Was ist ein Barometer und wofür ist es? Wie wird das Gerät vom Menschen benutzt?

Unser Planet ist von einer dichten atmosphärischen Schicht umgeben, die aus einer Mischung verschiedener gasförmiger Substanzen besteht. Die Dicke einer solchen Schicht beträgt mehr als ein Dutzend Kilometer und hat ein bestimmtes Gewicht, das, obwohl in unbedeutendem Ausmaß, immer noch einen bestimmten Druckanteil auf die Erdoberfläche ausübt. Die Bewohner der Erde - Menschen, Tiere, Vögel, Fische usw. - spüren nicht das Gewicht des atmosphärischen Drucks auf sich selbst, da die Organismen der Lebewesen eine evolutionäre Anpassung an diesen Effekt haben.

Druckabfälle beeinflussen jedoch die Wetterbedingungen, und um sie mit maximaler Genauigkeit zu bestimmen, wurde im 17. Jahrhundert ein Gerät namens Barometer erfunden.

Was ist das?

Das Wort "Barometer" aus dem Griechischen hat die folgende Übersetzung: "Baros" - Gewicht, Gewicht und "Metros" - zu messen. Das heißt, ein Barometer ist nichts anderes als ein Maß für die Schwere der atmosphärischen Schicht.

Das erste Gerät wurde 1643 von den Galileo-Schülern E. Torricelli und V. Viviani entwickelt. Sie entwickelten die Idee ihres Lehrers, dass das Wetter vorhergesagt werden kann, wenn Sie ein bestimmtes Messgerät dafür erstellen. Torricelli und sein Assistent beschlossen, das Rohr zu nehmen und Quecksilber hinein zu geben, wobei das Rohrende auf einer Seite versiegelt war. Dann wurde das Röhrchen in einen Behälter getaucht, in den auch Quecksilber gegossen wurde. Während des Versuchs stieg das Quecksilber beim Eintauchen in die Röhre auf.

An verschiedenen Forschungstagen stellten Wissenschaftler fest, dass Quecksilber bis zu einer bestimmten Höhe anstieg und solche Veränderungen in direktem Zusammenhang mit den Wetterbedingungen standen.

Nach einer Reihe von Langzeitexperimenten kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass das Quecksilber in der Röhre mit steigendem Luftdruck anstieg und mit abnehmendem Wasser abnahm . So schufen Galileos Schüler das erste Quecksilberbarometer. Es war jedoch unsicher, es in einer häuslichen Umgebung zu verwenden - Quecksilber könnte aus dem Gerät austreten und mit seinen Dämpfen schwere Vergiftungen verursachen. Die Wissenschaft steht jedoch nicht still, und bereits 13 Jahre später, 1657, erstellt Otto Guericke in Preußen ein Wasserbarometer. Das Wesentliche seiner Konstruktion war wie folgt: Ein Kupferrohr wurde in einen mit Wasser gefüllten Behälter gegeben. Eine Glasspitze mit einem Hahn von einer Luftpumpe wurde an das Rohr angeschlossen. Die Luft wurde evakuiert und das Ventil geschlossen, wodurch ein Vakuumraum geschaffen wurde.

Nach dreijähriger Beobachtung des Verhaltens des Wasserspiegels in der Röhre kam Otto Guericke zu dem Schluss, dass die Wetterbedingungen die Bewegung des Flüssigkeitsspiegels im Barometer direkt beeinflussen. Einmal gelang es dem Wissenschaftler während einer anderen Studie, die Entwicklung eines starken Sturms in 2 Stunden vorherzusagen. Trotz der Arbeitseigenschaften des Geräts konnte niemand die genauen Indikatoren bestimmen, bis der Engländer Robert Hooke 1670 eine spezielle Abstufung in Form einer Skala entwickelte, mit der Sie die Messwerte des Barometers genau bestimmen können.

Zu Beginn des 17. Jahrhunderts entwickelte der Deutsche Gottfried Leibniz, ein berühmter Wissenschaftler auf dem Gebiet der exakten mathematischen Wissenschaften, ein Projekt für ein Aneroidbarometer, das ohne den Einsatz von Quecksilber und Wasser funktionieren könnte. 1847 gelang es dem Franzosen Lucien Vidi, Leibniz 'Idee zu verwirklichen. Die Aneroidstruktur war ein versiegelter Metallzylinder, aus dem Luft evakuiert wurde, wodurch ein Vakuum im Inneren erzeugt wurde. Wenn der atmosphärische Druck anstieg, wurde der Zylinder zusammengedrückt, und wenn der Druck abfiel, dehnte er sich aus. Am Zylinder war eine Feder angebracht, die die Instrumentenwerte auf einer Skala anzeigte.

Aneroidbarometer hatten Fehler, waren aber im häuslichen Gebrauch sicher. Zu Beginn des 18. Jahrhunderts begannen Seeleute, diese Geräte aktiv zu nutzen, um den Beginn eines Sturms im Voraus zu bestimmen. Die Mode für Barometer gewann zunehmend an Bedeutung, und in den Wohnräumen wohlhabender Menschen sind Barometer zu einem vertrauten Detail geworden, das den Innenraum schmückt.

Mit der Erfindung von Aneroidmodellen wurden Quecksilber- und Wasserbarometer äußerst selten hergestellt, und die Nachfrage nach ihnen war zu diesem Zeitpunkt bereits gering.

Wofür wird es benötigt?

Seit der Zeit von Galileo ist der Mensch mit dem Barometer so vertraut geworden, dass es heute schwierig ist, sich ein modernes Leben ohne dieses Gerät vorzustellen. Es wird in verschiedenen Bereichen unseres Geschäfts eingesetzt und erfüllt die folgenden Funktionen.

  • Um das Wetter zu bestimmen. Eine der wichtigsten Aufgaben, für die Barometer ausgelegt sind, ist die Bestimmung des Wetters. Der Wert der Indikatoren des Instruments liegt genau darin, dass Vorhersagen im Voraus getroffen werden können. Wenn das Wetter sonnig und warm ist, sind die Barometerwerte hoch, und wenn es regnen wird, sind sie niedrig. Sie können auch eine Abnahme des Temperaturbereichs feststellen, indem Sie den atmosphärischen Druck senken. Um das Wetter zu bestimmen, muss das Barometer nicht draußen aufbewahrt werden, zu Hause wird auch das Druckniveau bestimmt. Wenn Sie jedoch in einem Wolkenkratzer leben, ist der Druck auf Ihr Gerät selbst an einem klaren und schönen Tag gering.
  • Höhe bestimmen. Dies liegt an der Tatsache, dass der Druck der Atmosphäre abnimmt, wenn man sich von der Erde nach oben bewegt. Das Gerät, das den Höhenindikator über der Erdoberfläche bestimmt, wird als Höhenmesser bezeichnet. In der Luftfahrt ist es unverzichtbar, um die Höhe zu bestimmen, die ein Flugzeug während des Fluges erreicht. Die ersten derartigen Geräte gaben bei Regen und schlechtem Wetter Fehler aus, aber ihre modernen Gegenstücke arbeiten nach einem anderen Prinzip, und die Piloten müssen keine Anpassungen mehr an den Messwerten vornehmen.

Eine Art Barometer ist ein Gerät zur Messung des Drucks von Flüssigkeiten und Gasen, das als Manometer bezeichnet wird.

In der wissenschaftlichen Forschung ist es manchmal erforderlich, den absoluten Druckindikator herauszufinden - in diesem Fall wird der Indikator des Manometers und des atmosphärischen Barometers hinzugefügt.

Ein moderner Mensch benötigt die Messwerte eines Barometers, um sein Wohlbefinden zu kontrollieren. Es ist kein Geheimnis, dass viele Menschen wetterabhängig von Änderungen des Luftdrucks sind. Um eine Verschlechterung des Wohlbefindens zu verhindern und einen Anstieg der Barometerwerte zu beobachten, können Sie das Arzneimittel rechtzeitig einnehmen und beispielsweise einen Blutdrucksprung verhindern. In einigen Fällen könnte ein solches Bewusstsein das Leben eines Menschen retten, was erneut die Tatsache unterstreicht, dass Indikatoren für das Niveau des atmosphärischen Drucks von unbestreitbarem Wert sind.

Typübersicht

Zwei Jahrhunderte nach der Erfindung des ersten Barometers hat sich sein Aussehen erheblich verändert. Das heutige Barometer ist kein zerbrechliches Glasreservoir, das mit Quecksilber gefüllt ist, sondern ein Festkörpergerät, das eine Person nicht nur im Alltag verwendet, sondern auch zur Lösung einer Vielzahl von Aufgaben unter verschiedenen Lebensbedingungen.

Elektronisch

Das moderne Barometer ist meist in digitaler Form zu finden, es wird auch als elektronisch bezeichnet. Das Gerät besteht darin, dass die Daten vom Aneroidbarometer in ein digitales Signal umgewandelt werden, das über einen Mikroprozessor angezeigt wird. Ein elektronisches Barometer kann in ein Telefon, eine Uhr oder einfach eine kompakte Größe eingebaut werden und als eigenständiges Gerät verwendet werden, das zum Wandern, Angeln oder auf dem Land unverzichtbar ist. Das elektronische Barometer muss nicht regelmäßig eingestellt werden, aber die Batterien müssen regelmäßig ausgetauscht werden. Wenn Sie den Moment des Austauschs verpassen, kann das Gerät nicht verwendet werden.

Mechanisch

Diese Art von Barometer ist aufgrund seiner hohen Genauigkeit am beliebtesten. Sein Mechanismus ist ziemlich kompliziert und äußerlich ähnelt das Gerät einer runden Taschenuhr, aber es gibt auch Desktop-Versionen, die eine Form mit rechten Winkeln haben . Ein Paar Membranen im Vakuum befindet sich im abgedichteten Gehäuse. Die Membranen bestehen aus dünnem Blech und reagieren empfindlich auf die Kompression des Körpers. Wenn der atmosphärische Druck an den Außenwänden des Geräts zunimmt, ziehen sie sich zusammen und übertragen einen Impuls auf die Innenmembranen.

Wenn der Druck abfällt, dehnen sich die Wände des Geräts aus. An das Gerät ist ein Mechanismus mit hoher Empfindlichkeit gegenüber Schwingungswellen angeschlossen, der durch einen Pfeil und eine Skala mit Teilungen gekennzeichnet ist.

Das mechanische Designbarometer muss regelmäßig mit der Einstellschraube eingestellt werden, ist jedoch aufgrund seines attraktiven Erscheinungsbilds nach wie vor sehr gefragt und muss nicht regelmäßig ausgetauscht werden.

Merkur

Das Funktionsprinzip eines Quecksilberbarometers besteht darin, Quecksilber im Verhältnis zur Teilungsskala zu erhöhen und zu senken. Solche Geräte sind immer noch so genau wie möglich, daher ist jede Wetterstation mit Quecksilberbarometern ausgestattet, und der Druck wird traditionell in Millimetern Quecksilber gemessen - der durchschnittliche atmosphärische Druck beträgt 760 mm Hg. Kunst. Quecksilber kann auch in Haushaltsbarometern verwendet werden. Bei unachtsamer Handhabung stellt dieses Gerät jedoch ein Gesundheitsrisiko dar, sodass nur wenige Personen es verwenden.

Flüssigkeit

Geräte, deren Betrieb auf der Verwendung von Flüssigkeit basiert, sind heutzutage ziemlich schwer zu finden. Die Nachfrage nach ihnen ist äußerst gering, da sie den atmosphärischen Druck mit großen Fehlern bestimmen. Der Kern ihrer Arbeit basiert auf dem Ausgleich des Flüssigkeitsstands relativ zur Messskala. Das Problem bei solchen Vorrichtungen und deren ungenauem Betrieb besteht darin, dass die in sie eingefüllten Flüssigkeiten verdampfen oder unterschiedliche Dichten haben können. Das am häufigsten verwendete Flüssigkeitsbarometer verwendet Wasser oder Glycerin. Flüssigkeiten können mit speziellen Farbstoffen gefärbt werden, dies erhöht jedoch nicht die Genauigkeit, sondern wird als dekorativer Effekt wahrgenommen.

Beim Kauf eines Barometers müssen Sie sich bewusst sein, dass es sich nicht um eine Wetterstation handelt, die genaue Wetterparameter vorhersagen kann. Anhand der Daten zum atmosphärischen Druck kann der Temperaturhintergrund der Luft, die Bewegungsrichtung der Luftfronten oder die Niederschlagsintensität nicht bestimmt werden. Um solche Daten an Wetterstationen zu ermitteln, gibt es eine Reihe spezieller Instrumente. Die Verwendung eines Barometers hilft uns nur herauszufinden, ob sich die Wetterbedingungen verbessern oder verschlechtern. Es hilft dem Fischer herauszufinden, ob es einen Biss geben wird, der Reisende - die Regenwahrscheinlichkeit, der Pilot - das Niveau der gewonnenen Höhe.

Im Folgenden erfahren Sie, wie Sie mit Ihren eigenen Händen ein Barometer herstellen.