فشار هوا را چگونه اندازه می گیرند؟

لایه ای از هوا، گرد و غبار و رطوبت که اطراف کره زمین را احاطه کرده است، جو یا اتمسفر نام دارد. هوا نیز مانند مواد دیگر دارای وزن است و بر سطح زمین فشار وارد می کند. جوی که کره زمین را احاطه کرده است 1.3 گرم در لیتر وزن دارد. این وزن در سطح زمین فشاری در حدود یک کیلوگرم بر سانتیمتر مربع ایجاد می کند که به آن فشار هوا یا فشار جو می گویند.

از آنجا که اطراف ما را هوا احاطه کرده است، ما فشار جو را حس نمی کنیم؛ ولی با استفاده از وسیله ای به نام فشارسنج می توانیم آن را اندازه گیری کنیم.

هواشناسان از تغییرات فشار هوا برای پیش بینی آب و هوا استفاده می کنند. بطور مثال کاهش ناگهانی فشار، هوایی بد و طوفانی را در پی دارد. با اندازه گیری فشار هوا می توان ارتفاع مناطق یا اجسام را نیز از سطح دریا محاسبه کرد.

اولین فردی که موفق به اندازه گیری فشار هوا شد، گالیله بود. او برای اینکار از لوله ای بلند که یک سرش بسته بود استفاده کرد. گالیله این لوله را پُر از آب کرد و آن را از طرفی که باز بود داخل یک ظرف پُر از آب قرار داد. با اینکار آب درون لوله پایین می آمد و در ارتفاع 10 متری متوقف می شد.

در سال 1643 میلادی یک ایتالیایی به نام اوانجلیستا توریچلی (Evangelista Torricelli) برای اندازه گیری فشار هوا، به جای آب از جیوه استفاده کرد. او ثابت کرد که فشار هوا در سطح دریا معادل فشار ستونی از جیوه به بلندی 76 سانتیمتر بر سانتیمتر مربع است. توریچلی برای اندازه گیری فشار هوا یک فشارسنج جیوه ای ساده ساخت. او متوجه شد که ارتفاع ستون جیوه با تغییرات فشار هوا تغییر می کند.

امروزه برای اندازه گیری فشار هوا از دو نوع فشارسنج استفاده می شود که عبارتند از فشارسنج جیوه ای و فشارسنج خشک.

• فشارسنج جیوه ای یک لوله شیشه ای مدرج حاوی جیوه است. سطح جیوه در لوله، فشار هوا را نشان می دهد. این نوع فشارسنج ها سنگین هستند و جابجا کردن شان مشکل است.
• در فشارسنج خشک از هیچ نوع مایعی استفاده نمی شود. این نوع فشارسنج یک جعبه فلزی استوانه ای است که هوای داخل آن تخلیه شده است. فنرهایی در دیواره های این فشارسنج قرار دارد که از شکسته شدن آن توسط فشار هوا جلوگیری می کنند. دیواره های نازک فشارسنج با تغییر فشار به خارج و داخل حرکت می کنند. این حرکات باعث حرکت اهرم هایی می شوند که به یک عقربه متصل هستند. عقربه در صفحه ای مدرج قرار گرفته است و میزان فشار هوا را نشان می دهد. فشارسنج های خشک کوچکتر هستند و حمل شان آسان تر است.

در حال حاضر فشار هوا را با واحدی به نام میلی بار اندازه گیری می کنند. فشار هوا به ازای هر 100 متر افزایش ارتفاع از سطح دریا، 12 میلی بار پایین می آید.

منابع

مقاله علمی و آموزشی «فشار هوا را چگونه اندازه می گیرند؟»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری، ترجمه و نگارش هیئت تحریریه علمی پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد. در این راستا کتاب چرا، چطور، چگونه؟، نوشته ی دکتر سونیتا گوپتا و دکتر نینا آگراوال و ترجمه پریسا همایون روز و پریچهر همایون روز از موسسه نشر و تحقیقات ذکر، منتشر شده در تیر 1393 با شابک 978-964-307-221-6 به عنوان منبع اصلی مورد استفاده قرار گرفته است.