Как мы знаем из предыдущего урока, атмосферное давление можно измерять с помощью ртутного барометра.
Высота столба ртути 760 мм соответствует среднему атмосферному давлению на уровне моря. Такое давление при температуре 0 °С называют нормальным.
Если атмосферное давление повышается, то оно способно удержать столб ртути большей высоты. И, наоборот, при понижении оно способно удержать столб меньшей высоты. То есть об атмосферном давлении можно судить по высоте ртутного столба. И, на практике, оно измеряется в миллиметрах ртутного столба.
Но, мм ртутного столба – это внесистемная единица измерения давления, поэтому стоит знать, как она переводится в более привычные единицы давления, а именно в Паскали.
1 мм ртутного столба – это давление, которое производит столб ртути высотой 1 мм.
Чтобы узнать сколько это будет в Паскалях, рассчитаем гидростатическое давление по его формуле.
Плотность ртути 13 600 кг/м3.
h – 1 мм, то есть 10-3 м.
Ускорение свободного падения – 9,8 Н/кг.
Подставим значения в формулу p = ρ·g·h и если сразу округлим результат, то получим 133,3 Па.
То есть давление в 1 мм ртутного столба соответствует 133,3 Па.
Использовать ртутный барометр неудобно: у него очень большие размеры, плюс ртуть опасна для здоровья.
Для устранения этих недостатков придумали компактный прибор для измерения давления: барометр-анероид. «Анероид» в переводе с греческого означает «безжидкостный».
Так он выглядит снаружи.
А внутри он устроен следующим образом.
В нём есть коробочка, из которой откачан воздух. Она сделана гофрированной для того, чтобы иметь способность менять свою толщину. Гофрированные поверхности обладают большей гибкостью.
С одной стороны коробочка закреплена на упоре, который закреплён на корпусе прибора. С другой стороны закреплён конец пружины, которая стремится растянуть коробочку. А атмосферное давление стремиться её сжать. Один конец проволоки прикреплён к корпусу прибора. Небольшая часть проволоки намотана на ось, которая может вращаться. К оси прикреплена стрелка. Другой конец проволоки закреплён на пружинке, которая закреплена на корпусе прибора.
Когда атмосферное давление увеличивается, коробочка сжимается.
Из-за этого проволока опускается, поворачивая ось вместе с закреплённой на ней стрелкой.
Когда атмосферное давление уменьшается, коробочка расширяется, нить поднимается вверх и ось со стрелкой поворачивается в другую сторону.
Вокруг стрелки можно сделать шкалу. Её деления можно нанести по показаниям ртутного барометра. Так, число 749, против которого стоит стрелка, показывает, что в данный момент в ртутном барометре высота ртутного столба 749 мм.