Способ изменения атмосферного давления

Приборы и методы измерения атмосферного давления.

При измерении атмосферного давления применяют четыре вида приборов: жидкостные барометры, действующие на законах гидростатики; деформационные барометры (анероиды), действующие на основе упругих свойств; газовые – действующие на основе упругих свойствах газа; термобарометры – приборы, действующие на зависимости точки кипения жидкости от внешнего давления.

Ртутные барометры могут быть 3 систем: чашечные, сифонно-чашечные, сифонные. Стеклянная трубка длиной около 90 см в этом случае, запаянная с одного конца, наполняется ртутью и не запаянным концом погружается в ртуть. После открытия отверстия трубки ртуть вытекает до тех пор, пока атмосферное давление не уравновесится давлением ртутного столба.

По такому принципу создан станционный чашечный барометр СР (рис. 1.1). Онсостоит из двух основных частей: стеклянной трубки 6 длиной около 80 см, запаянной с верхнего конца, и чашки 9, заполненной ртутью. Стеклянная трубка с ртутью находится в металлической оправе 2. В нижней части трубки для измерения тем­пературы укреплен термометр 8. В верхней части оправы имеется сквозная про­резь, позволяющая видеть мениск ртутного столба в стеклянной трубке. С левой стороны прорези нанесена шкала 3 с пределами измерений давления воздуха. Нуль шкалы совпадает с уровнем ртути в чашке. Вдоль стеклянной трубки с помощью кремальеры 7 перемещается кольцо с укрепленным на нем нониусом 5, который служит для наводки на мениск ртутного столба и для отсчета десятых долей. В верхней части оправы для подвешивания барометра на крюк в специальном шкафу укреплено кольцо 4.

Процесс измерения: 1 – определяется температура, 0 С;

2 — нулевое деление нониуса с помощью кремальеры подводится к мениску ртути. Глаз наблюдателя должен быть на одной высоте с мениском ртути;

3 — снимаются показания с основной шкалы + показания нониуса деления, который совпадает с делением основной шкалы;

4 — вводятся поправки: а) инструментальная (из поверочного свидетельства); б) на распределение силы тяжести (норма на широте 45°, если широта меньше 45°, то длина столба ртути уменьшается, поправка отрицательная; если широта больше 45°, то длина столба ртути увеличивается, поправка положительная). При расположении метеорологической стан­ции на высоте меньше 400 м в показания баро­метра поправка на высоту не вводится; в) поправка на температуру (ДР_Т) определяется по формуле:

где t — температура барометра, °С; h- высота ртути в барометре, мм рт. ст. или в мбарах (гПа).

5 – перевод давления из мм. в мб.

Рисунок 1.1 — Станционный чашечный барометр СР (по А.П. Лосеву, 1994)

Барометры деформационные.

Их устройство построено на зависимости упругой деформации твердых тел от оказываемого на них давления. Основной частью здесь являются вакумированные мембранные коробки (барокоробки), блоки из них (бароблоки) и сильфоны.

Барокоробка – это спаянные по периметру круглые мембраны. Сильфон – тонкостенная гофрированная трубка, закрытая с обоих концов дисками. Изготавливаются они из стали, бронзы и их сплавов с другими металлами.

Барометр-анероид БАММ-1 (рис. 1.2). Барометры-анероиды широко применяют для измерений в полевых условиях, на судах, в авиации, так как габариты их не­большие, они просты в обращении и удобны при транспорти­ровке.

Для непрерывной регистрации давления применяется Барограф М-22А(рис. 1.3). При повышении атмосферного давления барокоробки сжимаются, – стрелка с пером идет вверх. Барограф размещен в пластмассовой капсуле. Чувствительный элемент его – блок барокоробок (3). Верхний конец бароблока с помощью упора и передаточной системы связан со стрелкой пера (2). Перо на ленте (1) чертит линию изменения давления.

Рисунок 1.2 – Барометр-анероид БАММ-1 (по А.П. Лосеву, 1994)

При повышении атмосферного давления барокоробки сжимаются и через рычажную систему поворачивают стрелку, перемещая ее вверх. При понижении атмосферного давления коробки расширяются под воздействием упругих сил, мембрана и стрелка перемещается вниз. Барограф устанавли-вается на отдельной площадке, укреплен-ной на капитальной стене вдали от ото-пительных прибо-ров. Бывают суточ-ные и недельные.

Рисунок 1.3 – Барограф М-22А (по А.П. Лосеву, 1994)

Ленты – горизонтальные линии образуют шкалу давления в мбарах, вертикальные – шкалу времени. Шкала давления от 960 до 1050 мб через каждые 2 мбара и оцифрованы через 10 мб. Шкала времени – в суточном – через 15 минут, в недельном – через 2 часа.

Задания к занятию

1. Перевести давление, выраженное в миллиметрах в миллибары.

2. Станция находится на широте 45°. По барометру отсчитано давление 720,0 мм, термометр показывает +20 °С. Инструментальная поправка барометра = +0,2 мм

Найти поправку барометра и определить исправленную величину давления.

Д = 720 мм t = 20°

Поправка на силу тяжести = 0,0 мм

Поправка приведения к 0° = -2,3

Определить общую поправку, мм

Уточнить величину давления в мм и мб

Уточнить величину давления при:

Д = 716,0 t = 12° попр (-1,4)

Д = 724,0 t = 17° попр (-2,0)

Д = 729,0 t = 25° попр (-3,2)

Вопросы.

1. Что понимается под атмосферным давлением?

2. Единицы измерения атмосферного давления?

3. Нормальное атмосферное давление?

4. Приборы для измерения атмосферного давления. Их строение, принцип действия?

5. Изменение атмосферного давления с высотой.

Источник

Учебный проект:Практическое использование атмосферного давления./вики-статья Измерение атмосферного давления

Содержание

Авторы [ править ]

Учащиеся 7 класса Горкун Ольга и Девяшина Юлия

Тема исследования [ править ]

Способы измерения атмосферного давления

Цели исследования [ править ]

1. Найти как можно больше способов измерения атмосфеного давления
2. Сравнить и оценить различные способы измерения атмосферного давления
3. Создать вики-статью

Результаты исследования [ править ]

Ртутный барметр [ править ]

Наиболее точными стандартными приборами являются ртутные Барометр: ртуть благодаря большой плотности позволяет получить в Барометр сравнительно небольшой столб жидкости, удобный для измерения. Ртутные Барометр представляют собой два сообщающихся сосуда, наполненных ртутью; одним из них служит запаянная сверху стеклянная трубка длиной около 90 см, не содержащая воздуха. За меру атмосферного давления принимается давление столба ртути, выраженное в мм рт. ст. или в мбар.В зависимости от формы сообщающихся сосудов ртутные Барометр подразделяют на 3 основных типа: чашечные (а), сифонные (б) и сифонно-чашечные (в). Практически применяют чашечные и сифонно-чашечные Барометр На метеорологических станциях пользуются станционным чашечным.

Барометр-анероид [ править ]

Деформационным барометром является барометр-анероид. В барометре-анероиде из коробки часть воздуха выкачивается, и мембрана оттягивается наружу пружиной.При изменении атмосферного давления мембрана прогибается, вызывая изменение показаний стрелки, связанной с мембраной через систему рычагов.Термин «барометр» был введен в 1662 г. (по другим данным, в 1667 г.) английским ученым Р. Бойлем

Термобарометр [ править ]

Термобарометр От греч.Hypsos — высота + Therme — тепло + Metreo — измеряю Гипсотермометр — прибор для измерения атмосферного давления, основанный на том, что с изменением давления меняется и температура кипения воды. Гипсотермометры применяется в экспедиционных условиях в горах. Гипсотермометр состоит из кипятильника и точного ртутного термометра

Газовый барометр [ править ]

Газовый барометр, измеряющий атмосферное давление по величине объема постоянного количества газа, изолированного от внешнего воздуха подвижным столбиком жидкости

Источник

Атмосферное давление

• Участник: Вертушкин Иван Александрович
• Руководитель: Виноградова Елена Анатольевна

Тема : «Атмосферное давление»

Введение

Сегодня за окном идёт дождь. После дождя уменьшилась температура воздуха, увеличилась влажность и уменьшилось атмосферное давление. Атмосферное давление является одним из основных факторов, определяющих состояние погоды и климата, поэтому знания об атмосферном давлении необходимы в прогнозировании погоды. Большое практическое значение имеет умение измерять атмосферное давление. И его можно измерить специальными приборами-барометрами. В жидкостных барометрах при изменении погоды столбик жидкости понижается или повышается.

Знания об атмосферном давлении необходимы в медицине, в технологических процессах, жизнедеятельности человека и всех живых организмов. Существует прямая связь между изменениями атмосферного давления и изменениями погоды. Рост или понижение атмосферного давления может служить признаком изменения погоды и влияет на самочувствие человека.

Описание трёх взаимосвязанных физических явлений из повседневной жизни:

• Связь между погодой и атмосферным давлением.
• Явления, лежащие в основе работы приборов для измерения атмосферного давления.
• Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости в жидкостных барометрах.

Актуальность работы

Актуальность выбранной темы состоит в том, что во все времена люди, благодаря своим наблюдениям за поведением животных могли предугадать изменения погоды, стихийные бедствия, избежать людских жертв.

Влияние атмосферного давления на наш организм неизбежно, резкие изменения атмосферного давления влияют на самочувствие человека, особенно страдают метеозависимые люди. Конечно, уменьшить влияние атмосферного давления на здоровье человека мы не в силах, но помочь собственному организму можем. Правильно организовать свой день, распределить время между трудом и отдыхом может помочь умение измерять атмосферное давление, знание народных примет, использование самодельных приборов.

Цель работы: выяснить, какую роль в повседневной жизни человека играет атмосферное давление.

Задачи:

• Изучить историю измерения атмосферного давления.
• Установить, есть ли связь между погодой и атмосферным давлением.
• Изучить виды приборов, предназначенных для измерения атмосферного давления, изготовленных человеком.
• Изучить физические явления, лежащие в основе работы приборов для измерения атмосферного давления.
• Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости в жидкостных барометрах.

Методы исследования

• Анализ литературы.
• Обобщение полученной информации.
• Наблюдения.

Область исследования: атмосферное давление

Гипотеза: атмосферное давления имеет важное значение для человека.

Значимость работы: материал данной работы может быть использован на уроках и во внеурочной деятельности, в жизни моих одноклассников, учеников нашей школы, всеми любителями исследований природы.

План работы

I. Теоретическая часть (сбор информации):

1. Обзор и анализ литературы.
2. Интернет-ресурсы.

II. Практическая часть:

• наблюдения;
• сбор информации о погоде.

III. Заключительная часть:

История измерения атмосферного давления

Мы живем на дне огромного воздушного океана, называемого атмосферой. Все изменения, которые происходят в атмосфере, непременно оказывают влияние на человека, на его здоровье, способы жизнедеятельности, т.к. человек является неотъемлемой частью природы. Каждый из факторов, определяющих погоду: атмосферное давление, температура, влажность, содержание в воздухе озона и кислорода, радиоактивность, магнитные бури и др. оказывает прямое или косвенное воздействие на самочувствие и здоровье человека. Остановимся на атмосферном давлении.

Атмосферное давление — это давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность.

В 1640 году великий герцог Тосканский решил устроить фонтан на террасе своего дворца и приказал для этого подвести воду из ближайшего озера с использованием всасывающего насоса. Приглашенные флорентийские мастера сказали, что это невозможно, потому что воду нужно было всасывать на высоту более 32 футов (более 10 метров). А почему вода не всасывается на такую высоту, объяснить не могли. Герцог попросил разобраться великого ученого Италии Галилео Галилея. Хотя ученый уже был стар и болен и не мог заняться экспериментами, он все-таки предположил, что решение вопроса лежит в области определения веса воздуха и его давления на водную поверхность озера. За разрешение этого вопроса взялся ученик Галилея Эванджелиста Торричелли. Для проверки гипотезы своего учителя он провел свой знаменитый опыт. Стеклянную трубку длиной 1 м, запаянную с одного конца, заполнил полностью ртутью, и плотно закрыв открытый конец трубки, перевернул ее этим концом в чашку с ртутью. Часть ртути из трубки вылилась, часть осталась. Над ртутью образовалось безвоздушное пространство. Атмосфера давит на ртуть в чашке, ртуть в трубке тоже давит на ртуть в чашке, так как установилось равновесие, то эти давления равны. Рассчитать давление ртути в трубке означает рассчитать давление атмосферы. Если атмосферное давление повышается или понижается, то столбик ртути в трубке соответственно повышается или понижается. Так появилась единица измерения атмосферного давления – мм. рт. ст. – миллиметр ртутного столба. Наблюдая за уровнем ртути в трубке, Торричелли заметил, что уровень меняется, значит, он не является постоянным и зависит от изменения погоды. Если давление повышается, погода будет хорошей: холодной – зимой, жаркой – летом. Если давление резко понижается, значит, ожидается появление облачности и насыщение влагой воздуха. Трубка Торричелли с приставленной линейкой представляет собой первый прибор для измерения атмосферного давления – ртутный барометр. (Приложение 1)

Создавали барометры и другие ученые: Роберт Гук, Роберт Бойль, Эмиль Марриот. Водяные барометры сконструировал французский ученый Блез Паскаль и немецкий бургомистр города Магдебурга Отто фон Герике. Высота такого барометра составляла более 10 метров.

Для измерения давления пользуются различными единицами: мм ртутного столба, физическими атмосферами, в системе СИ – Паскалями.

Связь между погодой и атмосферным давлением

В романе Жюль Верна «Пятнадцатилетний капитан» заинтересовало описание о том, как понимать показания барометра.

«Капитан Гуль, хороший метеоролог, научил его понимать показания барометра. Мы вкратце расскажем, как надо пользоваться этим замечательным прибором.

1. Когда после долгого периода хорошей погоды барометр начинает резко и непрерывно падать это верный признак дождя. Однако если хорошая погода стояла очень долго, то ртутный столбик может опускаться два-три дня, и лишь после этого произойдут в атмосфере сколько-нибудь заметные изменения. В таких случаях чем больше времени прошло между началом падения ртутного столба и началом дождей, тем дольше будет стоять дождливая погода.
2. Напротив, если во время долгого периода дождей барометр начнет медленно, но непрерывно подниматься, можно с уверенностью предсказать наступление хорошей погоды. И хорошая погода удержится тем дольше, чем больше времени прошло между началом подъема ртутного столба и первым ясным днем.
3. В обоих случаях изменение погоды, происшедшее сразу после подъема или падения ртутного столба, удерживается весьма непродолжительное время.
4. Если барометр медленно, но беспрерывно поднимается в течение двух-трех дней и дольше, это предвещает хорошую погоду, хотя бы все эти дни и лил, не переставая, дождь, и vice versa. Но если барометр медленно поднимается в дождливые дни, а с наступлением хорошей погоды тотчас же начинает падать, хорошая погода удержится очень недолго, и vice versa
5. Весной и осенью резкое падение барометра предвещает ветреную погоду. Летом, в сильную жару, оно предсказывает грозу. Зимой, особенно после продолжительных морозов, быстрое падение ртутного столба говорит о предстоящей перемене направления ветра, сопровождающейся оттепелью и дождем. Напротив, повышение ртутного стол ба во время продолжительных морозов предвещает снегопад.
6. Частые колебания уровня ртутного столба, то поднимающегося, то падающего, ни в коем случае не следует рассматривать как признак приближения длительного; периода сухой либо дождливой погоды. Только постепенное и медленное падение или повышение ртутного столба предвещает наступление долгого периода устойчивой погоды.
7. Когда в конце осени, после долгого периода ветров и дождей, барометр начинает подниматься, это предвещает северный ветер в наступление морозов.

Вот общие выводы, которые можно сделать из показаний этого ценного прибора. Дик Сэнд отлично умел разбираться в предсказаниях барометра и много раз убеждался, насколько они правильны. Каждый день он советовался со своим барометром, чтобы не быть застигнутым врасплох переменой погоды.»

Я провел наблюдения за изменением погоды и атмосферным давлением. И убедился, что существует эта зависимость.

Дата

Температура, °С

Осадки,

Атмосферное давление, мм рт.ст.

Источник