Атмосферное давление чем измерить: Измерение атмосферного давления — урок. География, 6 класс.

Как измерить атмосферное давление? — pH метры, кондуктометры, солемеры, пирометры, термометры, все для анализа качества воды

Атмосферное давление – это один из самых важных элементов погоды. Для его измерения существует прибор, который называется ртутным барометром. В переводе на русский слово «барометр» означает – «измеритель тяжести». Однако, у этого проверенного годами прибора имеются и свои недостатки. Как быть, если Вы отправились в поход? Этот прибор будет довольно таки проблематично захватить с собой. Именно с этой целью был создан новый барометр-анероид.

Что такое барометр анероид?

Анероид – это современное устройство, которое используется для измерения давления. Главная часть анероида представляет собой металлическую коробочку, в которой нет воздуха. Именно поэтому ее стенки проявляют большую чувствительность к изменению атмосферного давления. В случае, если давление уменьшилось коробочка увеличивается. Ну, а если давление увеличилось, коробочка наоборот сжимается. При помощи простого устройства эти данные передаются стрелке, которая показывает атмосферное давление на шкале.

Как измеряется атмосферное  давление?

Нормальным принято считать  показатель атмосферного давления, который соответствует давлению ртутного столба, высотой 760 мм. Этот показатель является схожим с атмосферным давлением на уровне моря.

В том случае, если давление воздуха превышает 760 мм ртутного столба, оно считается повышенным. В случае, если показания меньше, то пониженным. Давление понижается с высотой. Поэтому  для разных территорий и местностей оно является различным.

Можно ли по барометру предсказать  погоду?

Анероид имеет две стрелки. Одна из них осуществляет движение по циферблату и указывает на атмосферное давление. Другая легко совмещается с первой. А необходимо это для того чтобы узнать, какой будет погода в ближайшие дни. Прямо над цифрой 750 мм.ст. находится надпись «переменно». По левую сторону расположены меньшие цифры с надписями «дождь» или «осадки». Еще левее имеется надпись «буря». По правую сторону указаны большие показатели атмосферного давления. Здесь имеются значения «ясная погода» или «ясно».

В случае, если стрелка никуда не двигается в течение нескольких часов, значит, погода останется стабильной и не изменится. Если стрелка двинулась вправо – ждите осадков, влево — погода будет ясной.

Как правильно измерить высоту снежного покрова?

Загляните в свой календарь  погоды. Там вы найдете специальную графу, посвященной высоте снежного покрова. Для того чтобы измерить толщину снежного покрова, как правило используют снегомерную рейку, на которой имеются сантиметровые деления. При этом не каждому известно, что именно снег позволяет анализировать чистому атмосферного воздуха. Именно снег буквально впитывает все вещества, которые содержатся в атмосфере. Таким образом, многочисленные метеостанции, которые измеряют высоту снежного покрова, собирают данные, которые позволят узнать о возможных весенних наводнениях.

Более того, колбы с растаявшим снегом обязательно посылаются в специализированные лаборатории. В них внимательно изучается состав примесей, которые имеются в снеге, а также и в атмосфере. Данные анализа необходимы для заполнения карт загрязнения атмосферы.

Именно на основании этих карт составляется общая картина  загрязнение воздуха, выявляются какие  именно промышленные фабрики и предприятия  загрязняют воздух, а также устанавливается, где загрязняющих веществ больше всего.

Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли

Мы знаем, что воздушная оболочка Земли оказывает на все находящиеся в ней тела некоторое давление. Это давление называется атмосферным. Насколько оно велико?

Формула давления p = ρgh для расчета атмосферного давления не подходит, так как атмосферный воздух не обладает постоянной плотностью (она на различных высотах разная) и не имеет определенной высоты (у атмосферы нет резкой границы). Тем не менее узнать, чему равно атмосферное давление, можно. Как измерить давление атмосферы, впервые догадался итальянский ученый Э. Торричелли. Предложенный им опыт был осуществлен в 1643 г. учеником Галилея В. Вивиани. В этом опыте использовалась запаянная с одного конца стеклянная трубка длиной около 1 м. Ее наполнили ртутью и, закрыв пальцем (чтобы ртуть не вылилась раньше времени), перевернув, опустили в широкую чашу со ртутью. После того как трубку открыли, часть ртути из нее вылилась и в ее верхней части образовалось безвоздушное пространство — «торричеллиева пустота» (рис. 118). При этом высота столба ртути в трубке оказалась равной примерно 760 мм (если отсчитывать ее от уровня ртути в чаше).Результаты этого опыта Торричелли объяснил следующим образом. «До сих пор,— писал он,— существовало мнение, будто сила, не позволяющая ртути, вопреки ее природному свойству, падать вниз, находится внутри верхней части трубки, т. е. заключается либо в пустоте, либо в веществе предельно разреженном. Однако я утверждаю, что это сила — внешняя — и что сила берется извне. На поверхность жидкости, находящейся в чаше, действуют своей тяжестью 50 миль воздуха. Что же удивительного, если ртуть… поднимается настолько, чтобы уравновесить тяжесть наружного воздуха».

Итак, атмосферное давление равно давлению столба в трубке:

p_атм = p_ртути

Если бы эти давления не были равны, то ртуть не находилась бы в равновесии: при p_ртути > p_атм ртуть выливалась бы из трубки в чашу, а при p_ртути < p_атм ртуть поднималась бы по трубке вверх.

Поэтому давление атмосферы можно измерять высотой соответствующего ртутного столба (выраженной обычно в миллиметрах). Если, например, говорят, что в каком-то месте атмосферное давление равно 760 мм рт. ст., то это означает, что воздух в данном месте производит такое же давление, какое производит вертикальный столб ртути высотой 760 мм. Большая высота ртутного столба соответствует и большему атмосферному давлению, меньшая — меньшему.

Если прикрепить к трубке с ртутью, использовавшейся в опыте Торричелли, вертикальную шкалу, то получится простейший прибор для измерения атмосферного давления — ртутный барометр (от греческого слова «барос» — тяжесть).

Наблюдая за высотой ртутного столба в трубке, Торричелли неожиданно для себя заметил, что атмосферное давление непостоянно и в зависимости «от теплоты или холода» (как писал он сам) высота столба ртути оказывается разной.

В настоящее время давление атмосферы, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 °С, принято называть нормальным атмосферным давлением.

Чтобы рассчитать это давление в паскалях, воспользуемся формулой гидростатического давления:

p = ρgh

Подставляя в эту формулу значения ρ = 13595,1 кг/м³ (плотность ртути при 0 °С), g = 9,80665 м/с₂ (ускорение свободного падения) и h = 760 мм = 0,76 м (высота столба ртути, соответствующая нормальному атмосферному давлению), получим следующую величину:

p = 101 325 Па.

Это и есть нормальное атмосферное давление.

Атмосферное давление, близкое к нормальному, наблюдается обычно в местностях, находящихся на уровне моря. С увеличением высоты над уровнем моря (например, в горах) давление уменьшается.

Опыты Торричелли заинтересовали многих ученых — его современников. Когда о них узнал Паскаль, он повторил их с разными жидкостями (маслом, вином и водой). На рисунке 119 изображен водяной барометр, созданный Паскалем в 1646 г. Столб воды, уравновешивающий давление атмосферы, оказался намного выше столба ртути.
В 1648 г. по поручению Паскаля Ф. Перье измерил высоту столба ртути в барометре у подножия и на вершине горы Пюи-де-Дом и полностью подтвердил предположение Паскаля о том, что атмосферное давление зависит от высоты: на вершине горы столб ртути оказался меньше на 84,4 мм. Для того чтобы не осталось никаких сомнений в том, что давление атмосферы понижается с увеличением высоты над Землей, Паскаль проделал еще несколько опытов, но уже в Париже: внизу и наверху собора Нотр-Дам, башни Сен-Жак, а также высокого дома с 90 ступеньками. Свои результаты он опубликовал в брошюре «Рассказ о великом эксперименте равновесия жидкостей».

Большую известность получили также опыты немецкого физика Отто фон Герике (1602—1686). К выводу о существовании атмосферного давления он пришел независимо от Торричелли (об опытах которого он узнал с опозданием на девять лет). Откачивая как-то воздух из тонкостенного металлического шара, Герике вдруг увидел, как этот шар сплющился. Размышляя над причиной аварии, он понял, что расплющивание шара произошло под действием давления окружающего воздуха.

Открыв атмосферное давление, Герике построил около фасада своего дома в г. Магдебурге водяной барометр, в котором на поверхности жидкости плавала фигурка в виде человечка, указывающего на деления, нанесенные на стекле.

В 1654 г. Герике, желая убедить всех в существовании атмосферного давления, произвел знаменитый опыт с «магдебургскими полушариями». На демонстрации опыта присутствовали император Фердинанд III и члены Регенсбургского рейхстага. В их присутствии из полости между двумя сложенными вместе металлическими полушариями выкачали воздух. При этом силы атмосферного давления так сильно прижали эти полушария друг к другу, что их не смогли разъединить несколько пар лошадей (рис. 120).

1. Почему давление атмосферы нельзя рассчитать так же, как рассчитывают давление жидкости на дно сосуда? 2. Расскажите об опыте Торричелли. 3. Что означает запись: «Атмосферное давление равно 780 мм рт. ст.»? 4. Как называют прибор для измерения атмосферного давления? 5. Какое давление называют нормальным атмосферным давлением? Чему оно равно? 6. Как изменяется атмосферное давление при увеличении высоты над Землей? Почему?
Экспериментальные задания. 1. Погрузите стакан в воду, переверните его под водой вверх дном и затем медленно вытаскивайте из воды. Почему, пока края стакана находятся под водой, вода остается в стакане (не выливается)? 2. Наполните стакан водой, закройте листом бумаги и, поддерживая лист рукой, быстро переверните стакан вверх дном. Если теперь отнять руку от бумаги, то вода из стакана не выльется. Бумага останется как бы приклеенной к краям стакана. Почему?

Что такое атмосферное давление и как оно измеряется?

15 июня 2020 г. 13 июня 2021 г. Барометры и датчики давления

Атмосферное давление влияет на вашу повседневную жизнь, знаете ли вы об этом или нет. Погодные условия и прогнозы по всему миру зависят от атмосферного давления, но многие на самом деле не знают, что это такое на самом деле. И как только вы изучите 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 данной точке на поверхности Земли под действием 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 меньше молекул, давящих на них сверху, и поэтому испытывают меньшее давление, в то время как более низкие молекулы испытывают большую силу или давление, оказываемое на них молекулами, нагроможденными на них сверху, и они более плотно упакованы вместе.

Когда вы поднимаетесь в горы или летите высоко на самолете, воздух разрежен и 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 известно как барометрическое давление, поскольку оно измеряется с помощью барометра. Повышающийся барометр указывает на повышение атмосферного давления, а падающий барометр указывает на понижение атмосферного давления.

Что вызывает изменения атмосферного давления?

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

Французский ученый и философ XVII века Блез Паскаль (1623–1662) обнаружил, что атмосферное давление уменьшается с высотой и что изменения давления на уровне земли можно объяснить ежедневной погодой. Эти открытия используются для предсказания погоды сегодня.

Часто синоптики ссылаются на районы с высоким или низким давлением, движущиеся к определенным регионам, чтобы описать прогнозируемые условия для этих районов. Когда воздух поднимается в системах с низким давлением, он охлаждается и часто конденсируется в облака и осадки, что приводит к штормам. В системах с высоким давлением воздух опускается к Земле и нагревается вверх, что приводит к сухой и ясной погоде.

Как изменения давления влияют на погоду

В общем, ртутный барометр может дать вам знать, будет ли в ближайшем будущем небо проясняться или грозить, или вообще будут небольшие изменения, основываясь только на атмосферном давлении.

Вот несколько примеров того, как интерпретировать показания барометра:

• Когда воздух сухой, прохладный и приятный, показания барометра повышаются.
• В общем, повышение барометра означает улучшение погоды.
• В общем, падающий барометр означает ухудшение погоды.
• Когда атмосферное давление внезапно падает, это обычно указывает на приближение бури.
• Когда атмосферное давление остается стабильным, немедленных изменений погоды, скорее всего, не произойдет.

Как измерить атмосферное давление с помощью барометра?

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

Высокое давление

Атмосферное давление более 30,20 дюймов ртутного столба обычно считается высоким, а высокое давление связано с ясным небом и безветренной погодой.

Если показания выше 30,20 дюймов ртутного столба (102268,9 Па или 1022,689 мбар):

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

Показания атмосферного давления в диапазоне от 29,80 до 30,20 дюймов ртутного столба можно считать нормальными, а нормальное давление связано с устойчивой погодой.

Если показания падают между 29,80 и 30,20 дюйма ртутного столба (100914,4–102268,9 Па или 1022,689–1009,144 мбар):

• Повышение или постоянное давление означает, что нынешние условия сохранятся.
• Медленное падение давления означает небольшое изменение погоды.
• Быстро падающее давление означает, что возможен дождь или снег, если достаточно холодно.

Низкое давление

Атмосферное давление ниже 29,80 дюймов ртутного столба обычно считается низким, а низкое давление связано с теплым воздухом и ливнями.

Если показания ниже 29,80 дюймов ртутного столба (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 бури.

Если вы заинтересованы в измерении атмосферного давления прямо у себя дома, ознакомьтесь с широким ассортиментом барометров Maximum. И если у вас есть вопрос о вашем барометре или о том, как его использовать, не стесняйтесь обращаться к нам сегодня.

Барометр | Национальное географическое общество

Барометр — это научный прибор, используемый для измерения атмосферного давления, также называемого барометрическим давлением. Атмосфера – это слои воздуха, обернутые вокруг Земли. Этот воздух имеет вес и давит на все, к чему прикасается, когда гравитация притягивает его к Земле. Барометры измеряют это давление. Атмосферное давление является индикатором погоды. Изменения в атмосфере, включая 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 недостаточно силы или давления, чтобы оттолкнуть облака или бурю. Системы низкого давления связаны с облачной, дождливой или ветреной погодой. Быстрое повышение атмосферного давления вытесняет пасмурную и дождливую погоду, очищая небо и принося прохладный и сухой воздух. Барометр измеряет атмосферное давление в единицах измерения, называемых атмосферами или барами. Атмосфера (атм) — единица измерения, равная среднему давлению воздуха на уровне моря при температуре 15 градусов Цельсия (59градусов 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 приспособлены к изменениям высоты, чтобы делать точные показания атмосферного давления.

Типы барометров   Ртутный барометр Ртутный барометр — старейший тип барометра, изобретенный итальянским физиком Эванджелистой 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 гораздо меньший барометр, используя ртуть, серебристую жидкость, которая весит в 14 раз больше воды. Ртутный барометр имеет стеклянную трубку, закрытую сверху и открытую снизу. На дне трубки находится лужица ртути. Ртуть находится в круглой неглубокой тарелке, окружающей трубку. Ртуть в трубке приспособится к атмосферному давлению над тарелкой. По мере увеличения давления ртуть выталкивается вверх по трубке. Трубка отмечена серией измерений, которые отслеживают количество атмосфер или баров. Наблюдатели могут определить атмосферное давление, взглянув на то место, где останавливается ртутный столбик барометра. 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 нее. Механические инструменты измеряют, насколько камера расширяется или сжимается. Эти измерения выровнены с атмосферами или барами. Барометр-анероид имеет круглый дисплей, который показывает текущее количество атмосфер, как часы. Одна стрелка движется по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы указать текущее количество атмосфер. Термины «буря», «дождь», «перемена», «ясно» и «сухо» часто пишутся над цифрами на циферблате, чтобы людям было легче интерпретировать погоду. Барометры-анероиды постепенно вытеснили ртутные барометры, потому что их было проще использовать, дешевле покупать и легче транспортировать, поскольку в них не было жидкости, которая могла бы пролиться. В некоторых барометрах-анероидах используется механический инструмент для отслеживания изменений атмосферного давления в течение определенного периода времени. Эти барометры-анероиды называются барографами. Барографы — это барометры, соединенные со стрелками, которые делают отметки на рулоне соседней миллиметровой бумаги. Барограф записывает количество атмосфер по вертикальной оси и единицы времени по горизонтальной. 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 работали. Сильный шторм, например, будет выглядеть как глубокий и широкий провал на барографе.

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, очень похожей на барограф. Они также учитывают другие атмосферные показатели, такие как ветер и влажность, чтобы делать точные прогнозы погоды. Эти данные архивируются и хранятся на барометре, а также могут быть загружены на компьютер для дальнейшего анализа. Цифровые барометры используются метеорологами и другими учеными, которым нужны актуальные данные об атмосфере при проведении экспериментов в лаборатории или в полевых условиях. Цифровой барометр теперь 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 точнее определять местоположение, значительно улучшая навигацию. Разработчики и исследователи также используют краудсорсинговые возможности смартфона, чтобы делать более точные прогнозы погоды.