Барометр – это устройство, которое используется для измерения атмосферного давления. Он является одним из самых важных инструментов в метеорологии и климатологии, так как позволяет прогнозировать изменения в погоде. Но почему же барометр называется анероидом?
Анероид — это слово греческого происхождения, что означает «без жидкости». Названием «анероидный барометр» обозначаются инструменты, которые не используют жидкую колонку, как это делают традиционные ртутные барометры. Вместо этого, в анероидном барометре используются механические пружины и преобразователи давления, чтобы измерить изменения в атмосферном давлении.
Преимущество использования анероидного барометра заключается в его портативности и надежности. Он не требует сложной калибровки и не подвержен влиянию температурных изменений, как ртутный барометр. Благодаря этим преимуществам анероидные барометры часто используются в мобильных метеорологических станциях, на кораблях и в авиации.
История изобретения анероида
Идея создания анероида возникла у Видаля, когда он понял, что у традиционных жидкостных барометров было несколько недостатков. Во-первых, они были достаточно крупными и громоздкими. Во-вторых, они были чувствительны к вибрациям и требовали регулярной калибровки. В-третьих, они не могли быть использованы в движущихся объектах, таких как корабли или железные дороги, из-за влияния качки или колебаний.
В результате своих исследований, Видаль создал анероидный барометр, который использовал упругую металлическую коробку с выступающей ее частью внутри. Внутри коробки был вакуум, а изменение атмосферного давления приводило к деформации коробки. Эти изменения давления затем можно было измерить с помощью специального механизма.
Анероидный барометр Видаля был много легче, меньше и не требовал регулярной калибровки, чем его жидкостные аналоги. Он был недорогим в производстве и мог быть использован как стационарно, так и в движущихся объектов.
Вскоре после изобретения, анероид стал широко использоваться в разных областях, таких как метеорология, навигация, физика и многих других. Он стал жизненно важным инструментом для предсказания погоды, измерения высоты и даже мониторинга давления внутри аппаратов или человеческого организма.
Отличия анероида от жидкостного барометра
Главное отличие между анероидом и жидкостным барометром заключается в том, как они измеряют атмосферное давление.
Жидкостный барометр использует высоту столба жидкости (обычно ртути), чтобы определить давление. При изменении атмосферного давления, столб жидкости поднимается или опускается, что позволяет определить давление.
С другой стороны, анероидный барометр основан на использовании металлической коробки, которая заполнена вакуумом и имеет эластичные стенки. При изменении атмосферного давления, стенки коробки сжимаются или расширяются, что изменяет ее форму и позволяет определить давление.
Одним из преимуществ анероида является его портативность и меньший размер по сравнению с жидкостным барометром. Анероид не содержит опасных для здоровья веществ, таких как ртуть, что делает его более безопасным в использовании.
Однако, анероиды могут быть менее точными по сравнению с жидкостными барометрами в некоторых условиях, таких как при плавании или в высоких горах. В этих случаях, жидкостный барометр может предоставить более точные показания атмосферного давления.
В конечном итоге, выбор между анероидным и жидкостным барометром зависит от требуемой точности, условий использования и предпочтений пользователя.
Принцип работы анероида
Основной принцип работы анероида заключается в использовании металлической коробки, состоящей из двух половинок, которые вакуумированы и прижаты друг к другу. При изменении атмосферного давления коробка расширяется или сжимается.
Внутри коробки находится пружина, которая связана с указателем на шкале. Когда атмосферное давление возрастает, коробка сжимается, пружина сжимается, и указатель поднимается. При падении атмосферного давления происходит обратный процесс: коробка расширяется, пружина разжимается и указатель понижается.
Таким образом, изменение давления атмосферы приводит к изменению формы коробки и, следовательно, перемещению указателя. Показания анероида могут быть откалиброваны с помощью известного значения атмосферного давления.
Благодаря простоте и надежности конструкции, анероидные барометры позволяют измерять атмосферное давление с высокой точностью. Они широко используются в метеорологии, а также в судоходстве, авиации и других отраслях, где необходимо точно определить изменения давления воздуха.
Этимология слова «анероид»
Термин «анероид» был впервые введен французским физиком Люсьеном Виддером в 1843 году для обозначения нового типа барометра, который не использовал жидкость для измерения атмосферного давления, а базировался на механических свойствах упругих материалов.
Слово «анероид» также может обозначать другие устройства, работающие по принципу давления иодированного упругого материала, такие как анероидные вакуумметры или барографы.
Функциональные преимущества анероида
1. Высокая точность измерений:
Анероидный барометр обеспечивает высокую точность измерения атмосферного давления. Это позволяет использовать его в различных областях, где точность измерений критически важна, например, в метеорологии и авиации.
2. Компактность и портативность:
Анероидный барометр является компактным и легким устройством, которое легко поместится в кармане или сумке. Это делает его удобным для переноски и использования в походах, приключениях на открытом воздухе или просто в повседневной жизни.
3. Надежность и долговечность:
Анероидный барометр не содержит жидкости, что делает его более надежным и долговечным по сравнению с жидкостными барометрами. Отсутствие жидкости снижает риск утечек, а следовательно, увеличивает срок службы прибора.
4. Удобство использования:
Анероидный барометр обычно имеет простой и интуитивно понятный механизм работы. Он оснащен шкалой и стрелкой, которые показывают текущее значение давления. Также существуют модели с цифровым дисплеем, что делает его еще более удобным в использовании.
5. Возможность измерения высоты:
Некоторые анероидные барометры также предоставляют возможность измерения высоты над уровнем моря. Это очень полезно для людей, занимающихся альпинизмом или другими видами активного отдыха в горах.
6. Автоматическая калибровка:
Современные анероидные барометры обычно оснащены функцией автоматической калибровки. Это позволяет им подстраиваться под изменения давления, обеспечивая точность измерений в широком диапазоне условий.
В целом, анероидный барометр является надежным, точным и удобным инструментом для измерения атмосферного давления. Его функциональные преимущества делают его популярным у профессионалов и любителей, которым важно точно определить текущее давление для различных целей.
Применение анероида в наше время
Во-первых, анероиды широко применяются в метеорологии. Благодаря своей маленькой и портативной конструкции, они являются идеальными инструментами для мониторинга атмосферного давления в реальном времени. Метеорологи, а также любители погоды, часто используют анероиды для прогнозирования погоды и изучения климатических условий.
Во-вторых, анероиды нашли свое применение в авиации. Они используются для измерения атмосферного давления воздуха по высоте. Пилоты и навигаторы опираются на данные анероидов для точного определения высоты полета, планирования маршрутов и контроля давления в авиационных системах.
Кроме того, анероиды нашли применение в геодезии и геологии. Они используются для измерения высоты местности, контроля гравитационного поля Земли и определения изменения уровня ее поверхности.
Наконец, анероиды также используются в медицинских и научных исследованиях. Они помогают определить атмосферное давление на больших высотах, что необходимо для изучения эффектов высоты на различные виды живых организмов и людей, проведения метеорологических экспериментов и других научных исследований.