Что такое анероидный барометр география 5 класс

Что такое анероидный барометр: устройство и принцип работы

Барометр — это прибор для измерения атмосферного давления. Первые устройства были жидкостными. В XVII веке итальянский ученый Эванджелиста Торричелли изобрел ртутный барометр. Он представлял собой стеклянную трубку, заполненную ртутью. Когда давление воздуха растет, оно давит на поверхность жидкости в чаше и выталкивает ртутный столбик вверх по трубке. За эталон принято нормальное давление, при котором высота столба ртути составляет 760 мм рт. ст. (или 101 325 Па).

Ртутные приборы точны, но неудобны: они громоздкие, хрупкие и содержат ядовитое вещество. В 1844 году французский инженер Люсьен Види усовершенствовал конструкцию и создал анероидный барометр. Само название происходит от греческого «анерос», что означает «без влаги» или «без жидкости». Этот прибор работает по механическому принципу, не используя ртуть или воду.

Устройство анероидного барометра

В основе работы анероида лежит чувствительный элемент — сильфон. Это небольшая металлическая коробка (обычно из никель-серебряного сплава или закаленной стали) с гофрированными, ребристыми стенками. Внутри этой коробки создан глубокий вакуум. Гофры делают стенки гибкими, позволяя им менять форму под внешним воздействием.

Механизм работает следующим образом:

• При повышении давления: атмосферный воздух сильнее давит на коробку, она сжимается.
• При понижении давления: внешнее давление ослабевает, и благодаря внутренней пружине или упругости металла стенки коробки разжимаются.
• Передача движения: смещение стенок передается через систему рычагов и шатунов на указательную стрелку.
• Считывание данных: стрелка перемещается по круговой шкале, градуированной в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.) или паскалях (Па).

Для повышения точности в современные анероиды встраивают дуговой термометр. Это нужно, так как металл коробки и пружины расширяется или сжимается при изменении температуры, что может давать погрешность. Также часто устанавливают вторую стрелку — контрольную. Она фиксирует значение давления в определенный момент, позволяя владельцу увидеть динамику: растет давление или падает.

Применение и связь с высотой

Анероидные барометры компактны и портативны, поэтому их используют повсеместно: от метеостанций до авиации и альпинизма. На основе этого же принципа работают альтиметры (высотомеры). Поскольку плотность воздуха уменьшается при подъеме вверх, атмосферное давление падает. Чем выше вы поднимаетесь, тем ниже будут показания прибора.

Существует простая закономерность: при подъеме на каждые 12 метров давление снижается примерно на 1 мм рт. ст. В авиации и горном деле это критически важный показатель. Если барометр настроен на метры, он превращается в высотомер, показывающий расстояние от уровня моря. Например, на высоте 6 км давление воздуха будет в два раза ниже, чем у поверхности земли.

Для точного определения высоты методом барометрического нивелирования нужно знать разницу давлений в двух точках. Если вы знаете, что у подножия горы давление составляет 760 мм рт. ст., а на вершине — 722 мм рт. ст., разница в 38 мм подскажет вам примерную высоту подъема. Это базовый навык для геологов и спасателей в горах.

Сравнение типов барометров

Чтобы выбрать подходящий инструмент, важно понимать различия между основными видами приборов:

• Ртутные (жидкостные): Самые точные. Используются в научных лабораториях и профессиональной метеорологии. Минусы — токсичность ртути и большой вес.
• Анероидные (механические): Самые практичные. Подходят для бытового использования, походов и авиации. Минусы — со временем пружины теряют упругость, требуется калибровка.
• Электронные: Современный стандарт. Работают на базе датчиков давления (пьезорезисторов). Очень точные, цифровые, не боятся ударов и перепадов температур.

Если вы планируете использовать анероид в походе, помните: он чувствителен к резким изменениям температуры. Резкое падение давления на барометре обычно предвещает ухудшение погоды, шторм или дождь. Напротив, стабильный рост показателей говорит о установлении ясной и сухой погоды.