Что такое миллиметр ртутного столба?

Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.) является единицей измерения атмосферного давления. Она представляет собой высоту ртутного столба, который может подняться в вертикальной трубке под действием атмосферного давления. Миллиметр ртутного столба является одной из единиц меры давления в системе СИ.

Ртутная колонка используется в ртутных барометрах для измерения атмосферного давления. Барометр представляет собой закрытую трубку, наполненную ртутью. При изменении атмосферного давления, ртутный столб в трубке меняет свою высоту, и эта высота указывается в миллиметрах ртутного столба.

Измерить миллиметры ртутного столба можно с помощью специальных приборов - ртутных барометров. Эти приборы имеют шкалу, по которой можно определить высоту ртутного столба в миллиметрах. Для точности измерения, перед использованием барометр должен быть откалиброван, чтобы на нем были указаны правильные значения давления в миллиметрах ртутного столба.

Важно отметить, что атмосферное давление в разных точках Земли может отличаться и может изменяться со временем. Измерение атмосферного давления в миллиметрах ртутного столба позволяет прогнозировать погоду, а также использовать эту информацию в различных научных и технических областях.

Определение и применение

Миллиметр ртутного столба широко применяется для измерения атмосферного давления. Например, его используют для предсказания погоды, анализа климатических условий и прогнозирования погодных явлений.

Он также используется в различных инструментах и приборах, таких как барометры и анероиды. Барометры измеряют атмосферное давление, показывая высоту ртути в их шкалах в миллиметрах. Анероиды, с другой стороны, используют механические датчики для измерения атмосферного давления, и показывают его в миллиметрах ртутного столба.

Использование миллиметра ртутного столба является удобным способом измерения давления, особенно при работе с небольшими значениями. Эта единица измерения обеспечивает высокую точность и применяется в различных сферах деятельности, включая метеорологию, физику, геологию и строительство.

История и развитие

Измерение атмосферного давления стало возможным благодаря изобретению атмосферного барометра в 1643 году итальянским физиком Эванжелистой Торричелли. Впервые он использовал ртуть в качестве рабочей жидкости, которая обладает высокой плотностью и малыми испарительными свойствами. Барометр Торричелли представлял собой вертикальную трубку, заполненную ртутью, один конец которой был погружен в ртуть, а другой конец открыт для контакта с атмосферой. Уровень ртутного столба в трубке был сопоставим с атмосферным давлением.

С течением времени, различные ученые разрабатывали и усовершенствовали различные типы барометров, которые позволяли точнее измерять атмосферное давление. Однако использование ртути было неудобно из-за ее высокой токсичности и реакции с другими материалами. В результате, в начале 20-го века были разработаны барометры на основе других рабочих сред, таких как спирт, гексафторид серы и твердые пьезорезисторы. Тем не менее, миллиметр ртутного столба остался принятой единицей измерения давления и широко используется в настоящее время.

Как измеряется миллиметр ртутного столба:

Барометр состоит из вертикальной трубы, заполненной ртутью, погруженной в емкость с тем же веществом. При равновесии давлений внутри трубки и вне ее, ртуть стоит на определенной высоте внутри трубки. Высота ртутного столба над уровнем жидкости в емкости измеряется в миллиметрах и является показателем давления в мм рт.ст.

Однако для более удобного использования, миллиметр ртутного столба переводят в паскали (Па) - метрическую единицу давления в СИ. Коэффициент перевода равен приблизительно 133,3224 Па/мм рт.ст.

Чтобы измерить миллиметр ртутного столба при помощи барометра, необходимо полностью погрузить конец трубки с ртутью в емкость. Затем миллиметры ртутного столба считываются с шкалы, находящейся на барометре. Ртуть в трубке поднимается или опускается в зависимости от внешнего давления.

Измерение миллиметра ртутного столба является важной задачей в анализе погодных условий, поскольку позволяет определить атмосферное давление и прогнозировать изменения погоды.

Принцип действия

Для измерения давления с помощью миллиметра ртутного столба используется барометр. Если ртутная колонка поднимается выше уровня ртутной поверхности в сосуде, это говорит о понижении атмосферного давления. Если же ртутная колонка опускается ниже уровня поверхности, значит атмосферное давление возрастает. Отметка на ртутной колонке показывает высоту, которую поднялся или опустился ртутный столб.

• Понижение атмосферного давления можно наблюдать перед приходом циклона или шторма, а также в высокогорных районах.
• Увеличение атмосферного давления свидетельствует о наличии антициклона и ясной, стабильной погоде.

Методы измерения

Существует несколько способов измерения миллиметра ртутного столба (мм рт. ст.), которые основываются на принципе равенства давления жидкости в вертикальных трубках.

1. Метод торричелли

Этот метод основан на использовании ртутных барометров. Для измерения мм рт. ст. по этому методу требуется использовать ртутные барометры, преимущественно фортинского типа. Одна колонка барометра заполняется ртутью, а другая остается открытой для поддержания равновесия давления с атмосферой. Разница высот между двумя колонками ртутного столба и будет являться показанием в мм рт. ст.

2. Метод аспирации

Данный метод подразумевает использование особого аппарата, называемого аспиратором Лорда. В этом приборе ртуть всасывается из ртутного столба и закрепляется в определенной высоте в градуснике. Измерение происходит по разности высот между показаниями на градуснике до и после всасывания ртути.

3. Метод Морриса

Этот метод тоже использует особый аппарат - маниометр Морриса. В нем миллиметр ртутного столба измеряется при помощи вертикальной трубки, подключенной к мерной колбе, заполненной ртутью. Показания мерятся с использованием шкалы на вертикальной трубке.

4. Метод Коррана

Этот метод основан на использовании атмосферного барометра Коррана. В нем высота ртутного столба измеряется при помощи лимба, на котором отображаются показания высоты в мм рт. ст.

5. Метод фортинского окна

Метод фортинского окна подразумевает измерение мм рт. ст. при помощи устройства, называемого фортинским окном. Этот прибор содержит вертикальную трубку с миллиметровой шкалой, по которой можно измерить высоту ртутного столба.

Точность и погрешность

Погрешность измерений может быть вызвана несколькими факторами. Один из них - это погрешность самого прибора. Каждый миллиметр ртутного столба имеет свою собственную погрешность, которая может отличаться от других приборов. Эта погрешность обычно указывается производителем и может быть выражена в виде диапазона значений или процента отношения к измеренному значению.

Другим фактором, влияющим на точность измерений, является влияние внешних факторов. Например, температурные колебания и воздушные потоки могут оказывать влияние на высоту ртутного столба и, следовательно, на измеренное значение давления. Для минимизации этих внешних воздействий миллиметр ртутного столба обычно размещается в специальном устройстве, называемом барометрическим шкафом или барометром. Барометрический шкаф создает стабильные условия окружающей среды вокруг столба ртути, что позволяет минимизировать влияние внешних факторов на измерения.

Также важно учитывать, что точность измерений миллиметра ртутного столба может быть повышена путем проведения нескольких измерений и вычисления среднего значения. Повторные измерения позволяют снизить влияние случайных погрешностей и улучшить точность результатов.