مقياس الضغط الجوي هو

hanan2021-03-16

269 3 دقائق

مقياس الضغط الجوي هو

في هذا المقال نوضح إجابة سؤال مقياس الضغط الجوي هو ؟ بداية تجدر الإشارة إلى تعريف الغلاف الجوي بأنه الهواء الذي يحيط بالأرض والذي يصل امتداده إلى الفضاء بمئات الكيلو مترات، وهذا الهواء يضغط على كافة الأجسام نتيجة لوزنه وبسبب تأثير الجاذبية الأرضية التي تقوم بسحب الهواء إليها، ويُعرف هذا الضغط باسم الضغط الجوي، ونظرًا لزيادة تأثير الجاذبية على سطح الأرض فإن جسيمات الهواء تزداد وتقترب منه، وكلما زاد الارتفاع إلى أعلى كلما قلت تلك الجاذبية وبالتالي يقل ضغط الهواء، ويتم قياس الضغط الجوي بجهاز نوضحه من خلال السطور التالية

يقاس الضغط الجوي بجهاز يسمى

يُقاس الضغط الجوي بجهاز يُسمى البارومتر والذي اخترعه عالم الفيزياء الإيطالي إيفانجليستا تورشيلي.
ولقد ظهر جهاز البارومتر الأصلي في أوائل عام 1600، حيث لجأ تورشيلي إلى قياس ضغط الجو باستخدام مفهوم الفراغ.
والبارومتر عبارة عن أنبوب مصنوع من الزجاج والذي تحتوي على مادة الزئبق مفتوحًا من أحد أطرافه ويوضع في حوض مليء بالزئبق.
ومادة الزئبق في البارومتر تنخفض إلى أسفل أو ترتفع إلى أعلى طبقًا لتغيرات الضغط الجوي.
ففي عام 1643 أثبت تورشيلي أن وزن الجو يمكن إيجاده من خلال تلك الأنابيب، حيث قام بتحويل الضغط إلى وزن من أجل قياسه.
فعند وضع البارومتر عند مستوى سطح البحر سيقل مستوى الزئبق في الأنبوب حتى يصل ارتفاعه إلى 76 سم من مستوى سطح الزئبق في الحوض.
وفوق مستوى الزئبق سيظهر فراغًا به بخار الزئبق، وهذا الفراغ يُطلق عليه اسم فراغ تورشيلي.

أجهزة قياس الضغط الجوي

من الأجهزة الأخرى المُستخدمة في قياس الضغط الجوي ما يلي:

البارومير اللاسائلي

وهو جهاز اخترعه العالم الفرنسي لوسين فيدي في عام 1844.
ويُعتبر هذا الجهاز بديلًا لجهاز البا��ومتر لأنه أقل من حيث التكلفة، وأسهل في نقله واستخدامه.
والبارومير اللاسائلي عبارة عن طبقة مصنوعة من معدني النحاس والبريليوم تخلو من الهواء تنكمش أو تتمدد طبقًا للضغط الجوي الذي يحيط بها.
وهناك أدوات ميكانيكية تُستخدم في قياس درجة تمدد أو انكماش تلك الطبقة.
ونظرًا لسهولة استخدام ونقل هذا الجهاز فهو يُستخدم في قياس الارتفاع للأجهزة المحمولة والطائرات.
ولذلك يكمن الفرق بين البارومتر اللاسائلي والبارومتر الزئبقي في أن الأول يستخدم تمدد المعدن في قياس الضغط الجوي، بينما يعتمد الثاني في قياس الضغط على الجوي على ارتفاع منسوب الزئبق بالأنبوب.

البارومير الرقمي

يتم استخدام جهاز البارومير الرقمي في إظهار البيانات الجوية المعقدة بشكل أكبر دقة وسرعة.
وهناك أنواع من أجهزة البارومير الرقمية تظهر القراءات الحالية بالإضافة إلى القراءات السابقة التي مر عليها من ساعة إلى 12 ساعة وذلك في تنسيق مخطط شريطي أشبه بالبابوجراف.
وتقوم تلك الأجهزة أيضًا بالوصول إلى تنبؤات الطقس بشكل أكثر دقة من خلال إظهارها بيانات مثل الرطوبة والرياح، لذلك يستخدمها علماء الأرصاد الجوية في هذا الغرض.

لماذا يستخدم الزئبق في قياس الضغط الجوي

يُعد استخدام الزئبق بدلًا من الماء عند قياس الضغط الجوي للأسباب التالية:

يتم استخدام الزئبق وليس الماء في قياس الضغط الجوي لأن كثافته أعلى من كثافة الماء بحوالي 14 مرة.
كما أن الزئبق يظل في حالته السائلة في درجات الحرارة الاعتيادية.
ارتفاع درجة غليان الزئبق وبالتالي قلة تبخره.
قراءة قياس الضغط الجوي باستخدام الزئبق أدق من القراءة باستخدام الماء، وذلك لأن قوى التماسك بين ذرات الزئبق أكبر من قوى التماسك بين جزيئات الماء.
يمكن رؤية الزئبق من خلال الزجاج نظرًا للونه الفضي المميز.
تقل درجة تجمد الزئبق عن درجة تجمد الماء.

وحدة الضغط الجوي

هناك أكثر من وحدة قياس يتم استخدامها في التعبير عن الضغط الجوي ومنها:

الملليمتر الزئبقي: وهو يساوي 760 مليمتر من الزئبق، تُستخدم تلك الوحدة في قياس الضغط بالنظام المتري، وهو مقدار الضغط الذي يقع على عمود الزئبق ويجعله يرتفع بالأنبوب.
الباوند: وهو يساوي 14.70 لكل بوصة مربعة.
الداين: وهو يساوي 1,013.25 × 103 ��كل سنتيمتر مربع.
باسكال: وهي تساوي 101,32، أو 1 نيوتن لكل متر مربع، وهي من أصغر وحدات الضغط الجوي، ويُرمز لها بـ pa، وتلك الوحدة تم اشتقاقها من النظام الدولي للوحدات، ويتم استخدام وحدة باسكال في قياسات الضغط القليلة للغازات، مثل قياس فرق الضغط الموجود بأجهزة التنفس الصناعي.
البار: وهي من أكثر الوحدات شيوعًا في أجهزة قياس الضغط، ويتم استخدامها على الأغلب في قياس الضغط المطلق والضغط الجوي، وكل 1 بار يساوي ألف باسكال.

قانون الضغط الجوي

تم وضع قانون الضغط الجوي من أجل تحديد وزن عمود الهواء الواقع على وحدة المساحة في نقطة معينة.
يمكن معرفة الضغط الجوي من خلال قسمة وزن عمود الهواء عند نقطة ما على وحدة المساحة بها.
وبذلك يمكن استنتاج قانون الضغط الجوي ليصبح كالتالي: الضغط الجوي: وزن عمود الهواء / المساحة.
وهناك رموز مُستخدمة في التعبير عن قانون الضغط الجوي وهي:ض=ق/ أ.
ووفقًا لنظام وحدات القياس العالمي فإن وحدة قياس الضغط الجوي طبقًا للقانون السابق ذكره هي نيوتن/متر مربع، وتلك الوحدة هي الباسكال.