04-ж. Барометр-анероид

§ 04-ж. Барометр-анероид

Про массу или длину говорят, что они большие или маленькие, увеличиваются или уменьшаются. Про атмосферное давление говорят: оно высокое или низкое, повышается или понижается. Такая традиция установилась ещё с тех пор, когда атмосферное давление измеряли барометрами Торричелли, наблюдая за поднятием или опусканием ртутного столба. Сегодня чаще применяют безжидкостные барометры, так называемые анероиды (греч. «а» — отрицание, «нерос» — влажный).

Рис. 4.21. Барометр-анероид — это чаще всего настенный прибор, имеющий почти круговую шкалу. Обычно она размечена в милиметрах ртутного столба, но встречаются приборы и со второй шкалой, размеченной в паскалях.

Главная часть барометра-анероида — лёгкая, упругая, полая внутри металлическая коробочка 2 с гофрированной (волнистой) поверхностью. Воздух из коробочки откачан. Её стенки растягивает пружинящая металлическая пластина 5. К ней при помощи специального механизма прикреплена стрелка 6, которая насажена на ось 7 (см. рисунок ниже). Конец стрелки передвигается по шкале 4, размеченной в мм рт. ст. Все детали барометра помещены внутрь корпуса 1, закрытого спереди стеклом 3.

Согласно формуле F=pS, изменение атмосферного давления (то есть величины «p») будет приводить к изменению силы, сдавливающей стенки коробочки. Следовательно, будет изменяться и величина их прогиба. Возникающее движение стенок коробочки при помощи механизма передастся стрелке и вызовет её сдвиг к другому делению шкалы.

Рис. 4.22. Один из способов передачи движения от верхней стенки коробочки баргометра к стрелке. Если атмосферное давление увеличится, оно вдавит стенку глубже в коробочку. При этом правый край стрелки опустится, а левый — поднимется выше по шкале.

На рисунке — упрощённая схема соединения коробочки со стрелкой. В действительности этот механизм гораздо сложнее. В нём есть даже нить, наматывающаяся на колесо с жёлобом, прикреплённое к стрелке.

Барометр-анероид — очень чувствительный прибор. Например, с его помощью можно заметить изменение атмосферного давления даже при подъёме на лифте жилого дома. Наблюдая за барометром, вы легко обнаружите, что его показания меняются при перемене погоды. Замечено, что перед ненастьем атмосферное давление падает, а перед ясной погодой — возрастает. Кроме того, показания барометра зависят от высоты места наблюдения над уровнем моря. Чем выше мы будем подниматься, тем меньшим будет атмосферное давление. При небольших высотах подъёма каждые 12 м атмосферное давление уменьшается на 1 мм рт. ст.

Рис. 4.23. При подъёме в горы увеличивается наша высота над уровнем моря. Вы видите, что стрелка барометра движется влево. Это значит, что атмосферное давление понижается.

Как барометр-анероид, так и трубку Торричелли можно использовать не только как барометр, но и как вакуумметр. Так называется прибор, измеряющий давления газа, меньшие атмосферного.

Рис. 4.24. Поместим укороченную трубку Торричелли под колокол воздушного насоса. При значительном понижении давления уровень ртути в трубке начнет понижаться, приближаясь к уровню ртути в чаше. Трубка Торричелли здесь выступает в роли вакуумметра.

На рисунке изогнутая трубка Торричелли помещена на тарелку воздушного насоса. Поскольку высота трубки гораздо меньше 76 см, то при атмосферном давлении ртуть заполняет трубку целиком (рис. «а»). Накрыв трубку колоколом и откачивая воздух насосом, мы будем понижать давление. Через некоторое время уровень ртути начнёт понижаться, показывая, что под колоколом постепенно создаётся вакуум (рис. «б»).

Давление тел Формулы Физика Теория 7 класс