PHONG VŨ BIỂU THỦY NGÂN: ĐẶC ĐIỂM VÀ HOẠT ĐỘNG - HÓA HỌC - 2024

Khí áp kế thủy ngân là một công cụ được sử dụng trong khí tượng học bằng cách đo giá trị của áp suất khí quyển. Nó được tạo thành từ một cột thủy ngân nằm bên trong một ống đặt thẳng đứng trên một bình chứa đầy thủy ngân.

Ống được làm bằng thủy tinh và được đặt ngược hoặc đảo ngược; nghĩa là, phần mở của nó tiếp xúc với thùng chứa. Từ phong vũ biểu xuất phát từ tiếng Hy Lạp cổ đại, có nghĩa là baro "trọng lượng" và mét "thước đo". Phong vũ biểu thủy ngân là một trong hai loại khí áp kế chính tồn tại.

Nguồn: Bởi GOKLuLe 盧 樂, từ Wikimedia Commons

Áp suất khí quyển là trọng lượng hoặc lực hấp dẫn tác dụng lên một vật thể, trên một đơn vị bề mặt hoặc diện tích do khí quyển tác dụng. Hoạt động của khí áp kế dựa trên thực tế là mức đạt được của cột thủy ngân tương đương với trọng lượng của khí quyển.

Với công cụ khoa học này, các thay đổi áp suất do khí hậu gây ra sẽ được đo. Bằng cách phân tích những thay đổi tinh vi của áp suất khí quyển, có thể dự báo những thay đổi ngắn hạn về thời tiết hoặc khí hậu.

Phát minh ra phong vũ biểu thủy ngân

Phong vũ biểu Thủy ngân được phát minh vào năm 1643 bởi nhà vật lý và toán học người Ý Evangelista Torricelli.

Nhạc cụ này rất cũ. Tuy nhiên, nó có trước phong vũ biểu nước, một thiết bị lớn hơn cũng do nhà khoa học này tạo ra. Torricelli là sinh viên và là trợ lý của nhà thiên văn học Galileo Galilei.

Trong các thí nghiệm của Torricelli liên quan đến việc tạo ra chân không, Galileo đã can thiệp và đề nghị ông sử dụng thủy ngân. Bằng cách này, Torricelli được công nhận là nhà khoa học đầu tiên tạo ra chân không và là người mô tả nền tảng hoặc lý thuyết của phong vũ biểu.

Torricelli quan sát thấy rằng chiều cao của thủy ngân trong ống thủy tinh thay đổi liên quan chặt chẽ đến sự thay đổi áp suất khí quyển. Áp suất khí quyển còn được gọi là áp suất khí quyển.

Có một cuộc tranh cãi lịch sử, vì người ta chỉ ra rằng một nhà khoa học người Ý khác, Gasparo Berti, là người đã tạo ra phong vũ biểu nước. Ngay cả René Descartes cũng quan tâm đến việc xác định áp suất khí quyển từ rất lâu trước Torricelli, nhưng ông đã không củng cố giai đoạn thí nghiệm của mình.

nét đặc trưng

- Khí áp kế thủy ngân có kích thước nhỏ hơn nhiều so với khí áp kế nước.

- Dụng cụ này có một ống thuỷ tinh chỉ có một lỗ mở hướng xuống, được nhúng vào bình chứa thuỷ ngân.

- Ống chứa một cột thuỷ ngân có thể điều chỉnh mức độ của nó theo áp suất mà thuỷ ngân nhận được từ bình chứa.

- Chân không được tạo bởi trọng lượng của thủy ngân ở phần trên của ống, chân không này được gọi là chân không torricellian.

- Hộp đựng là một đĩa tròn có độ sâu nhỏ, chứa thủy ngân tiếp xúc gần với thành ống.

- Ống có chia độ, tức là nó có vạch chia độ cho phép bạn xem mức độ tăng hoặc giảm của thủy ngân.

- Có thể xác định áp suất bằng cách quan sát vạch trên thang đo mức thủy ngân dừng lại.

- Ảnh hưởng của nhiệt độ tăng lên tỷ trọng của thủy ngân không cản trở việc đọc thang đo. Thang đo phong vũ biểu được điều chỉnh để bù lại hiệu ứng này.

Mức thủy ngân

Mức chạm tới cột thủy ngân trong ống sẽ tương ứng với sự tăng hoặc giảm áp suất khí quyển. Áp suất khí quyển của một nơi nào đó càng cao thì cột thủy ngân của khí áp kế càng cao.

Làm thế nào nó hoạt động?

Lớp không khí bao quanh Trái đất là khí quyển. Nó được tạo thành từ hỗn hợp khí và hơi nước. Lực hấp dẫn do Trái đất tác dụng khiến khí quyển "nén" trên bề mặt.

Chính xác bằng cách sử dụng khí áp kế thủy ngân, người ta có thể đo áp suất do khí quyển tác dụng ở một vị trí địa lý nhất định. Khi áp suất lên thuỷ ngân trong bình tăng lên thì mức thuỷ ngân chứa trong ống cũng tăng.

Tức là, áp suất của không khí hoặc khí quyển đẩy thủy ngân trong bình chứa xuống. Áp suất này trong bình chứa đồng thời đẩy lên hoặc nâng mức của cột thủy ngân trong ống.

Có thể đo chính xác những thay đổi về chiều cao của cột thủy ngân do áp suất khí quyển. Ngoài ra, độ chính xác của khí áp kế thủy ngân có thể được tăng lên bằng cách tính đến nhiệt độ môi trường xung quanh và giá trị địa phương của trọng lực.

Đơn vị áp suất khí quyển

Các đơn vị biểu thị áp suất khí quyển có thể thay đổi. Với khí áp kế thủy ngân, áp suất khí quyển được tính bằng milimét, feet hoặc inch; chúng được gọi là đơn vị torr. Một torr tương đương với 1 milimet thủy ngân (1 torr = 1 mm Hg).

Ví dụ, chiều cao của cột thủy ngân tính bằng milimét sẽ tương ứng với giá trị của áp suất khí quyển. Một bầu không khí của thủy ngân tương đương với 760 milimét thủy ngân (760 mm Hg), hay 29,92 inch thủy ngân.

Các biến thể thiết kế

Các thiết kế khác nhau của khí áp kế thủy ngân đã được tạo ra để ngày càng cải thiện độ nhạy của nó. Có bánh xe, lưu vực, xi phông, khí áp kế bể nước, trong số những loại khác.

Có những phiên bản có thêm nhiệt kế, chẳng hạn như phong vũ biểu Fitzroy.

Hạn chế sản xuất

Để kết thúc vấn đề này, điều quan trọng cần lưu ý là kể từ năm 2007, việc mua bán và xử lý thủy ngân đã bị hạn chế. Không có gì ngạc nhiên khi điều này dẫn đến sự sụt giảm trong sản xuất các khí áp kế thủy ngân.

Tính hữu dụng của khí áp kế thủy ngân

- Sử dụng phong vũ biểu thủy ngân có thể dựa vào kết quả của áp suất khí quyển để đưa ra dự đoán về thời tiết.

-Ngoài ra với phép đo áp suất khí quyển, hệ thống áp suất cao hoặc thấp có thể được phát hiện trong khí quyển. Với việc sử dụng công cụ này, bạn thậm chí có thể thông báo mưa, bão, nếu bầu trời quang đãng, trong số các dự đoán khác.

-Áp suất khí quyển đã được xác định là một thông số thay đổi theo độ cao và mật độ khí quyển. Người ta thường lấy mực nước biển làm điểm chuẩn để xác định áp suất ở một nơi nào đó.

Nó được chỉ định nếu khoảng cách quan tâm để đánh giá áp suất là trên hoặc dưới mực nước biển.

-Với phong vũ biểu thủy ngân, bạn cũng có thể đo độ cao của một địa điểm nhất định liên quan đến mực nước biển.

Người giới thiệu

1. Các biên tập viên của Encyclopaedia Britannica. (Ngày 3 tháng 2 năm 2017). Áp kế. Bách khoa toàn thư Britannica. Phục hồi từ: britannica.com
2. Lịch sử Hóa học. (sf). Nhà truyền giáo Torricelli. Đã khôi phục từ: chemed.chem.purdue.edu
3. Turgeon A. (ngày 19 tháng 6 năm 2014). Áp kế. Hội Địa lý Quốc gia. Được khôi phục từ: nationalgeographic.org
4. Wikipedia. (2018). Áp kế. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
5. Bellis, Mary. (Ngày 14 tháng 6 năm 2018). Lịch sử của phong vũ biểu. Phục hồi từ: thinkco.com