Фізика. 7 клас. Максимович

§ 25. Барометр-анероїд. Зміна атмосферного тиску з висотою. Альтиметр

Чи може колодязь передбачати погоду? Виявляється, що так. Незвичайний колодязь є в селі Покровському Миколаївської області. Глибокий, завжди наповнений смачною холодною водою, він часом так втягує в себе повітря, що потрібно прикласти неабияку силу, щоб відкрити кришку. Іноді, навпаки, він з такою силою виштовхує повітря, що кришку на ньому ніби лихоманить, і вона весь час підстрибує, як на киплячому чайнику. Якщо в цей час вкинути в колодязь шапку, її із силою викине назовні.

Місцеве населення здавна використовує цей колодязь як «своєрідний барометр» для передбачення погоди. Виявляється, у «поведінці» колодязя є певна закономірність: він «вдихає» повітря завжди перед хорошою погодою, а «видихає» перед дощем або снігом. Науковці пояснюють це явище особливостями будови шарів ґрунту.

Звичайно, колодязь у Покровському не єдиний. Подібні колодязі-барометри є в південних районах Херсонської, Запорізької та Одеської областей.

Дізнаймося про...

барометр-анероїд;
зміну атмосферного тиску з висотою;
альтиметр.

1. Барометр-анероїд

Ртутний барометр, з яким ви ознайомилися у попередньому параграфі, є доволі точним приладом. Проте він незручний через великі розміри трубки і небезпечний для здоров’я, оскільки містить ртуть, пари якої через органи дихання потрапляють в організм людини та розносяться кров’ю до життєво важливих органів — печінки, нирок, серця, шлунково-кишкового тракту, головного мозку — і негативно впливають на їхню роботу.

Поява першого барометра без ртуті пов’язана з ім’ям французького інженера Люсьєна Віді. У 1844 році він сконструював і запатентував новий барометр, який отримав назву барометр-анероїд (мал. 25.1, я).

Мал. 25.1. Барометр-анероїд

Основною частиною барометра-анероїда є пружна гофрована металева коробка, з якої викачане повітря (мал. 25.1, б). Вона реагує на зміни атмосферного тиску зміною своєї форми. Збільшення тиску призводить до вдавлювання стінок всередину коробки, а зменшення — до збільшення її опуклості. Зміна форми коробки передається стрілці, яка показує значення атмосферного тиску на шкалі приладу. Шкалу барометра-анероїда градуюють в міліметрах ртутного стовпчика або в кілопаскалях.

2. Зміна атмосферного тиску з висотою

Спостерігаючи за барометром, легко виявити, що його показники змінюються в разі зміни погоди. Перед негодою атмосферний тиск падає, а перед ясною погодою — зростає.

Проте якщо виміряти атмосферний тиск на першому поверсі багатоповерхівки і на останньому чи біля підніжжя гори та на її вершині, то показники барометра теж будуть різнитися. Чому? Атмосферний тиск залежить від висоти над рівнем моря. Чим вище ми будемо підніматися, тим меншим ставатиме атмосферний тиск (мал. 25.2).

Мал. 25.2. Залежність атмосферного тиску від висоти

Це пов’язано з тим, що з підняттям над землею кількість молекул атмосферних газів зменшується, а отже, й зменшується створюваний ними тиск.

Біля поверхні Землі атмосферний тиск зменшується приблизно на 1 мм рт. ст. кожні 11 м висоти.

Визначимо атмосферний тиск на висоті 200 м, якщо на поверхні Землі тиск 720 мм рт. ст.

Складемо і розв’яжемо пропорцію:

11 м — 1 мм рт. ст.

200 м — X мм рт. ст.

Отже, атмосферний тиск на висоті 200 м дорівнює:

720 мм рт. ст. - 18 мм рт. ст. = 702 мм рт. ст.

Поміркуйте і дайте відповідь

Визначте висоту гірської вершини, якщо біля підніжжя гори барометр показує 720 мм рт. ст., а на її вершині — 420 мм рт. ст.

3. Альтиметр

Оскільки атмосферний тиск залежить від висоти, то барометром-анероїдом можна вимірювати висоту над поверхнею Землі, проградуювавши його шкалу у метрах. Такий прилад називають альтиметром (мал. 25.3).

Мал. 25.3. Альтиметри

Альтиметри є незамінними приладами на всіх літальних апаратах — від повітряної кулі до сучасного літака. Їх використовують парашутисти, альпіністи, геологи. Крім цього, прилад популярний і в побуті. Ви легко можете купити сучасний годинник, у якому є альтиметр (мал. 25.4).

Мал. 25.4. Годинник, що містить альтиметр

До речі, раніше альтиметром називали простий кутомірний інструмент для визначення висоти зірок, планет та інших небесних тіл.

Запам’ятайте

Барометр-анероїд — це прилад для вимірювання атмосферного тиску.

Біля поверхні Землі атмосферний тиск зменшується приблизно на 1 мм рт. ст. кожні 11 м висоти.

Альтиметр — дуже чутливий металевий барометр, що має шкалу, за якою безпосередньо можна визначити висоту над поверхнею Землі.

Перевірте себе

1. Найвища в Україні метеостанція розташована в Карпатах на схилі гори Пожижевська, висота якої 1820 м. На вершині цієї гори барометр показує атмосферний тиск 588 мм рт. ст, а на станції — 615 мм рт. ст. Визначте, на якій висоті розташована метеостанція.

2. Визначте атмосферний тиск на висоті 500 м, якщо на рівні моря він становить 760 мм рт. ст.

3. Визначте атмосферний тиск на вершині гори Говерла, якщо на висоті 183 м він становить 740 мм рт. ст. Висота Говерли 2061 м.

Словник фізичних термінів (для пошуку інформації в англомовних джерелах)