Измерение атмосферного давления

На этом уроке вы:

• узнаете, какими приборами измеряют атмосферное давление;
• научитесь объяснять принцип действия барометров.

Ключевые слова: барометр ртутный, барометр-анероид.

Мы с вами живем на дне воздушного океана, и наш организм автоматически уравновешивает атмосферное давление. Но у многих людей организм чутко реагирует на колебания атмосферного давления, особенно если оно меняется значительно. Тогда возникает ряд болезненных ощущений: головная боль, головокружение, учащенное дыхание, кровотечение из ушей и носа. Альпинисты, поднимающиеся высоко в горы, часто пользуются специальными кислородными масками, поддерживающими нормальное содержание кислорода в крови.

Как же измерить атмосферное давление, если оно постоянно меняется? Для этого существуют определенные приборы, которые называются барометрами.

Ртутный барометр. Простейшим барометром является ртутный барометр, созданный на основе трубки Торричелли (рис. 28.1).

На свободную поверхность ртути в сосуде (1) действует атмосферное давление, которое компенсируется давлением столба ртути в трубке (2). По высоте столба ртути в трубке судят об атмосферном давлении по шкале (3). С изменением атмосферного давления будет меняться и высота столба ртути в трубке (2). Ртутный барометр измеряет атмосферное давление на данный момент времени. Ртутным барометром удобно пользоваться в стационарных условиях, а в полевых он неудобен. В этих случаях пользуются барометром-анероидом.

Рис. 28.1

Барометр-анероид. Рассмотрим устройство барометра-анероида (рис. 28.2):

1 — корпус барометра, 2 — металлическая коробочка с волнистой (гофрированной) поверхностью, из которой выкачан воздух; 3 — стекло, 4 — шкала давлений, проградуированная с помощью ртутного барометра; 5 — металлическая пластина, которая не дает атмосферному давлению сплющить коробку; 8 — передаточный механизм, к которому прикреплена пружина; 6 — стрелка-указатель на оси; 7 — ось.

Принцип действия барометра-анероида. Атмосферное давление действует на гофрированную коробочку своей силой. Волнистая поверхность увеличивает ее площадь, что ведет к повышению силы давления на поверхность коробочки. С понижением атмосферного давления сила давления на поверхность коробочки уменьшается. Поэтому пластина (5) будет выпрямлять крышку коробочки, что ведет к повороту оси (7) со стрелкой-указателем (6). Показания барометра снимаются по шкале (4). Увеличение атмосферного давления приводит движение механизма в обратном направлении.

Рис. 28.2

С помощью барометра можно измерять высоту подъема летательного аппарата в атмосфере. Барометры, шкала которых проградуирована не в мм рт. ст., а в единицах высоты подъема, называются альтиметрами.

Вопросы

1. Как называются приборы для измерения атмосферного давления?
2. Как устроен и как работает ртутный барометр?
3. Как устроен и как работает барометр-анероид?
4. Какой барометр чувствительнее: ртутный или масляный? Ответ обоснуйте.

Творческая мастерская

Объясните. Почему нагнетательный насос не может поднять воду на высоту более 10 м?

Анализируйте.

1. Можно ли измерить давление воздуха в кабине космического корабля ртутным барометром? Барометром-анероидом? Ответ: ртутным — нет, анероидом — да.
2. Команда Кусто вытащила на палубу с большой глубины рыбу. Подумайте, что произойдет с рыбой?