เครื่องวัดความดันบรรยากาศ

เครื่องวัดความดันบรรยากาศ เป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้ในอุตุนิยมวิทยาเพื่อวัดความดันบรรยากาศ แนวโน้มความดันสามารถคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงในระยะสั้นในสภาพอากาศ วัดหลายแห่งความดันอากาศใช้ภายในการวิเคราะห์สภาพอากาศพื้นผิวที่จะช่วยหาร่องผิวระบบแรงดันสูงและขอบเขตหน้าผา

ประวัติ

แม้ว่า Evangelista Torricelli เป็นเครดิตสากลกับการประดิษฐ์บารอมิเตอร์ใน 1643 เอกสารประวัติศาสตร์ยังแสดงให้เห็น Gasparo Berti คณิตศาสตร์และนักดาราศาสตร์อิตาเลียนสร้างจับพลัดจับผลู barometer น้ำช่วงระหว่าง 1640 และ 1643 นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสและนักปรัชญาRené Descartes อธิบายออกแบบการทดลองเพื่อตรวจสอบความดันบรรยากาศเป็นช่วงต้น 1631 แต่ไม่มีหลักฐานว่าเขาสร้างวัดการทำงานในช่วงเวลานั้นไม่มี

27 กรกฏาคม 1630 Giovanni Battista Baliani เขียนจดหมายถึง Galileo Galilei อธิบายการทดลองที่เขาเคยทำกาลักน้ำซึ่งนำทั่วเนินเขาเกี่ยวกับเครื่องยี่สิบเอ็ดสูงล้มเหลวในการทำงาน กาลิเลโอตอบโต้

ด้วยคำอธิบายของปรากฏการณ์: เขาเสนอว่ามันเป็นพลังของสูญญากาศที่จัดน้ำขึ้นและที่ระดับความสูงบางปริมาณน้ำเพียงกลายเป็นมากเกินไปและแรงไม่สามารถจับใด ๆ เพิ่มเติม เช่น สาย ที่สามารถรองรับน้ำหนักเพียงมาก นี่คือคำสอนของทฤษฎีแห่งความกลัว vacui ("ธรรมชาติ abhors สูญญากาศ") ซึ่งเป็นวันที่อริสโตเติลและที่กาลิเลโอหลังการปรับปรุง Resistenza เดสุญญากาศ

ความคิดของกาลิเลโอถึงกรุงโรมในธันวาคม 1638 ในเขา Discorsi Raffaele Magiotti และ Gasparo Berti ได้ตื่นเต้นกับความคิดเหล่านี้และตัดสินใจที่จะหาวิธีที่ดีกว่าที่จะพยายามที่จะผลิตเครื่องดูดฝุ่นกว่ากับกาลักน้ำ Magiotti คิดค้นเช่นการทดสอบและช่วงระหว่าง 1639 และ 1641 Berti (กับ Magiotti Athanasius Kircher และNiccolò Zucchi ปัจจุบัน) ถือมันออก

สี่บัญชีของการทดลองของ Berti อยู่ แต่แบบจำลองอย่างง่ายของการทดลองของเขาประกอบด้วยเติมน้ำท่อยาวที่ปลายทั้งสองได้เสียบจากนั้นก็ยืนหลอดในอ่างแล้วเต็มไปด้วยน้ำ ปลายด้านล่างของหลอดถูกเปิดและน้ำที่ได้รับภายในของมันไหลออกมาลงไปในอ่าง อย่างไรก็ตามเป็นเพียงส่วนหนึ่งของน้ำในหลอดไหลออกและระดับของน้ำในท่ออยู่ในระดับที่แน่นอนซึ่งจะเกิดขึ้น 10.3 เมตร สูง Baliani เดียวกันและกาลิเลโอได้ตั้งข้อสังเกตว่าถูก จำกัด ด้วยกาลักน้ำ อะไรคือสิ่งที่สำคัญที่สุดเกี่ยวกับการทดลองนี้คือการที่น้ำลดได้ออกพื้นที่อากาศด้านบนในหลอดซึ่งไม่ได้ติดต่อกับอากาศกลางเพื่อเติม นี้ดูเหมือนจะแนะนำเป็นไปได้ของสูญญากาศที่มีอยู่ในพื้นที่เหนือน้ำ

Torricelli เพื่อนและนักเรียนของกาลิเลโอ กล้าที่จะมองไปที่ปัญหาทั้งหมดจากมุมที่แตกต่างกัน ในจดหมายฉบับหนึ่งไป Michelangelo ชี่ใน 1644 ที่เกี่ยวข้องกับการทดลองใช้กับ เครื่องวัดความดันบรรยากาศ น้ำเขาเขียนว่า: หลายคนได้กล่าวว่าสูญญากาศไม่ได้อยู่ที่คนอื่น ๆ ว่ามันไม่อยู่ในทั้งๆที่มีความเกลียดชังของธรรมชาติและด้วยความยากลำบาก ฉันรู้ว่าของไม่เป็นผู้หนึ่งที่บอกว่ามันมีอยู่โดยไม่ยากและไม่ต่อต้านจากธรรมชาติ ผมจึงแย้ง: หากมีสามารถพบสาเหตุอย่างชัดแจ้งจากที่ต้านทานจะได้รับซึ่งเป็นความรู้สึกถ้าเราพยายามที่จะทำให้สูญญากาศมันดูเหมือนว่าฉันโง่ที่จะพยายามแอตทริบิวต์สูญญากาศการดำเนินงานที่เห็นได้ชัดซึ่งเป็นไปตามจากสาเหตุอื่น ๆ บาง และอื่นโดยการคำนวณง่ายมากบางผมพบว่าสาเหตุที่ได้รับมอบหมายโดยฉัน (นั่นคือน้ำหนักของบรรยากาศ) ควรด้วยตัวเองคนเดียวที่จะนำเสนอความต้านทานสูงกว่ากว่ามันไม่เมื่อเราพยายามที่จะผลิตเครื่องดูดฝุ่น

มันเป็นความคิดแบบดั้งเดิม (โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Aristotelians) ว่าอากาศไม่ได้มีน้ำหนักด้านข้าง: นั่นคือกิโลเมตรของอากาศเหนือพื้นผิวไม่ได้ออกแรงน้ำหนักข้างต้นร่างกายใด ๆ แม้กาลิเลโอได้รับการยอมรับพลอยของอากาศเป็นความจริงง่ายๆ Torricelli ถามคาดว่าและแทนที่จะเสนอว่าอากาศมีน้ำหนักและว่ามันเป็นหลัง (ไม่บังคับดึงดูดของเครื่องดูดฝุ่น) ซึ่งจัดขึ้น (หรือมากกว่าผลัก) ขึ้นคอลัมน์น้ำ เขาคิดว่าระดับน้ำอยู่ที่ (ค. 10.3 เมตร) เป็นแรงสะท้อนของของน้ำหนักของอากาศผลักดันมัน (เฉพาะการผลักดันน้ำในอ่างและจึง จำกัด เท่าไหร่น้ำจะตกจากหลอดเป็นมัน ) ในคำอื่น ๆ ที่เขามองเครื่องวัดความดันบรรยากาศ เป็นยอดเครื่องมือสำหรับการตรวจวัด (เมื่อเทียบกับเพียงเป็นเครื่องมือในการสร้างสูญญากาศ) และเพราะเขาเป็นคนแรกที่ดูได้ด้วยวิธีนี้เขาถือว่าเป็นประเพณีประดิษฐ์ของ barometer (ในแง่ที่เราใช้คำนี้)

เพราะข่าวลือที่ไหลเวียนในพื้นที่ใกล้เคียงของอิตาลี Torricelli ปากซึ่งรวมถึงว่าเขาเป็นธุระในรูปแบบของเวทมนตร์คาถาหรือบาง Torricelli ตระหนักว่าเขาจะต้องเก็บเป็นความลับการทดลองของเพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงของการถูกจับกุม เขาจำเป็นต้องใช้ของเหลวที่หนักกว่าน้ำและจากสมาคมของเขาก่อนหน้าและข้อเสนอแนะโดยกาลิเลโอ เขา deduced โดยใช้ปรอทหลอดสั้นสามารถนำมาใช้ ด้วยปรอทแล้วเรียกว่า "ปรอท" ซึ่งเป็นประมาณ 14 ครั้งหนักกว่าน้ำ ท่อเพียง 80 ซม. เป็นสิ่งที่จำเป็นในขณะนี้ไม่ได้ 10.5 เมตร

ใน 1,646 Blaise Pascal พร้อมกับปิแอร์ชนชั้นได้ซ้ำแล้วซ้ำอีกและสมบูรณ์ทดลอง Torricelli หลังจากได้ยินเรื่องนี้จาก Marin Mersenne ที่ตัวเองได้รับการแสดงการทดลองโดย Torricelli ในช่วงท้ายของ 1644 ปาสคาลเพิ่มเติมวางแผนการทดลองเพื่อทดสอบโจทย์อริสโตเติ้ว่ามันเป็นไอระเหยจากของเหลวที่เต็มไปด้วยพื้นที่ในวัด การทดสอบของพระองค์เมื่อเทียบกับน้ำไวน์และตั้งแต่หลังได้รับการพิจารณามากขึ้น "spiritous" Aristotelians ที่คาดว่าจะไวน์ที่จะยืนต่ำ (ตั้งแต่ไอระเหยมากขึ้นจะหมายถึงผลักดันลงในคอลัมน์ของเหลว) ปาสคาลทำการทดลองต่อสาธารณชนเชิญ Aristotelians จะทำนายผลล่วงหน้า Aristotelians ทำนายไวน์จะยืนต่ำ มันไม่ได้

อย่างไรก็ตามปาสกาลเดินไกลออกไปแม้เพื่อทำการทดสอบทฤษฎีกล ถ้าสงสัยว่าเป็นนักปรัชญาเชิงกลเช่น Torricelli และปาสกาลอากาศมีน้ำหนักด้านข้างน้ำหนักของอากาศก็จะน้อยลงในระดับสูง ดังนั้น Pascal เขียนถึงน้องชายของกฎหมายในของเขา Florin Perier ที่อาศัยอยู่ใกล้ภูเขาที่เรียกว่า Puy de Dome ขอให้เขาดำเนินการทดลองที่สำคัญ Perier ก็จะ เครื่องวัดความดันบรรยากาศ ขึ้น Puy de Dome และทำให้การวัดตามวิธีการของความสูงของคอลัมน์ของปรอท แล้วเขาก็ไปเปรียบเทียบกับที่วัดที่เท้าของภูเขาเพื่อดูว่าภาพที่ถ่ายวัดสูงขึ้นในความเป็นจริงที่มีขนาดเล็ก ในเดือนกันยายน 1648 Perier อย่างระมัดระวังและพิถีพิถันทดลองและพบว่าการคาดการณ์ของปาสคาลได้ถูกต้องบารอมิเตอร์ปรอทยืนต่ำไปหนึ่งสูง