атмосферное давление — это давление, оказываемое частицами газа в атмосфере Земли при столкновении этих частиц с объектами. Барометр — прибор, используемый для измерения атмосферного давления. Традиционный ртутный барометр состоит из откачанной трубки, погруженной в контейнер со ртутью. Молекулы воздуха толкают поверхность ртути. Поскольку внутри трубки находится вакуум, ртуть поднимается внутри трубки.Высота, на которую поднимается ртуть, зависит от внешнего давления воздуха.

Рисунок 13.3

(A) Барометр измеряет атмосферное давление как высоту столба ртути. (B) Современный барометр-анероид в виде шкалы используется метеорологами, чтобы помочь им предсказать предстоящую погоду.

Более удобный барометр, называемый барометром-анероидом , измеряет давление путем расширения и сжатия небольшой пружины в вакуумированной металлической капсуле.

Атмосферное давление и высота

На уровне моря столб ртути поднимется на расстояние 760 мм. Атмосферное давление составляет 760 мм рт. Ст. (Миллиметры ртутного столба). На больших высотах атмосферное давление понижается, и столб ртути не поднимается так высоко. На вершине горы. Эверест (высота 8848 м), давление воздуха 253 мм рт. Атмосферное давление незначительно зависит от погодных условий. На графике мы видим уменьшение атмосферного давления с увеличением высоты.На уровне моря атмосферное давление будет немногим более 100 кПа (одна атмосфера или 760 мм рт. Ст.). Если мы поднимемся на вершину Эвереста (самая высокая гора в мире на высоте 29 029 футов или 8848 метров), атмосферное давление упадет до чуть более 30 кПа (около 0,30 атмосферы или 228 мм рт. Это заметное снижение атмосферного давления приводит к гораздо более низкому уровню кислорода. Команды, которые поднимаются на эту гору, должны брать с собой запасы кислорода, чтобы дышать на таких больших высотах.

Рисунок 13,4

Влияние высоты на атмосферное давление.

Основные выводы

Сводка

• Атмосферное давление — это давление, оказываемое частицами газа в атмосфере Земли при столкновении этих частиц с объектами.
• Барометр измеряет атмосферное давление.
• Атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты.

Упражнения

Практика

Вопросы

Воспользуйтесь ссылкой ниже, чтобы ответить на следующие вопросы:

http: // www.sciencecompany.com/-W135.aspx

1. Кто изобрел ртутный барометр?
2. Перечислите два фактора, которые повлияют на то, насколько близко ваш барометр будет согласовываться с местной метеостанцией.
3. Показания вашего барометра 29,95 дюйма и падают. Каким может быть ваш прогноз погоды?

Упражнения

Обзор

Вопросы

1. Определите атмосферное давление.

   No related posts.