Атмосферное давление - показатель не статичный, а динамический. Еще в средние века, особенно после изобретения , была выявлена связь между изменением атмосферного давления и погодой. Это ценное наблюдение стало основой для прогнозирования погоды, а также предупреждения различных стихийных явлений, таких как ураганы или ливневые дожди.
О чем могут рассказать нам показания барометра ?
Нормальным атмосферным давлением считается диапазон 750-770 мм. рт. ст. Уменьшение давления ниже этого уровня в большинстве случаев является предвестником ухудшения погоды, означает скорый дождь, снегопад , изменение направления ветра и т. п. Повышение показаний служит сигналом наступления жаркой погоды летом, а зимой — усиления мороза и появления солнца. Важное значение при определении давления играет высота над уровнем моря. Так, при подъеме на 10 м. давление падает в среднем на 1 мм. рт. ст. Это свойство атмосферного давления успешно используется мореплавателями для измерения глубин, а альпинистами — для определения высоты.
Для морских судов и яхтсменов показания барометра являются очень важными. Любое морское судно ведет журнал изменений атмосферного давления, куда с определенным интервалом записываются показания барометра. В морской навигации атмосферное давление принято измерять в миллибарах (мбар). Так, нормальным считается давление в диапазоне от 990 до 1025 мбар. Скорость изменения давления имеет огромное значение для предсказания погоды. Снижение давления на 1 мбар каждый час может свидетельствовать об ухудшении погодных условий, усилении ветра и возможном дожде. Если же давление падает со скоростью 2 мбар в час, то это серьезное предупреждение о надвигающемся шторме. Рекордное снижение давления принадлежит тропическому шторму: при его приближении давление может падать со скоростью до 12 мбар в час!
Но не только мореплаватели зависят от атмосферного давления. Показания барометра очень информативны и полезны во многих сферах нашей жизни . Научившись правильно пользоваться этим умным прибором, вы сможете предсказывать погоду, лучше ориентироваться в пространстве и успешно контролировать состояние своего здоровья. А лучшим помощником станет походный барометр. Это незаменимая вещь для рыболовов и охотников, любителей активного отдыхаи походов, а также всех, кто отличается метеочувствительностью.
«Columbus», конечно же не единственная марка метеостанций в России. Главное их отличие - это попытка создать из традиционно прикладного инструмента, ранее представлявшегося в классических формах, предмет украшения интерьера. Широкая гамма оттенков, декорирование, применение оформления латунью и алюминием - все это превращает обычный прибор предсказания погоды в маленький шедевр (полноправный элемент интерьера).
Зачем вообще нужна метеостанция.
Обычно мы узнаем погоду из сводок Гидрометцентра и не всегда понимаем, на основе чего берется конечный прогноз. Имея в своем распоряжении метеостанцию «Columbus», мы всегда сможем сами, доверяя своим глазам, составить свой, личный прогноз погоды. Более полно данный вопрос освещен в паспорте метеостанций «Columbus».
Инструкция по эксплуатации метеостанций, барометров
1. Учет высоты местности при регулировке барометра
При метеонаблюдениях все данные о давлении воздуха соотносятся с высотой над уровнем моря. Для получения сравнимых значений при этом корректируют влияние высоты местности на давление воздуха (давление снижается с высотой). Комнатный барометр регулируется таким образом, что он указывает давление воздуха относительно высоты над уровнем моря. Поэтому перед использованием необходимо отрегулировать барометр по соответствующей высоте места применения. Принцип регулировки по высоте местности состоит в том, что изменение давления воздуха компенсируется коррекцией стрелки прибора в противоположном направлении.
На заводе-изготовителе барометр устанавливается на высоту местности, указанную на упаковке. Поэтому только в редких случаях возможна эксплуатация барометра без новой регулировки.
Самый простой путь правильной регулировки барометра – отрегулировать его по уже имеющемуся в данной местности барометру или по данным о давлении воздуха, сообщаемым в сводках погоды.
Если уже точно известна высота места применения барометра, то корректирующее значение можно вычислить. В основе этого расчета лежат следующие соображения: давление воздуха падает с возрастанием высоты и зависимости: 1 мм ртутного столба на 10.7 метров разности высот.
Пример:
Высота местности – 200 метров
Высота эксплуатации – 40 метров
Разность высот – 160 метров
Требуется переместить стрелку на 160/10,7=15 мм рт ст в сторону более низкого давления для роста давления воздуха.
2. Регулировочный винт
Перемещение стрелки осуществляется вращением регулировочного винта. Он сделан из латуни и располагается в отверстии задней стенки. При регулировке всегда выбирайте самый короткий путь.
3. Навешивание
Поскольку в закрытых помещениях давления воздуха одинаково с внешним, то барометр можно подвешивать в любом месте. Однако не рекомендуется навешивать его на сырых наружных стенах или вблизи источников тепла. Это особенно важно для барометров, с которым скомбинированы термометры и гигрометры.
4. Считывание показаний
Перед каждым считыванием слегка постучите по стеклу. При этом небольшое трение барометра позволяет определить тенденцию к изменению давления воздуха. Также можно проводить сравнение, если каждый раз после считывания совмещается со стрелкой барометра дополнительную стрелку.
5. Учет погодных условий
-При давлении воздуха 765 мм рт ст и больше можно рассчитывать на спокойную и сухую погоду, при чем погода тем устойчивее, чем выше давление воздуха. Летом погода преимущественно безоблачная и теплая, зимой морозная. Однако при высокой влажности и западном ветре (для Европейской части России) возможен туман (особенно зимой) и дождь.
-При медленном и постоянном росте показаний барометра следует ожидать улучшение погоды, в то время как медленный спад означает улучшение погоды.
-Быстрый рост при неустойчивой погоде часто сменяется быстрым падением и означает продолжение неустойчивости, смену облачности, порывистые ветры и ливень ил град.
-Зимой рост давления указывает на мороз, спад – на смягчение мороза и оттепель.
-Значения в 750 мм рт ст и ниже часто связаны с сильно облачностью и осадками. Если давление воздуха падает значительно ниже 750 мм рт ст, то следует ожидать сильного ветра или бури.
-Летом быстрый спад давления при большой жаре означает грозу.
6. Температура и влажность в жилом помещении
Человек ощущает комфорт при температуре в пределах 18-22 градуса и относительной влажности в пределах 45-70%. Колебания влажности воздуха в жилом помещении преимущественно незначительны, однако влажность зимой падает обычно до 25-40% (особенно в помещениях с центральным отоплением), что связано с большой разницей в температуре помещения и снаружи. В этом случае воздух очень сухой, и повышенную влажность можно обеспечить с помощью увлажнителей воздуха.
7. Коррекция индикации на термометрах и гигрометрах
Хотя регулировка стрелочных термометров и гигрометров точно проверяется на заводе-изготовителе, в некоторых случаях, например: после сильной тряски при транспортировке, может потребоваться коррекция. Корректирующую регулировку можно осуществить с помощью отвертки через отверстие на задней крышке. При этом следует ввести отвертку в видимую щель на опоре измерительного механизма. Рекомендуем проводить коррекцию только в том случае, если эталонные измерения, проведенные, с помощью нескольких жидкостных термометров или регенерированных волосяных гигрометров или психрометров обнаруживают заметные расхождения.
В работоспособности гигрометров и стрелочных термометров можно убедиться, если подышать на них с тыльной стороны. Если нить капилляров жидкостного термометра прервана, то ее можно снова соединить путем встряхивания в направлении верхушки капилляров либо в направлении чашки. Лучше всего это сделать с помощью предварительного медленного нагрева, взывающего движение нити наверх. При этом термометр должен быть обязательно отвинчен от рамки.
8. Технические данные
- высота местности применения – не более 300 метров над уровнем моря
- диапазон измерения давления – от 695 до 805 мм рт ст (927-1073 гектопаскаль)
- диапазон измерений температуры – от минус 10 С до плюс 50 С
- диапазон измерений влажности – 0-100%
Памятка по обращению с метеостанциями "Columbus"
1. В случае необходимости маркировки метеостанций либо приклеивания ценника убедительно просим Вас придерживаться следующих правил:
. не приклеивать наклейки на деревянные части корпуса метеостанций;
не пользоваться сильнодействующими клеящими средствами, в том числе скотчем;
РЕКОМЕНДУЕТСЯ: для идентификации метеостанций приклеивать наклейку на обратную сторону изделия.
2. Обратите особое внимание на упаковку метеостанций. Заводская упаковка предохраняет метеостанции от царапин. Настоятельно рекомендуем Вам производить упаковку метеостанций в следующем порядке:
оберточная бумага;
полиэтиленовый пакет;
пузырьковая пленка.
3. ЗАПРЕЩАЕТСЯ использовать чистящие средства, не предназначенные для дерева. Обратите особое внимание на лакированные части корпуса.
4. Поскольку в метеостанциях применяется стекло, будьте предельно аккуратны при распаковке/упаковке, выставлении и перемещении метеостанций. Рекомендуется применение специальных перчаток при обращении с метеостанциями.
5. При размещении метеостанций в витрине, следите за тем, чтобы метеостанции находились на максимальном расстоянии от осветительных приборов (особенно галогеновых светильников). Тепло, излучаемое данными светильниками, может привести к повреждению покрытия метеостанций.
6. При упаковке, транспортировке метеостанций с часами внимательно следите за тем, чтобы не оставлять батарейки в корпусе. Это связано с риском того, что батарейка может потечь.
Тщательное соблюдение данных условий поможет Вам предоставить покупателю метеостанции в идеальном состоянии и избежать возможных проблем с внешним видом и работоспособностью метеостанций.
Барометр - прибор, измеряющий показания давления воздуха на окружающие предметы, был изобретен в 17 веке выдающимся итальянским ученным Э. Торричелли. Первоначально выглядел как стеклянная трубка с отметками, внутри её наполняла ртуть. В момент проведения исследования столбик ртути находился на 760 мм, теперь этот показатель принято считать уровнем нормального давления, по которому судят, повышается давление или наоборот понижается. Прибор такого вида благодаря высокой степени точности и сейчас применяются на различных метеостанциях и в научных лабораториях.
Спустя 2 века, проведя огромное количество испытаний и пользуясь наработками выдающегося немецкого ученого Якова Лейбница, инженер-изобретатель из Франции Люсьен Види явил миру свое «детище» - усовершенствованный барометр-анероид (от греческого «анерос» - «без влаги»), который был намного безопаснее в использовании и имел более легкий вес.
На сегодняшний день существуют такие разновидности:
- Жидкостные барометры;
- Ртутные;
- Барометры- анероиды;
- Электронные.
Принцип работы барометра
Внешне жидкостный барометр имеет вид стеклянных трубок, взаимодействующих друг с другом как сообщающиеся сосуды в соответствии с гидростатическими законами. Заполняет их ртуть или другие легкие по весу жидкости (глицерин, масло).
Чашечный барометр
Чашечный - стеклянная трубка с закрытым концом и чашкой, показания давления определяют, замеряя высоту столбика жидкости, который начинается от уровня чашки и заканчивается отметкой верхнего мениска.
Сифонный барометр
Сифонный - трубка с закрытым длинным концом, сифонно-чашечный - две трубки, одна в открытом виде, другая в закрытом + чашка, в них показания давления воздуха устанавливают с помощью определения разности уровней столбика жидкости в первой и второй трубке.
Ртутный барометр
Ртутный барометр - пара сообщающихся сосудов, внутри - ртуть, верх одной стеклянной трубки, длиной примерно в 90 см, закрыт, там нет воздуха. В зависимости от изменений в давлении ртуть под воздействием воздуха поднимается либо опускается в стеклянной трубке, а небольшой поплавок показывает движение ртутной массы и останавливается на отметке, показывающей её уровень в миллиметрах. Норма - ртуть на отметке 760 мм рт. ст., показания выше этого значения - идет процесс повышения давления, ниже - понижения. Барометры такого типа практически не используются в обычном обиходе, ведь ртуть является опасным ядовитым веществом, конструкция барометра довольно громоздка и требует острожного отношения. Поэтому они широко применяются только в лабораторных условиях, на различных научных метеорологических станциях и в промышленности, там, где важная абсолютная точность передачи данных.
Классический барометр-анероид
(1 - корпус; 2 - гофрированная пустотелая металлическая коробочка; 3 - стекло; 4 - шкала; 5- металлическая плоская пружина; 6 - спиральная пружина; 7 - нить; 8 - передаточный механизм; 9 - стрелка-указатель )
Система работы механического барометр-анероида, в котором отсутствует какая-либо жидкость, основан на принципе воздействия давления воздуха на металл. В середине прибора располагается коробка с тонкими гофрированными стенками из металла, под силой действия воздуха стенки сжимаются или разжимаются, рычажок поворачивает стрелку в ту или иную строну. Бывают настенного и настольного типа, очень удобны и практичны в использовании, поэтому их очень часто используют в домашних условия, в офисах и различных учреждениях.
Электронный барометр
Электронный (или цифровой) барометр - современная разновидность данного прибора, линейные показатели обычного барометра-анероида преобразовываются в электронный сигнал, который обрабатывается микропроцессором и выводится на жидкокристаллический экран. Имеет компактные размеры, прост и удобен в использовании, например, для рыбалки, туризма или как дачный вариант.
На данный момент уже существует цифровой вариант барометров, которые встроены как дополнительная функция в мобильное устройство или в часы-барометры.
Барометр является ключевым инструментом в практике прогноза погоды. Барометр измеряет атмосферное давление, которое определяется весом воздуха над нами (от верхней границы атмосферы до поверхности моря). Если давление высокое, то это означает, что имеется большое количество воздуха над нами, если низкое, то воздуха меньше, чем где-либо вокруг, дальше от нас. Это невозможно заметить на глаз, так как воздух невидим.
Мы заинтересованы в атмосферном давлении потому, что оно информирует нас о распределении воздушных масс вокруг нас и об ожидаемых ветрах, которые возникают, когда воздух перетекает из областей с высоким атмосферным давлением в регионы с низким давлением. Чем больше разность давлений над соседними территориями, тем сильнее будет ветер.
В прогнозах погоды и на метеокартах принято отражать атмосферное давление в миллибарах (mb). Нам нужно знать является ли переданное официальным прогнозом или снятое с барометра давление высоким или низким, а его изменение большим или малым. Для этого необходимо помнить, что «стандартное» атмосферное давление составляет 1013 mb, но для каждой местности и времени года оно может немного отличаться от этой цифры.
На метео картах давление указано только двумя последними цифрами (предыдущие опущены). 1024 будет показано как «24», или 996 как «96». В большинстве случаев действительное давление в центрах циклонов и антициклонов пишется полностью и подчеркивается, но индивидуальные изобары (линии одинакового давления) имеют только две цифры. Обычно изобары прочерчены с интервалом в 4 mb на картах USA, хотя карты других стран могут иметь интервал от 2 mb (Австралия) и до 5mb на Европейских картах.
Типы барометров
Первый барометр был изобретен Евангелиста Торричелли в 1643 году. О Торричелли часто говорили как об ученике Галилео, но он проработал с ним только 3 месяца до смерти последнего и изобрел свой первый ртутный барометр несколько лет спустя.
Ртутный барометр Торричели
Прибор представлял собой полую стеклянную трубку, закрытую с одного конца и заполненную ртутью, которая была опущена открытым концом в сосуд с ртутью. Давление воздуха на открытую поверхность ртути уравновешивало давление столба ртути в трубке, и уровень ее оказывался на определенной высоте – около 760 мм. ртутного столба. Безусловно, такой прибор был громоздким и хрупким и не мог иметь широкого применения в практике.
Дальнейшее усовершенствование барометра шло по пути отказа от ртути и использования герметичных емкостей с вакуумом внутри, и в 1847 году первый барометр анероид был сконструирован другим итальянцем Люсьеном Види. «Анероид» означает без жидкости. Этот тип барометров используется и по сей день.
Барометр-анероид
«Сердцем» инструмента является герметичный гофрированный металлический цилиндр (сильфон), из которого частично откачан воздух (1). Когда внешнее давление воздуха изменяется, этот цилиндр расширяется или сжимается и это движение передается через систему рычагов (2) и нить (3) на ось вращения стрелки (4), которая и показывает нам давление на шкале значений (5). Прибор помещен в корпус (6) со стеклом над шкалой (7).
Другой, полезный в метеорологии прибор называется барограф. Это тот же барометр анероид, который может записывать чернильной линией значения давления за определенный период (обычно неделя) на бумажную ленту, обернутую вокруг барабана с часовым механизмом.
Барограф
Преимуществом этого прибора является то, что по этой линии мы можем напрямую наблюдать так называемую барограмму - изменение давления с течением времени, что на самом деле интересует нас больше всего.
Барограмма – график барической тенденции
Это очень ценная информация для прогноза погоды. Имея барограф, вы будете избавлены от необходимости постоянно записывать показания барометра, а затем по ним строить кривые барической тенденции.
Продолжая разговор о барометре как приборе, необходимо отметить, что в последнее десятилетие на рынке появились электронные барометры разных размеров и точности. Есть даже барометры и барографы, встроенные в ручные часы. Одни из них работают по принципу обычного анероида, но без механической системы рычагов, а измеряя изменение емкости электрического конденсатора, пластины которого находятся в торцах гофрированного цилиндра. Другие используют иной принцип, измеряя давление воздуха на чувствительный кристалл.
Цифровой барометр
Цифровые барографы также доступны для использования, и здесь их преимущества налицо, поскольку трудно обеспечить правильную работу традиционного барографа в условиях полёта на борту летательного аппарата.
Ценность и цена хорошего барометра
По моему мнению, ХОРОШИЙ барометр – большая ценность. Традиционный барометр-анероид будет очевидным выбором. В большинстве случаев знание того падает или поднимается давление, может быть достаточным для суждения приходит ли плохая погода или наоборот. Это суждение может быть сделано почти с любым работающим барометром, если вы периодически следите за его показаниями. Но часто нам необходимо знать истинное, точное значение давления. Более того, если давление изменяется, мы должны быть уверены, что оно изменяется именно так, как показывает прибор. Мне приходилось видеть барометры, которые красиво показывали изменение давления, но в очень узком диапазоне, и абсолютно не реагировали, когда давление выходило за пределы этого диапазона.
Знание точного значения давления очень важно, когда вы оперируете с метео-картой. Измерив скорость и направление ветра вы можете вычислить соответствующее им давление в точке вашего местоположения, а измерив существующее давление хорошо откалиброванным барометром, вы можете судить насколько правильна информация на полученной вами карте. Ключевым моментом здесь чаще всего является не столько качество барометра, как его калибровка, выяснение погрешности и учитывайте ее.
Если вы платите за прибор $150 - $200, он должен показывать правильные значения. К сожалению, не во всех случаях. Часто вы можете заплатить большие деньги за барометр с дорогим бронзовым корпусом и красивым циферблатом и абсолютно непригодным механизмом. Покупайте барометр у надежных дилеров и в специализированных магазинах.
Снятие показаний и уход за барометром
Постоянно проверяйте точность своего барометра по официальному радио. Имеются три фактора влияющих на показания прибора при тестировании. Первый – высота инструмента над уровнем моря – чем выше, тем значение давления, снятого с прибора, будет ниже. Второе – имеется «нулевая» точка настройки прибора. Она регулируется винтом, при вращении которого можно двигать стрелку вправо-влево, и каждый хороший барометр должен иметь такую регулировку. Для правильной установки стрелки прибор необходимо расположить на уровне моря. Как только вы получили данные давления, установите стрелку на это значение. И третье – время радио сообщения может и будет отличаться от времени замера давления на метеостанции. Постарайтесь выяснить это запоздывание.
Барометр – тонкий и точный прибор и снятие показаний с него требует внимания и аккуратности. Малые изменения значений могут означать многе в некоторых случаях. Барометр должен быть легко доступен, чтобы можно было хорошо видеть положение тонкой стрелки на мелких делениях шкалы, особенно в ночное время. Необходимо смотреть на шкалу перпендикулярно ее поверхности, в ином случае вы получите неверное показание из-за эффекта параллакса. Рис G110.
Говоря об уходе за барометром необходимо отметить, что он требует к себе такого же бережного отношения, как и всякий точный измерительный прибор. Но есть несколько особенностей, вытекающих из его природы. Избегайте помещать прибор в условия, где атмосферное давление выходит за пределы измерения барометра. Так, перевозка его в самолете может стать фатальной, поскольку на высоте 10 км давление атмосферы составляет только 300mb, и хотя давление в кабине компенсируется, оно редко превышает значение 800mb, что выходит за пределы рабочего диапазона прибора, а в грузовом отсеке давление вообще равно наружному. Будьте бдительны и при перевозке барометра в автомобиле. Окна должны быть открыты, когда вы захлопываете дверцу – этим вы избегаете резкого скачка давления в салоне при закрывании дверей. Не могу сказать, насколько быстрый спуск автомашины с холма может повредить барометр, но если наши уши ощущают это, то изменение давления явно лежит за пределами рабочей области прибора.
Несколько советов по выбору барометра
Мы редко можем найти сочетание всех идеальных свойств прибора с приемлемой ценой, поэтому компромиссы неизбежны. Но есть несколько моментов, на которые необходимо обратить внимание при покупке барометра.
1. Хороший ход и сильфон.
Вы не можете судить об этом, просто глядя на инструмент, но если доступно заглянуть внутрь и можно увидеть сильфон, то полезно знать, что чем больше его размер, тем лучше ход прибора и его работа.
2. Размер циферблата.
Больший размер предпочтительней, поскольку с него легче снимать показания. 10- сантиметровый диаметр циферблата можно рассматривать как минимальный. 12-15-сантиметровые – лучше, но они дороже.
3. Деления шкалы
Предпочтительнее шкала с делениями в 1 mb.
4. Поверхность циферблата
Блестящая или посеребренная поверхность иногда может работать как зеркальная и помогает видеть отражение стрелки, что позволяет легче снимать показания.
5. Температурная компенсация
Поинтересуйтесь у продавца насколько хороша температурная компенсация у барометра. Температура, например, в яхте под палубой может достигать 60 град, а в тропиках до 100 град. по Цельсию
7. Корпус
Я предпочитаю барометры с легким корпусом. Любое добавление бронзы служит для украшения и только добавляет вес и цену, не привнося ничего в функциональность прибора.
Покзания давления и барическая тенденция
Говоря о значениях давления, которые показывает нам барометр, нужно отметить, что давление выше 1025 mb рассматривается как «высокое», а ниже 990 mb – как «низкое». Но, конечно, все относительно – атмосферное давление в 1005 mb будет скорее «высоким», если в окружающих регионах оно ниже. Всегда нужно учитывать особенности региона. Обычно высокому давлению сопутствует хорошая погода со слабыми ветрами, в то время как при низком давлении (ниже 1000 mb) следует ожидать плохой погоды со свежими и сильными ветрами при полностью закрытом облаками небе и с дождями. Подробнее об использовании барометра в прогнозе погоды будет описано в статье «Прогноз погоды» (прогноз по барометру). Здесь же мы остановимся лишь на нескольких важных моментах.
Отмечая важность актуальных показаний барометра на данный момент времени, необходимо сказать, что наиболее полезным в использовании барометра является определение барической тенденции – изменения давления с течением времени.
Общепринято, что падение давления на 1mb в час заслуживает нашего внимания. Падение на 2-3mb в час может означать приход шторма, хотя мы еще имеем на месте штилевую погоду. Исследуя множество записей барических тенденций при приближении штормов, замечено, что обычно им сопутствует медленное неуклонное падение на 2-3 mb за каждые три часа в течение полусуток, пока падение давления не ускорится. Жестокие шторма при своем прохождении могут вызвать падение давления в 5-10mb за 3 часа, но рекордные падения принадлежат прохождению глаза тропического шторма – до 12 mb в час!
Важно знать какое падение давления может быть для него опасным. Запомните правило «4-5-6». Оно означает: падение давления на 4 или 5 mb за 6 часов является сигналом к изменению погоды в худшую сторону...
Из Weather Trainer by David Burch
Перевод С.Свистула
Физическая сущность атмосферного давления подробно будет описана в статье «Откуда берется ветер».
Существует множество различных способов решения задачи по измерению высоты архитектурных сооружений и многоэтажных зданий. Курьезная история произошла с известным датским физиком, лауреатом нобелевской премии Нильсом Бором, который в студенческие годы на экзамене решал именно эту задачу при помощи барометра. При этом он предложил более двадцати вариантов решения. Помимо вполне разумных способов были и такие, которые вызывают улыбку, показывая остроумие и незаурядность мышления знаменитого ученого, например: «Закопать башню в землю. Вынуть башню. Полученную яму заполнить барометрами. Зная диаметр башни и количество барометров, приходящееся на единицу объема, рассчитать высоту башни». Если бы на месте Нильса Бора был Галилео Галилей, то он сбросил бы барометр с башни и по времени свободного падения определил бы высоту башни. Правда, в этом случае барометр пришел бы в негодность. Если бы нашу задачу решал математик, то он измерил бы длину тени от башни и от барометра и, зная размер барометра, при помощи пропорций определил бы высоту башни. Однако, ни один из этих способов не годится, чтобы измерить высоту горы или местности над уровнем моря. Давайте попробуем разобраться, как можно при помощи барометра измерить высоту горы.
Прямое назначение барометра – измерять атмосферное давление. Его существование открыл еще в XVII веке итальянский физик и математикЭванджелиста Торричелли, он же и создал первый барометр. Несколько позднее французский физик Блез Паскаль не только подтвердил существование атмосферного давления, но и обнаружил его уменьшение с высотой, что и позволяет определять высоту при помощи барометра. Зависимость давления от высоты определяется так называемой барометрической формулой:
где – атмосферное давление на высоте , – атмосферное давление на высоте , – молярная масса воздуха, – ускорение свободного падения¸ – универсальная газовая постоянная, – температура воздуха. После небольших математических преобразований, приравнивая к 0, получаем:
Например, если летом при температуре 27 0 С давление у подножия горы было 750 мм.рт.ст. (торр), а на вершине – 650 мм.рт.ст. (торр), то высота горы будет примерно 1255 м. Барометрическая формула достаточно громоздка и не очень удобна для быстрых расчетов, поэтому при измерении относительно невысоких гор лучше пользоваться хоть и менее точным, но более удобным соотношением: при подъеме на каждые 12 м атмосферное давление уменьшается примерно на 1 мм.рт.ст.
Следует также отметить еще один интересный факт. В связи с тем, что при увеличении высоты над уровнем моря атмосферное давление уменьшается, вместе с ним уменьшается и температура кипения воды. Так на высоте 5000 м атмосферное давление уменьшается примерно до 400 мм.рт.ст., поэтому температура кипения воды на этой высоте немногим больше 80 0 С, в то время как при нормальном давлении атмосферы вода кипит при 100 0 С. Об этом нужно помнить, собираясь в горы.
Предлагаем вам найти свой оригинальный способ решения задачи по измерению высоты.
Загрузка...
