مقياس الضغط الجوي هو

مقياس الضغط الجوي هو

في هذا المقال، نشرح ما هو الضغط الجوي؟ يتمثل الغلاف الجوي في الهواء الذي يحيط بالأرض، ويصل امتداده إلى الفضاء بمئات الكيلومترات. يضغط هذا الهواء على جميع الأجسام بسبب وزنه وتأثير الجاذبية الأرضية التي تجذبه نحو الأرض. يُطلق على هذا الضغط اسم الضغط الجوي. ونظرًا لزيادة تأثير الجاذبية على سطح الأرض، فإن جسيمات الهواء تقترب منه وتزداد كلما ارتفعنا إلى أعلى. وبالتالي، يقل الضغط الجوي. يتم قياس الضغط الجوي باستخدام جهاز يوضحه الشرح في السطور التالية على موسوعة.

يقاس الضغط الجوي بجهاز يسمى

• يتم قياس الضغط الجوي باستخدام جهاز يسمى البارومتر، والذي اخترعه العالم الفيزيائي الإيطالي إيفانجليستا تورشيلي.
• ظهر جهاز البارومتر الأصلي في أوائل عام 1600، حيث استخدم توريسيلي فكرة الفراغ لقياس ضغط الجو.
• البارومتر هو أنبوب مصنوع من الزجاج ويحتوي على مادة الزئبق، وهو مفتوح من أحد أطرافه ويوضع في حوض مليء بالزئبق.
• تنخفض مادة الزئبق في البارومتر إلى الأسفل أو ترتفع إلى الأعلى بناءً على تغيرات الضغط الجوي.
• في عام 1643، أثبت تورشيلي أنه يمكن العثور على وزن الهواء باستخدام تلك الأنابيب، حيث قام بتحويل الضغط إلى وزن لقياسه.
• عند وضع البارومتر عند مستوى سطح البحر، يقل مستوى الزئبق في الأنبوب حتى يصل ارتفاعه إلى 76 سم من مستوى سطح الزئبق في الحوض.
• فوق مستوى الزئبق، سيظهر فراغ يحتوي على بخار الزئبق، ويشار إليه بـ `فراغ تورشيلي`.

أجهزة قياس الضغط الجوي

من الأجهزة الأخرى المُستخدمة في قياس الضغط الجوي ما يلي:

البارومير اللاسائلي

• المصمم الفرنسي لوسين فيدي هو من اخترع هذا الجهاز في عام 1844.
• يُعد هذا الجهاز بديلاً لجهاز البارومتر، حيث أنه أرخص تكلفةً وأسهل نقلًا واستخدامًا.
• يتألف البارومير اللاسائلي من طبقة مصنوعة من معدني النحاس والبريليوم، وهي خالية من الهواء وتتقلص أو تتمدد وفقًا للضغط الجوي الذي يحيط بها.
• توجد أدوات ميكانيكية تستخدم لقياس تمدد أو انكماش تلك الطبقة.
• نظرًا لسهولة استخدامه ونقله، يتم استخدام هذا الجهاز لقياس الارتفاع للأجهزة المحمولة والطائرات.
• يختلف البارومتر اللاسائلي عن البارومتر الزئبقي في أنه يستخدم تمدد المعدن لقياس الضغط الجوي، بينما يعتمد البارومتر الزئبقي على ارتفاع منسوب الزئبق في الأنبوب لقياس الضغط الجوي.

البارومير الرقمي

• يساعد جهاز الباروميتر الرقمي في عرض البيانات الجوية المعقدة بدقة وسرعة أكبر.
• توجد أنواع من أجهزة الباروميتر الرقمية التي تظهر القراءات الحالية والسابقة التي مر عليها من ساعة إلى 12 ساعة، وذلك في تنسيق مخطط شريطي يشبه البابوجراف.
• تقوم هذه الأجهزة أيضًا بالوصول إلى توقعات الطقس بشكل دقيق من خلال عرض بيانات مثل الرطوبة والرياح، لذلك يستخدمها علماء الأرصاد الجوية لهذا الغرض.

لماذا يستخدم الزئبق في قياس الضغط الجوي

يستخدم الزئبق بدلاً من الماء في قياس الضغط الجوي لأنه يتميز بخواص فريدة من نوعها ويعمل بكفاءة أكبر في درجات الحرارة العالية:

• تستخدم الزئبق بدلاً من الماء في قياس الضغط الجوي بسبب كثافته الأعلى بنحو 14 مرة من كثافة الماء.
• على الرغم من ذلك، يظل الزئبق في حالته السائلة عند درجات الحرارة العادية.
• ارتفاع درجة غليان الزئبق ونتيجة لذلك قلة تبخره.
• تعتبر قراءة قياس الضغط الجوي باستخدام الزئبق أكثر دقة من القراءة باستخدام الماء، وذلك بسبب أن قوى التماسك بين ذرات الزئبق أكبر من قوى التماسك بين جزيئات الماء.
• يمكن رؤية الزئبق من خلال الزجاج بسبب لونه الفضي المميز.
• تقليل درجة تجمد الزئبق لتصبح أقل من درجة تجمد الماء.

وحدة الضغط الجوي

توجد عدة وحدات قياس مختلفة تستخدم للتعبير عن الضغط الجوي، من بينها:

• الملليمتر الزئبقي: هو وحدة الضغط المتساوية 760 مليمتر من الزئبق، وتستخدم هذه الوحدة في قياس الضغط في النظام المتري، وهي الضغط الذي يجعل عمود الزئبق يرتفع داخل الأنبوب.
• الباوند: وهو يساوي 14.70 لكل بوصة مربعة.
• الداين: وهو يساوي 1,013.25 × 103 لكل سنتيمتر مربع.
• باسكال: وتعادل 101.32، أو 1 نيوتن لكل متر مربع، وهي واحدة من أصغر وحدات الضغط الجوي، ويرمز لها بالباسكال (Pa)، وتم استقاء تلك الوحدة من النظام الدولي للوحدات، وتستخدم وحدة الباسكال في قياسات الضغط القليلة للغازات، مثل قياس فرق الضغط في أجهزة التنفس الصناعي.
• البار: تُعد وحدة البار واحدة من الوحدات الأكثر شيوعًا في أجهزة قياس الضغط، ويتم استخدامها عادة في قياس الضغط الجوي والضغط المطلق، حيث يساوي كل 1 بار ألف باسكال.

قانون الضغط الجوي

• تم وضع قانون الضغط الجوي لتحديد وزن عمود الهواء المتواجد على وحدة المساحة في نقطة معينة.
• يمكن حساب الضغط الجوي عن طريق قسمة وزن عمود الهواء في نقطة ما على وحدة المساحة فيها.
• وبذلك يمكن استنتاج قانون الضغط الجوي ليصبح كالتالي: الضغط الجوي يتم حسابه بقسمة وزن عمود الهواء على مساحته.
• وهناك رموز مُستخدمة في التعبير عن قانون الضغط الجوي وهي:ض=ق/ أ.
• وفقًا لنظام وحدات القياس العالمي، فإن وحدة قياس الضغط الجوي هي الباسكال وفقًا للقانون المذكور سابقًا والذي يحدد الضغط الذي يتعرض له متر مربع بقوة نيوتن واحد.

وصلنا الآن إلى نهاية مقالنا، حيث شرحنا إجابة عن سؤال `ما هو مقياس الضغط الجوي؟`، ولماذا يتم استخدام الزئبق في قياسه، وتناولنا وحدات القياس وقوانينه، وندعوكم لمتابعة المزيد من المقالات على الموسوعة العربية الشاملة.

المراجع

1

2

3