Vysvětlíme, co je barometr, jeho vynález, funkci a v jakých jednotkách měří. Kromě toho vlastnosti každého typu barometru.
Co je to barometr?
Barometr je nástroj, na který se používá na velikost atmosférický tlak, tedy hmotnost, kterou atmosféra působí na určitém místě zemského povrchu. Připomeňme, že atmosféra je heterogenní množství plynů, které pokrývá planeta, a proto má znatelné fyzikální vlastnosti, jako je např hmotnost, a které mají rozhodující vliv na počasí.
Je to velmi běžný artefakt v meteorologie, jehož první verze pocházejí ze 17. století, postavil italský fyzik a matematik Evangelista Torricelli (1608-1647), žák Galilea Galileiho. Vynález barometru přišel jako prostředek k prokázání hmotnosti vzduch, v době, kdy se mělo za to, že nevyvíjí žádný tlak na zemský povrch.
První barometr se skládal ze skleněné trubice uzavřené na horním konci a otevřené ve spodní části, která je naplněna rtutí a převrácena nad nádobou naplněnou stejnou kapalinou, což umožňuje, aby se rtuť spojila se rtutí již v nádobě. To se stalo na začátku, zvýšení hladiny rtuti v nádobě, ale až do určitého bodu.
Vyvstala tedy otázka, jaká síla bránila veškeré rtuti, aby opustila trubici a vylila se z nádoby. Přesněji řečeno tlak, kterým vzduch působí v opačném směru. To je to, co známe jako atmosférický tlak.
Tuto interpretaci barometru potvrdil sám Blaise Pascal (1623-1662), který vynesl jedno z těchto zařízení na vrchol Hora a zjistili, že jelikož bylo nad ním méně vzduchu, údaje přístroje se měnily a rtuť padala v trubici mnohem více než v menších. nadmořské výšky.
Od té doby byl rtuťový barometr používán po celém světě a umožnil lepší pochopení chování atmosféry a jejího propojení s klimatem a meteorologickým stavem. Od roku 2007 však byly tyto přístroje nahrazeny modernějšími verzemi, vzhledem k prokázané toxicitě rtuti pro živé bytosti obecně.
K čemu slouží barometr?
Jak jsme již řekli, barometr se používá přesně k měření atmosférického tlaku, tedy k měření hmotnosti vzduchové hmoty nad našimi hlavami, která se může lišit podle nadmořské výšky a podle úrovní Energie v atmosféře.
To zase umožnilo lépe porozumět atmosférickému klimatu tím, že zkontrolovalo souvislost mezi změnou atmosférického tlaku (zejména jeho poklesem) a nestabilním počasím. Takže díky barometru můžeme mít krátkodobé předpovědi atmosférického klimatu a vědět, že když se tlak zvýší, budou stabilní podmínky, zatímco když se sníží, bude špatné počasí.
Na tomto typu predikce se samozřejmě podílejí i další faktory a prvky, proto se údaje barometru často kombinují s anemometrem, vlhkoměrem a dalšími podobnými přístroji.
Barometry se také používají k měření tlaku všech druhů plynů, proto je najdeme i v plynech balených, jako jsou kyslíkové trubice.
Jednotky barometru
Současné jednotky používané barometry k měření atmosférického tlaku jsou hektopascaly (hPa), což je násobek (x100) pascalů, minimální jednotka tlaku akceptovaná v Mezinárodní systém vah a měr. Jeden Pascal je ekvivalentní síle 1 Newtonu na povrch 1 metr čtvereční, kolmý k němu.
Tradičně se však používaly rtuťové barometry, jejichž měření došlo k tomu v torr, jednotka, která vzdává hold Evangelistovi Torricellimu a která odpovídá 1 milimetru rtuti (mmHg).
Typy barometrů
Existuje několik typů barometrů, z nichž každý má svá specifika, jak uvidíme níže:
- Rtuťový barometr. Jedná se o tradiční model vytvořený Torricellim, který se skládá z 850 mm vysoké skleněné trubice naplněné rtutí a umístěné na nádobě naplněné stejnou látkou. Jeho použití se nedoporučuje kvůli možnosti otravy rtutí.
- Aneroidní barometr. Aneroid zbavený rtuti je barometr vynalezený v roce 1843 francouzským fyzikem Lucienem Vidiem (1805-1866), který měří atmosférický tlak prostřednictvím deformací, které působí na kovovou skříň s vysoce elastickými stěnami, uvnitř které je absolutní vakuum. Větší než rtuťový barometr, byl docela nepřesný kvůli nesrovnalostem v pružnost materiálů.
- Fortinův barometr. Varianta rtuťového barometru, která obsahuje prvky pro pevnou úroveň (šroub, který spočívá na špičce malého kužele ze slonoviny), drží torricelliovu trubici zavěšenou a poté ji zakrývá v mosazné krabici s štěrbinou, která má být schopni sledovat měření.
- Digitální barometr. Moderní varianta, která využívá výhod nového technologií počítačová technologie, která využívá speciální senzory k přesnému zachycení tlaku atmosféry.