جهاز قياس الضغط الجوي

لا نستطيع رؤية الهواء إلا أنه حقيقي فالهواء جزيئات غاز لها كتلة ودرجة حرارة وضغط ويتغير ضغط الجو بحسب المكان فإذا كان المكان على مستوى سطح البحر يكون الضغط الجوي فيه عالي وكلما صعدنا إلى الأعلى في الغلاف الجوي قل الضغط الجوي، ويعتمد الضغط على الارتفاع ودرجة الحرارة والطقس فهو ليس ثابتاً حيث يبلغ متوسط ضغط الهواء في الظروف العادية عند مستوى سطح البحر 29.92 بوصة من الزئبق فالضغط الجوي هو القوة لكل وحدة من المساحة التي تمارس على سطح الأرض من خلال وزن الهواء فوق السطح.

من أجل قياس الضغط قام العالم الفيزيائي الرياضي ايفانجليستا توريسيللي عام 1663 بتصميم جهاز لقياس الضغط سمي البارومتر وهو أداة تقيس ضغط الهواء ويوجد منه نوعين البارومتر اللاسائلي والبارومتر الزئبقي.

البارومتر الزئبقي: صمم على الشكل التالي أنبوب زجاجي ارتفاعه 3 أقدام تقريبًا مع فتح طرف واحد من الانبوب والطرف الأخر مغلق الانبوب مملوء بالزئبق يوضع الانبوب مقلوباً في خزان يحتوي أيضاً على الزئبق، ينخفض مستوى الزئبق الموجود في الأنبوب الزجاجي، مما يؤدي إلى وجود فراغاً في أعلى الانبوب، فإن موازنة الزئبق في أنبوب زجاجي هو الضغط الجوي ضد الضغط الجوي هو ما يعمل عليه المقياس.

إن الضغط الجوي هو وزن الهواء في الغلاف الجوي الموجود فوق الخزان ويستمر مستوى الزئبق بالتغيير حتى وزن الزئبق في الأنبوب الزجاجي إلى أن يساوي تماماً وزن الهواء فوق الخزان وعند توقف الإثنين عن الحركة والتوازن يتم تسجيل الضغط عن طريق قراءة القيمة عند ارتفاع الزئبق في العمود الرأسي، فإذا كان الزئبق أقل من الضغط الجوي يرتقع مستوى الزئبق في الانبوب الخارجي (الضغط العالي)، ومع زيادة وزن الهواء الموجود فوق الخزان يرتفع مستوى الزئبق ويصل لمستوى أعلى، وإذا كان مستوى الزئبق أكبر من الضغط الجوي ينخفض مستوى الزئبق ( الضغط المنخفض) كما في الشكل (1).

اكتشف العلماء أن للزئبق سلبيات كبيرة وهي أنه معدن سائل سام للغاية، من أجل ذلك قام العالم الفرنسي لوسيان فيدي عام 1884 باختراع البارومتر اللاسائلي وهو على الشكل التالي:

وضع داخل مقياس الضغط اللاسائلي صندوق معدني مرن صغير ضخ الهواء منه فأن التغييرات الصغيرة في ضغط الهواء الخارجي تسبب تمدد معدنه وتقلصه، فتدفع حركات التمدد والانكماش أذرع ميكانيكية بداخلها فتتحرك الإبرة إلى الأعلى والأسفل حول قرص وجه البارومتر وهي حالة البوصلة أو الساعة كما في الشكل (2).

البارومتر الباروغراف وهو من أنواع البارومتر اللاسائلي حيث يحتوي الجهاز على كبسولة معدنية صغيرة مرنة تعرف باسم الخلية اللاسائلية تُنشأ فراغاً فالتغييرات الصغيرة في ضغط الهواء يؤدي إلى تقلص أو تمدد الخلية فتتم معايرة للخلية اللاسائلية وبعدها تنقل التغيرات في الحجم بواسطة الروافع إلى ذراع يتحرك وفقاً لذلك بحيث تحتوي الرسوم البيانية على مؤشر يقع على جانب أسطوانة يدور مع ورقة الرسم يتتبع المؤشر على الورق أثناء دوران الأسطوانة وتشير الأثار على زيادة ونقص الضغط كما في الشكل (3).

هناك نوع أخر من البارومتر اللاسائلي وهو جهاز يشبه الساعة يعمل بطريقة الباروغراف إلا أنه يستخدم مؤشراً يتحرك من اليسار إلى اليمين في حركة نصف دائرية فوق القرص للإشارة إلى الضغوط المنخفضة والعالية.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما اسم جهاز قياس الضغط الجوي؟"؟