Атмосферное давление чем измерить – Как пользоваться барометром 🚩 как градуируют шкалу барометра-анероида 🚩 Домашнее хозяйство 🚩 Другое
Как измеряют атмосферное давление?
Приборы для измерения атмосферного давления называются барометрами. Давление определяется весом столба атмосферного воздуха, давящего на данный участок поверхности Земли. Поскольку на больших высотах над уровнем моря, например, на вершине горы, слой вышележащего воздуха тоньше, атмосферное давление уменьшается с высотой. Атмосферное давление также изменяется при перемещении воздушных масс, образующих холодные и теплые атмосферные фронты. Поэтому можно предсказывать погоду по показаниям барометра.
В настоящее время применяются два основных типа барометров: ртутные и анероиды. В ртутном барометре, изобретенном в 1643 году итальянским ученым Эванжелиста Торричелли (Evangelista Torricelli), основным элементом является стеклянная трубка, заполненная ртутью, столбик которой поднимается и опускается по мере того, как атмосферное давление увеличивается или уменьшается. Барометр-анероид, похожий на тот, что показан на рисунке справа, был изобретен в 1843 году французским ученым Люсьеном Види (Lucien Vidie). Основной частью анероида является небольшая гофрированная металлическая мембранная коробка, из которой практически полностью выкачан воздух (схема внизу). При изменении атмосферного давления мембранная коробка расширяется или сжимается. Чувствительный механизм преобразует перемещение мембран в круговое движение стрелки, показывающей величину давления на шкале прибора.
Внутреннее устройство барометра-анероида
Серия рычагов внутри барометра усиливает небольшие перемещения при расширении и сжатии мембранной коробки. Большинство барометров-анероидов имеет менее 20 см в поперечнике.
Анероидный барограф
(Рисунок вверху статьи)
Тонкое пишущее перо барографа осуществляет непрерывную запись атмосферного давления на вращающемся барабане.
Барометр Торричелли
Изменение атмосферного давления заставляет ртуть в трубках подниматься или опускаться. Высота столбиков ртути зависит только от атмосферного давления, диаметр и форма трубок значения не имеют. На уровне моря столбик ртути поднимается на 760 миллиметров.
Магдебургские полушария
Два простых металлических полушария демонстрируют существование атмосферного давления. После того как из полушарий выкачан весь воздух и в них образовался вакуум, атмосферное давление делает невозможным их разъединение.
information-technology.ru
Как измерить атмосферное давление?
Возникает вопрос, а как измерить это давление? Ответ на него еще в середине XVII в. дал Еванджелиста Торричелли.
В те времена средневековые ученые охотно играли с ртутью, и итальянский физик В.Вивиани в 1643 случайно обнаружил, что если в длинную запаянную с одного конца стеклянную трубку отказа налить ртуть, а затем свободный конец опустить в чашку с ртутью, то ртуть из трубки не выливается, а лишь немного опускается, останавливаясь каждый раз на том же уровне. Е.Торричелли сумел объяснить это явление тем, что ртутный столбик в трубке уравновешивается под действием атмосферного давления на поверхность ртути в чашке, а затем предложил использовать такой способ для измерения величины этого давления. Итак, Торричелли был первым человеком, кто взвесил земную атмосферу. Созданный им прибор получил название барометра (от греческих слов Раро — тяжелый и (иетреа) — меряю), а безвоздушное пространство между мениском ртути и запаянным концом трубки длительное время спустя называли «торричеллиевою пустотой», вплоть пока не перешли на латинский термин «вакуум »(vacuum — пустота).
Ртутный барометр и остался самым точным прибором для измерения атмосферного давления. Таких примеров существует три типа: чашечный, сифонный и сифонный-чашечный. Последний имеет высокую точность, поэтому в основном используется как образцовый. Диапазон измерений у него колеблется от 880 до 1090 мбар, точность отсчета — 0,05 мбар.
С единицами давления в метеорологии сложилась не совсем простая ситуация. Еще во времена Торричелли выяснилось, что при нормальном атмосферного давления на уровне моря столбик ртути в барометре имеет высоту 760 мм. Поэтому за единицу давления и выбрали 1 мм рт. ст. (1 mm Hg). Уже в XX в. эту единицу в честь Торричелли предложили называть Торре, но название не прижилось, хотя до сих пор иногда используется как внесистемная. В международной системе единиц (СИ) основной единицей давления является Паскаль (Па): 1 Па = 1 Н / м2 = 1 кг / (м * с2). В метеорологии расхожей единицей долгое время был миллибар (мбар): 1 мбар = 102 Па = 103 дин / см2. Чтобы избежать путаницы со старым миллибар из системы СГС, который там составляет 10 ~ 3 дин / см2 (то есть в миллион раз меньше), недавно новый миллибар переименовали в гектопаскаля (гПа). Однако большинство метеорологов по привычке оперируют миллибар, а в бытовых сводках и прогнозах погоды вообще вернулись к миллиметров ртутного столба. Кстати, соотношение между этими единицами следующее: 1 мм рт. ст. = 1,333 мбар.
Несмотря на все прелести ртутных барометров (способность непосредственного измерения величины давления, высокая точность, простота и надежность конструкции), они не слишком пригодны для использования в качестве передвижных приборов, а тем более — для дистанционных или автоматических измерений. В поисках выхода научно-техническая мысль в конце концов неизбежно пришла к созданию механических барометров — анероид (от греческого а — отрицательная частица, vepoa — вода, жидкость, то есть безридинних). Основу такого барометра составляет чувствительный элемент — упругая гофрированная металлическая коробка, из которой откачивают воздух до остаточного давления не выше за 10-2 мм рт. ст. С изменением атмосферного давления коробка деформируется: во время его повышения она сжимается, при снижении — выпрямляется, чем дополнительно помогает специальная пружина.
Через систему рычагов эти перемещения передаются на стрелку, которая движется по дуге шкалы, проградуированными по ртутным барометром в миллиметрах ртутного столба или в миллибарах. Точность отсчета барометра-анероида — 1-2 мбар.
Существуют конструкции анероиды, в которых вместо мембранной коробки используют трубчатую пружину (манометрическую трубку), но они применяются значительно реже.
Сочетание анероида с самописцем превращает его в барограф, а вступление в него электрических или электронных преобразователей позволяет получить автоматический прибор с дистанционной передачей показаний по проводам или радиоволнами.
Теги: атмосфера, Метеорология, погода, природа, прогноз погоды, реферат по метеорологии, скорость ветраbagazhznaniy.ru
Единицы измерения атмосферного давления
Обозначение единицы | Соотношение с единицей системы СИ – паскалем (Па) и другими |
Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.) | 1 мм. рт. ст. = 133,322 Па |
Миллиметр водного столба (мм вод. ст.) | 1 мм вод. ст. = 9,807 Па |
Атмосфера техническая (ат) | |
Атмосфера физическая (атм) | 1 атм = 1,033 ат = 1,013 104 Па |
Тор | 1 тор = 1 мм рт. ст. |
Миллибар (мб) | 1 мб = 0,7501 мм рт. ст. = 100 Па |
Таблица 24
Соотношение единиц измерения барометрического давления
Единицы | Па | атм | мб | мм вод. ст. | |
Паскаль, Па | 1 | 9,910-6 | 7,510-3 | 1,010-2 | 1,010-1 |
Атмосфера нормальная, атм | 1,013105 | 1 | 760 | 1013,3 | 10333 |
Миллиметр ртутного столба, мм рт. ст. | 133 | 1,310-3 | 1 | 1,33 | 13,6 |
Миллибар, мб | 100 | 9,910-4 | 7,510-1 | 1 | 10,2 |
Миллиметр водного столба, мм вод. ст. | 9,81 | 9,710-5 | 7,310-2 | 9,810-2 | 1 |
Из приведенных в таблицах 23 и 24 единиц измерения наибольшее распространение в России получили мм. рт. ст.имб. Для удобства пересчетов в необходимых случаях можно использовать следующее соотношение:
760 мм рт. ст.= 1013мб= 101300Па (36)
Более простой способ:
Мб = мм. рт. ст.(37)
Мм рт. ст. = мб(38)
Приборы для измерения атмосферного давления.
В гигиенических исследованиях применяются два типа барометров:
Принцип работы различных модификаций жидкостных барометров основан на том, что атмосферное давление уравновешивает определенной высоты столб жидкости в запаянной с одного конца (верхнего) трубке. Чем меньше удельный вес жидкости, тем выше столб последней, уравновешиваемый давлением атмосферы.
Наибольшее распространение получили ртутные барометры, так как высокий удельный вес жидкой ртути позволяет сделать прибор более компактным, что объясняется уравновешиванием давления атмосферы менее высоким столбом ртути в трубке.
Используются три системы ртутных барометров:
Указанные системы ртутных барометров схематически представлены на рисунке 35.
Станционные чашечные барометры (рисунок 35). В этих барометрах в чашку, заполненную ртутью, помещается запаянная сверху стеклянная трубка. В трубке над ртутью образуется так называемая торичеллиевая пустота. Воздух в зависимости от состояния обусловливает то или иное давление на ртуть, находящуюся в чашке. Таким образом, уровень ртути устанавливается на ту или иную высоту в стеклянной трубке. Именно данная высота будет уравновешивать давление воздуха на ртуть в чашке, а значит отражать атмосферное давление. Высоту уровня ртути, соответствующую атмосферному давлению, определяют по так называемой компенсированной шкале, имеющейся на металлической оправе барометра. Изготавливаются чашечные барометры со шкалами от 810 до 1110 мб и от 680 до 1110 мб. | | Рис. 35. Чашечный барометр(слева) А – шкала барометра; Б – винт; В – термометр; Г – чашечка со ртутью Ртутный сифонный барометр(справа) А – верхнее колено; В – нижнее колено; Д – нижняя шкала; Е – верхняя шкала; Н – термометр; а – отверстие в трубке |
В отдельных модификациях имеются две шкалы – в мм рт. ст. и мб. Десятые доли мм рт. ст. или мб отсчитываются по подвижной шкале – нониусу. Для этого необходимо винтом установить нулевое деление шкалы нониуса на одной линии с вершиной мениска ртутного столба, отсчитать число целых делений миллиметров ртутного столба по шкале барометра и число десятых до-лей миллиметра ртутного столба до первой отметки шкалы нониуса, совпадающей с делением основной шкалы.
Пример.Нулевое деление шкалы нониуса находится между 760 и 761 мм рт. ст. основной шкалы. Следовательно, число целых делений равно 760 мм рт. ст. К этой цифре необходимо прибавить число десятых долей миллиметра ртутного столба, отсчитанных по шкале нониуса. Первым с делением основной шкалы совпадает 4-е деление шкалы нониуса. Барометрическое давление равно 760 + 0,4 = 760,4 мм рт. ст.
Как правило, в чашечные барометры встроен термометр (ртутный или спиртовый в зависимости от предполагаемого диапазона температуры воздуха при исследованиях), так как для получения окончательного результата необходимо специальными расчетами привести давление к стандартным условиям температуры (0С) и барометрического давления (760 мм рт. ст.).
В чашечных экспедиционных барометрахперед наблюдением предварительно с помощью специального винта, расположенного в нижней части прибора, устанавливают уровень ртути в чашке на нулевую отметку.
Сифонные и сифонно-чашечные барометры (рисунок 35). В этих барометрах величина атмосферного давления измеряется по разнице высот ртутного столба в длинном (запаянном) и коротком (открытом) коленах трубки. Данный барометр позволяет производить измерение давления с точностью до 0,05мм рт. ст. При помощи винта в нижней части приборов уровень ртути в коротком (открытом) колене трубки приводят к нулевой точке, а затем отсчитывают показания барометра.
Сифонно-чашечный инспекторский барометр. Данный прибор имеет две шкалы: слева в мб и справа в мм рт. ст. Для определения десятых долей мм рт. ст. служит нониус. Найденные значения атмосферного давления, как и при работе с другими жидкостными барометрами, необходимо с помощью вычислений или специальных таблиц привести к 0С.
На метеорологических станциях в показания барометров вводят не только температурную поправку, но и так называемую постоянную поправку: инструментальную и поправку на силу тяжести.
Устанавливать барометры следует в отдалении или изолированно от источников теплового излучения (солнечное излучение, нагревательные приборы), а также в отдалении от дверей и окон.
Металлический барометр-анероид (рисунок 36). Данный прибор особенно удобен при проведении исследований в экспедиционных условиях. Однако этот барометр перед использованием должен быть выверен по более точному ртутному барометру.
Рис. 36. Барометр-анероид | Рис. 37. Барограф |
Принцип устройства и действия барометра-анероида очень прост. Металлическая подушечка (коробка) с гофрированными (для большей эластичности) стенками, из которой удален воздух до остаточного давления 50-60 мм рт. ст., под воздействием давления воздуха изменяет свой объем и в результате деформируется. Деформация передается по системе рычажков стрелке, которая и указывает на циферблате атмосферное давление. На циферблате барометра анероида вмонтирован изогнутой формы термометр в связи с необходимостью, как указывалось выше, приведения результатов измерения к 0С. Градуировка циферблата может быть в мб или в мм рт. ст. В некоторых модификациях барометра-анероида имеются две шкалы – как в мб, так и в мм рт. ст.
Анероид-высотомер (альтиметр). В измерении высоты по уровню атмосферного давления заложена закономерность, согласно которой между давлением воздуха и высотой имеется зависимость, весьма близкая к линейной. То есть при подъеме на высоту пропорционально снижается атмосферное давление.
Данный прибор предназначен для измерения атмосферного давления именно на высоте и имеет две шкалы. На одной из них нанесены величины давления в мм рт. ст. или мб, на другой – высота в метрах. На летательных аппаратах применяют альтиметры с циферблатом, на котором по шкале определяется высота полета.
Барограф (барометр-самописец).Данный прибор предназначен для непрерывной регистрации атмосферного давления. В гигиенической практике применяются металлические (анероидные) барографы (рисунок 37). Под влиянием изменений атмосферного давления пакет соединенных вместе анероидных коробок в результате деформации оказывает влияние на систему рычажков, а через них на специальное перо с незасыхающими специальными чернилами. При увеличении атмосферного давления анероидные коробки сжимаются и рычажок с пером поднимается кверху. При уменьшении давления анероидные коробки с помощью помещенных внутри их пружин расширяются и перо чертит линию книзу. Запись давления в виде непрерывной линии вычерчивается пером на градуированной в мм рт. ст. или мб бумажной ленте, помещенной на цилиндрический вращающийся с помощью механического завода барабан. Используются барографы с недельным или суточным заводом с соответствующими градуированными лентами в зависимости от цели, задач и характера исследований. Выпускаются барографы с электрическим приводом, вращающим барабан. Однако на практике данная модификация прибора менее удобна, так как ограничивается его использование в экспедиционных условиях. Для устранения температурных влияний на показания барографа в них вставляется биметаллические компенсаторы, автоматически осуществляющие коррекцию (поправку) движения рычажков в зависимости от температуры воздуха. Перед началом работы рычажок с пером с помощью специального винта устанавливается в исходное положение, соответствующее времени, обозначенном на ленте и на уровень давления, измеренный точным ртутным барометром.
Чернила для записи барограмм можно приготовить по следующей прописи:
— 200 мл | |
— 2,4 г | |
— 3 г | |
— 10 мл |
Приведение объема воздуха к нормальным условиям (760 мм рт. ст., 0С). Данный аспект измерения барометрического давления весьма важен при измерении концентраций загрязняющих веществ в воздухе. Игнорирование указанного аспекта может обусловить значительные ошибки в расчетах концентраций вредных веществ, которые могут достигать 30 и более процентов.
Приведение объема воздуха к нормальным условиям производится по формуле:
(39)
V0 | |
V1 | |
273 | |
В | |
760 | |
t |
Пример. Для измерения концентрации пыли в воздухе через бумажный фильтр с помощью электрического аспиратора пропущено 200 л воздуха. Температура воздуха в период его аспирации составляла- +26С, барометрическое давление — 752 мм рт. ст. Необходимо привести объем воздуха к нормальным условиям, то есть к 0С и 760 мм рт. ст.
Подставляем в формулу Х значения соответствующих параметров примера и рассчитываем искомый объем воздуха при нормальных условиях:
л.
Таким образом, при расчете концентрации пыли в воздухе необходимо учитывать объем воздуха именно 180,69 л, а не 200л.
Для упрощения расчетов объема воздуха при нормальных условиях можно пользоваться поправочными коэффициентами на температуру и давление (таблица 25) или рассчитанными готовыми величинами формулы 39 и(таблица 26).
Таблица 25
Поправочные коэффициенты на температуру и давление для приведения объема воздуха к нормальным условиям
(температура 0оС, барометрическое давление 760 мм рт. ст.)
tоС | Барометрическое давление, мм рт. ст. | |||||||
700 | 710 | 720 | 730 | 740 | 750 | 760 | 770 | |
10 | 0,889 | 0,901 | 0,914 | 0,927 | 0,939 | 0,952 | 0,965 | 0,977 |
12 | 0,882 | 0,895 | 0,908 | 0,920 | 0,933 | 0,945 | 0,958 | 0,971 |
14 | 0,876 | 0,889 | 0,901 | 0,914 | 0,926 | 0,939 | 0,951 | 0,964 |
16 | 0,870 | 0,883 | 0,895 | 0,907 | 0,920 | 0,932 | 0,945 | 0,957 |
18 | 0,864 | 0,876 | 0,889 | 0,901 | 0,914 | 0,926 | 0,938 | 0,951 |
20 | 0,858 | 0,870 | 0,883 | 0,895 | 0,907 | 0,920 | 0,932 | 0,944 |
22 | 0,852 | 0,865 | 0,877 | 0,889 | 0,901 | 0,913 | 0,925 | 0,938 |
24 | 0,847 | 0,859 | 0,871 | 0,883 | 0,895 | 0,907 | 0,919 | 0,931 |
Окончание таблицы 25
tоС | Барометрическое давление, мм рт. ст. | |||||||
700 | 710 | 720 | 730 | 740 | 750 | 760 | 770 | |
26 | 0,841 | 0,853 | 0,865 | 0,877 | 0,889 | 0,901 | 0,913 | 0,925 |
28 | 0,835 | 0,847 | 0,859 | 0,871 | 0,883 | 0,895 | 0,907 | 0,919 |
30 | 0,830 | 0,842 | 0,854 | 0,865 | 0,877 | 0,889 | 0,901 | 0,913 |
32 | 0,824 | 0,836 | 0,848 | 0,860 | 0,872 | 0,883 | 0,895 | 0,907 |
34 | 0,819 | 0,831 | 0,842 | 0,854 | 0,866 | 0,878 | 0,889 | 0,901 |
35 | 0,816 | 0,828 | 0,840 | 0,851 | 0,863 | 0,875 | 0,886 | 0,898 |
Таблица 26
Коэффициенты для приведения объемов воздуха к нормальным условиям
(температура 0оС, барометрическое давление 760 мм рт. ст.)
tоC | В, мм рт. ст. | tоC | В, мм рт. ст. | ||||
-4 | 1,015 | 741 | 0,975 | 16 | 0,945 | 761 | 1,001 |
-3 | 1,011 | 742 | 0,976 | 17 | 0,941 | 762 | 1,003 |
-2 | 1,007 | 743 | 0,978 | 18 | 0,938 | 763 | 1,004 |
-1 | 1,004 | 744 | 0,979 | 19 | 0,935 | 764 | 1,005 |
0 | 1,000 | 745 | 0,980 | 20 | 0,932 | 765 | 1,007 |
1 | 0,996 | 746 | 0,982 | 21 | 0,929 | 766 | 1,008 |
2 | 0,993 | 747 | 0,983 | 22 | 0,925 | 767 | 1,009 |
3 | 0989, | 748 | 0,984 | 23 | 0,922 | 768 | 1,010 |
4 | 0,983 | 749 | 0,986 | 24 | 0,919 | 769 | 1,012 |
5 | 0,982 | 750 | 0,987 | 25 | 0,916 | 770 | 1,013 |
6 | 0,979 | 751 | 0,988 | 26 | 0,913 | 771 | 1,014 |
7 | 0,975 | 752 | 0,989 | 27 | 0,910 | 772 | 1,016 |
8 | 0,972 | 753 | 0,991 | 28 | 0,907 | 773 | 1,017 |
9 | 0,968 | 754 | 0,992 | 29 | 0,904 | 774 | 1,018 |
10 | 0,965 | 755 | 0,993 | 30 | 0,901 | 775 | 1,020 |
11 | 0,961 | 756 | 0,995 | 31 | 0,898 | 776 | 1,021 |
12 | 0,958 | 757 | 0,996 | 32 | 0,895 | 777 | 1,022 |
13 | 0,955 | 758 | 0,997 | 33 | 0,892 | 778 | 1,024 |
14 | 0,951 | 759 | 0,999 | 34 | 0,889 | 779 | 1,025 |
15 | 0,948 | 760 | 1,000 | 35 | 0,886 | 780 | 1,026 |
studfiles.net
Атмосферное давление, приборы для его измерения
Мы ответим на следующие вопросы.
1. Что называют атмосферным давлением?
Воздух имеет вес и давит на земную поверхность и находящиеся на ней предметы. Сила, с которой воздух давит на земную поверхность, называется атмосферным давлением. Столб воздуха от поверхности Земли до верхней границы атмосферы давит на земную поверхность с силой равной примерно 1,033 кг/см2. В технике такую величину принимают за единицу давления и называют 1 атмосфера.
2. Кто и каким образом впервые измерил атмосферное давление?
Атмосферное давление впервые измерил итальянский ученый Эванджелиста Торричелли в 1644 году. Прибор представляет собой U-образную трубку длиной около 1 м, запаянную с одного конца и заполненную ртутью. Так как в верхней части трубки воздуха нет, то давление ртути в трубке создается только весом столбика ртути в трубке. Таким образом, атмосферное давление равно давлению столбика ртути в трубке и высота этого столбика зависит от атмосферного давления окружающего воздуха: чем больше атмосферное давление, тем выше столбик ртути в трубке и, следовательно, высота этого столбика может быть использована для измерения атмосферного давления.
3. Какие приборы используют для измерения атмосферного давления?
Для измерения атмосферного давления используют ртутный барометр, барометр-анероид и барограф (с греч. графо — пишу).
Если к трубке, подобно той, которую использовал в своем опыте Торричелли, прикрепить шкалу, то получим простейший прибор для измерения атмосферного давления — ртутный барометр.
Основной частью барометра-анероида являются круглые гофрированные металлические коробочки, которые соединены между собой; внутри коробочек создано разрежение (давление в них меньше, чем атмосферное) с увеличением атмосферного давления коробочки сжимаются и тянут прикрепленную к ним пружину; перемещения конца пружины через специальные устройства передастся стрелке, которая движется по шкале (на шкале нанесены деления и значение атмосферного давления). При повышении атмосферного давления коробка сжимается, при понижении — расширяется, эти колебания воздействуют на пружину, которая соединена со стрелкой. Стрелка показывает на круговой шкале значение давления.
Барометр-анероид является одним из основных приборов, который используют метеорологи для прогнозирования погоды на ближайшие дни, так как изменение погоды связано с изменением атмосферного давления.
Для автоматической и непрерывной записи изменений атмосферного давления используют барограф. Кроме металлических гофрированных коробочек в этом приборе имеется механизм для движения бумажной ленты, на которой нанесено сетку значений давления и дни недели. По таким лентам можно определить как менялся атмосферное давление в течение любого недели. Атмосферное давление измеряют в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.).
4. Почему атмосферное давление в разных местах неодинаковое?
На земной поверхности атмосферное давление изменяется от места к месту и во времени. Особенно важны определяющие погоду непериодические изменения атмосферного давления, связанные с возникновением, развитием и разрушением медленно движущихся областей высокого давления (антициклонов) и относительно быстро перемещающихся огромных вихрей (циклонов), в которых господствует пониженное давление. Чем воздух холоднее, тем его плотность выше. От нагревания подстилающей поверхности зависит плотность воздуха над ней. Если воздух плотный, то его масса больше, и поэтому он сильнее давит на поверхность.
5. Как изменится атмосферное давление с высотой?
С высотой атмосферное давление падает. Это связано с двумя причинами. Во-первых, чем выше мы находимся, тем меньше высота столба воздуха над нами, и, следовательно, меньший вес на нас давит. Во-вторых, с высотой плотность воздуха уменьшается, он становится более разреженным, то есть в нем меньше молекул газов, следовательно он имеет меньшую массу и вес.
Если представить столб воздуха от поверхности Земли до верхних слоев атмосферы, то вес такого воздушного столба будет равен весу столбика ртути высотой в 760 мм. Это давление названо нормальным атмосферным давлением. Таково давление воздуха на параллели 45° при температуре 0 °С на уровне моря. Если высота столбика больше 760 мм, то давление повышенное, меньше — пониженное. Атмосферное давление измеряют в миллиметрах ртутного столба (мм рт.ст).
6. Какими способами показывают на картах распределение температуры воздуха и атмосферного давления у земной поверхности?
Для анализа погоды специалисты используют карты, на которые наносятся значения метеорологических величин. Обрабатывая метеорологические карты, метеорологи соединяют пункты с одинаковыми значениями температуры воздуха и атмосферного давления линиями, которые называются — изотермами (линии одинаковой температуры) и изобарами (линии одинакового давления). Этот метод позволяет выяснить положение областей высокого и низкого давления, районы с высокой и низкой температурой.
1. Что такое атмосферное давление. Как измеряли давление атмосферы в далеком прошлом.
Впишите пропущенные слова в определение.
Атмосферное давление — сила, с которой столб атмосферного воздуха давит на земную поверхность.
На рис. 1 стрелками покажите направление и среднюю величину давления столбика ртути в трубке и столба атмосферного воздуха на поверхность ртути в чашке. (Площадь поперечного сечения трубки с ртутью равна 1см2.)
На рис. 2 подпишите значение высоты столбика ртути в трубке, если известно, что величина атмосферного давления равна 760 мм рт. ст.
Впишите пропущенные слова в описание изменения атмосферного давления над морем и над сушей в течение суток.
В утренние часы поверхность суши и моря практически не нагревается солнечными лучами.
За ночь температура приводного и приземного слоев воздуха почти остыли, поэтому заметных различий между атмосферным давлением над сушей (Рс) и над морем (Рм) нет.
Днем поверхность суши интенсивно нагревается солнечными лучами и земная поверхность отдает тепло приземному слою воздуха, который становится менее плотным.
Таким образом, над сушей атмосферное давление выше. Поверхность воды днем тоже нагревается солнечными лучами, но тепло передается в более глубокие слои и «накапливается» в водной толще. Следовательно, приводный слой воздуха менее плотный, чем приземный, нагревается, он более позже. Над морем формируется относительно низкое атмосферное давление.
Вечером, как и утром, температура воздуха и атмосферное давление над сушей и над морем практически одинаковые.
В ночное время земная поверхность (суша и море) не нагревается солнечными лучами.
Поверхность суши остывает, чем поверхность моря, отдает свое тепло приземному слою воздуха, ее температура быстрее снижается, чем температура приводного слоя воздуха. Следовательно, воздух над сушей менее плотный, чем над морем, а над сушей менее сильное, чем над морем.
2. Давление атмосферы меняется с высотой
При одинаковых условиях нагрева воздуха атмосферное давление уменьшается с высотой.
Используя текст учебника, определите значения атмосферного давления в двух населенных пунктах Земли.
Тибетский буддистский монастырь Ронгбук (основан в 1902 г.) — самое высокое место на Земле, где постоянно живут люди. Легендарный монастырь расположен на северной стороне Гималаев, уподножия Эвереста на высоте 5029 м. Через Ронгбук проходят альпинисты в базовый лагерь, откуда начинается покорение самой высокой вершины мира, горы Эверест. В лагерь приходят монахи, чтобы помолиться за смельчаков и совершить обряды.
Если на уровне Мирового океана атмосферное давление 760 мм рт., то на уровне монастыря Ронгбук 292 мм рт.
В Боливии (Южная Америка) на высоте 3660 м в Андах расположен город Ла-Пас с миллионным населением, который называют самой высокогорной столицей в мире. Официальной столицей Боливии считается небольшой городок Сукре, где находится только верховный суд страны. Фактическая столица, политический, экономический и культурный центр страны — город Ла-Пас. Здесь находятся исполнительная и законодательная власть Боливии, здание парламента, резиденция президента и министерства. Город основан в 1548 г. Испанским конкистадором Алонсо Мендосой и назван в честь примирения долго враждующих между собой испанских завоевателей.
Если на уровне Мирового океана атмосферное давление 760 мм рт. ст., то на уровне города Ла-Пас 418 мм рт. ст.
3. Как показывают температуру воздуха и атмосферное давление на карте.
Впишите пропущенные слова в определение.
Линии, соединяющие точки с одинаковыми значениями температуры воздуха, называют изотермами.
Линии, соединяющими точки с одинаковыми значениями атмосферного давления, называют изобарами.
Школа географа-следопыта
На схематичном рисунке стрелками покажите основные части барометра-анероида.
Определите величину атмосферного давления в кабинете географии, на первом и последнем этажах школьного здания. (индивидуально)
resheba.me
Электронный измеритель атмосферного давления
19.06.2015
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.
www.eksis.ru
Как определить атмосферное давление?
Атмосферным давлением называют силу, с которой окружающий нас воздух давит на земную поверхность. Первым, кто смог его измерить, был ученик Галилео Галилея Эванжелиста Торричелли. В 1643 году вместе со своим коллегой Винченцо Вивиани он провёл простой опыт.
Опыт Торричелли
Как он смог определить атмосферное давление? Взяв метровую трубку, запаянную с одного конца, Торричелли налил в неё ртуть, закрыл пальцем отверстие и, перевернув, опустил в чашу, также наполненную ртутью. При этом часть ртути вылилась из трубки. Ртутный столбик остановился на отметке 760 мм. от уровня поверхности ртути в чаше.
Интересно, что результат опыта не зависел от диаметра, наклона и даже формы трубки – ртуть всегда останавливалась на одном уровне. Впрочем, если погода вдруг менялась (и атмосферное давление падало или повышалось), столбик ртути опускался или поднимался на несколько миллиметров.
С тех пор атмосферное давление измеряют в миллиметрах ртутного столба, а давление 760 мм. рт. ст. считают равным 1 атмосфере и называют нормальным давлением. Так был создан первый барометр – прибор для измерения атмосферного давления.
Другие способы измерения атмосферного давления
Ртуть – не единственная жидкость, которую можно использовать для измерения атмосферного давления. Многие учёные в разное время сооружали водяные барометры, но поскольку вода намного легче ртути, их трубки поднимались на высоту до 10 м. К тому же, вода уже при 0°С превращалась в лёд, что создавало определённые неудобства.
Современные ртутные барометры используют принцип Торричелли, но устроены несколько сложнее. Например, сифонный барометр представляет собой длинную стеклянную трубку, изогнутую в сифон и наполненную ртутью. Длинный конец трубки запаян, короткий открыт. На открытой поверхности ртути плавает небольшой грузик, уравновешенный противовесом. При изменении атмосферного давления ртуть движется, увлекая за собой поплавок, а тот, в свою очередь, приводит в движение противовес, связанный со стрелкой.
Ртутные барометры используются в стационарных лабораториях и на метеорологически
elhow.ru
Атмосферное давление, его виды и единицы измерения
Определение атмосферного давления весьма просто — это давление атмосферы на объекты, что находятся в ней, и на поверхность планеты. Другими словами, атмосферное давление — это давление отдельно взятого столба воздуха, что находится сверху, с площадью 1 метр квадратный.
Измерение атмосферного давления
Единицами измерения давления являются паскали, бары и миллиметры ртутного столба. Последнее применяется в барометрах (специальных измерительных приборах) и очень понятно обычным людям, поскольку барометрами пользуются многие. Многие знают, что 760 мм ртутного столба является нормальным давлением (таково атмосферное давление на уровне моря, потому оно и принято за норму). Только стоит добавить, что нормальным оно считается при температуре 0 °C.
Другая популярная единица измерения, часто применяемая в физике — паскали. Значение в 101325 Па называется нормальным давлением и эквивалентно 760 мм ртутного столба.
Ну а последняя единица измерения — бары. 1 бар = 100000 Па. В таком случае нормальным считается давление в 1,01325 бар.
Для упрощения подсчётов, в химии используется понятие стандартное атмосферное давление. Оно почти равно нормальному — 100000 Па (100 кПа) или 1 бар.
Нормальное атмосферное давление
760 мм ртутного столба барометра при температуре 0 °C — это нормальное давление. Именно такие значения выдаёт прибор на уровне моря. Именно от этого значения обычно и отталкиваются, приняв его за стандарт.
Кто-то слышал выражение одна атмосфера или три атмосферы, к примеру? Так вот, атмосферой в данном случае называют нормальное давление (то, о котором мы говорили выше). А вот давление, равное трём атмосферам, уже никак нормальным не назовёшь, ведь оно в три раза превышает норму.
Влияние атмосферного давления на погоду
Благодаря колебаниям атмосферного давления можно делать выводы о том, какая погода ожидается в ближайшем будущем. Правда, подобные прогнозы не могут похвастаться абсолютной точностью, поскольку зависит погода от многих параметров. К тому же, для разных регионов Земли характерно разное давление, из-за чего точный прогноз затруднителен.
Однако, определить ожидаемую погоду по показателям давления может любой человек. Так, если давление опускается ниже нормы, следует ожидать пасмурную, дождливую погоду. А если атмосферное давление поднимается выше нормы, следует ожидать солнечную погоду. Всё просто, не правда ли?
Правда, стоит понимать, что зимой ситуация несколько иная. Понижение давления говорит о повышенной влажности (возможно, будет снег), ожидается потепление. А повышение давления сулит нам ясную погоду, из-за чего стоит ожидать похолодания.
naturae.ru