جستجو در تالارهای گفتگو

بارومتر را برای اندازه گیری فشارهوا به کار می‌برند. هرچند اصطلاح «به سبکی هوا» به معنای خیلی سبک است اما باید توجه داشت که وزن هوای روی هر متر مربع از سطح زمین معادل ۱۰۰۰۰ کیلوگرم است. نیروی وارد بر سطح را فشار می‌نامند. هر بارومتر تشکیل شده اشت از یک قوطی فلزی تخت و درزبندی شده که درون آن از هوا خالی است. فشار هوا می‌خواهد قوطی را مچاله کند اما چون فلز خاصیت فنری دارد کاملاً مچاله نمی‌شود.با تغییر فشارهوا جدارفلزی قوطی بالا و پایین می‌رود.مجموعه‌ای از اهرم‌ها حرکت جدار قوطی را به حرکت عقربه‌ای بر روی صفحهٔ مدرج (شبیه صفحهٔ ساعت) تبدیل می‌کند. با بالا رفتن از سطح زمین (مثلاً با هواپیما) و همچنین با تغییر شرایط آب و هوا، فشارهوا کم می‌شود. بارومتر را برای سنجش ارتفاع پرواز هواپیما از سطح زمین و نیز برای پیش بینی وضع هوا به کار می‌برند. در هواشناسی فشار هوا را بر حسب میلی بار(mb)بیان می‌کنند. فشار متوسط هوا در مجاورت سطح دریا در حدود ۱۰۰۰mb است. نوع دیگری از بارومتر، فشار سنج یا بارومتر جیوه ای می باشد. به این ترتیب كه لوله ای به طول یك متر كه یك سر آن بسته است را پر از جیوه كرده و به صورت واژگون درون جیوه یك ظرف فرو می بریم، آن گاه جیوه درون لوله تا آنجا پایین می آید كه فشار ناشی از وزن ستون جیوه برابر فشار هوا شود. اگر این آزمایش در سطح دریای آزاد انجام شود، ارتفاع ستون جیوه 76 سانتی متر خواهد بود ولی اگر در محلی كه بالاتر از سطح دریای آزاد قرار دارد انجام شود، ارتفاع ستون جیوه كمتر خواهد شد. چون ارتفاع ستون جیوه به فشار هوا بستگی دارد پس معیار خوبی برای اندازه گیری فشار هوا است. اگر به جای جیوه از مایعات دیگری استفاده شود چون چگالی سایر مایعات از جیوه خیلی كمترند، باید لوله های شیشه ای با ارتفاع بسیار زیاد انتخاب شود . برای نمونه اگر در بارومتر از آب استفاده شود باید ارتفاع لوله شیشه ای بیش از 10 متر باشد. از طرفی چون فشار بخار جیوه بسیار كم است، بالای ستون جیوه در لوله شیشه ای را می توان خلاء تقریبا كامل در نظر گرفت. اما مایعات دیگر فشار بخار به نسبت زیادی دارند كه بر روی تعیین فشار گاز اثر می گذارد. این فشار سنج نخستین بار توسط توریچلی ساخته شده است. توریچلی یک فیزیکدان و ریاضیدان ایتالیایی بود که اساس بارومتر را کشف کرد. او یک لوله شیشه ای دراز و پر از جیوه را که یک سرش بسته شده بود، به صورت وارونه درون ظرفی پر از جیوه قرار داد. فشار هوای مؤثر بر سطح جیوه درون ظرف، جیوه درون لوله را در ارتفاع 760 میلی متری نگه داشت. وزن ستون جیوه مساوی فشار جو یا اتمسفر بود . اگر چگالی جیوه 13600kg/m^3 شتاب جاذبه و ارتفاع ستون جیوه در سطح دریای آزاد برابر 76 سانتی متر باشد، فشار كه ستون جیوه در سطح A ایجاد می كند از رابطه زیر به دست می آید. P = ρgh ۱۰۵ P = ۱۳۶۰۰ × ۹/۸۱ × ۰/۷۶ = ۱/۰۱ × ۱۰۵= pa این فشار یك اتمسفر (atm) نامیده می شود. در نتیجه فشار هوا در سطح دریای آزاد برابر ۱۰۵ پاسكال یا یك اتمسفر است. گاهی اوقات به جای محاسبه ρgh فشار را بر حسب ارتفاع ستون جیوه بیان می كنند. بنابراین فشار هوا در سطح دریای آزاد برابر 76CmHg (سانتی متر جیوه) و یا 760mmHg (میلی متر جیوه) است. به عنوان مثال: شهر تهران به طور متوسط در ارتفاع 1400 متری از سطح آزاد دریا قرار دارد، فشار هوا در آن چند میلی متر جیوه و چند پاسكال است. پاسخ: می دانیم كه به ازای هر 10 متر یك میلی متر جیوه از فشار هوا كم می شود. یعنی فشار هوا در تهران 140 میلی متر جیوه از فشار هوا در سطح آزاد دریا كم تر است پس برای آنكه فشار را به پاسكال تبدیل كنیم از فرمول زیر استفاده كنیم. p = ۱۳۶۰۰ g = ۹/۸ h = ۶۲۰ mm = ۰/۶۰ m