Popescu Fabrizio Avram Andra Maria Ghebu Andreea Gheorghe Roxana Prof. Mihai Fârtat Prof. Marinela Fârtat Școala cu clasele I-VIII Nr. 4 Rm. Vâlcea

Bibliografie: * “365 de super experimente științifice”, editura Aquila, 2007 * http://gaesti.ablog.ro/2011-09-10/barometru.html#axzz1mTyFUTIO , * http://www.scientia.ro/tehnologie/39-cum-functioneaza-lucrurile/237-ce-este-barometrul.html ,

Atmosfera, care înconjoară globul pământesc, exercită o presiune anumită asupra suprafeței pământului și asupra tuturor oamenilor, animalelor și obiectelor, care se află pe el. Presiunea se măsoară cu barometrul și valoarea ei poate fi exprimată în mai multe unități de măsură, cel mai adesea în milimetri coloană de mercur (torr), dar și în kiloPascali sau atmosfere. Presiunea atmosferică la nivelul mării este de cca. 760 mm coloană de mercur (101325 Pa). De la valoarea de 760 mmHg provine denumirea de atmosferă fizică.

În condiții obișnuite, pe suprafața pământului oscilațiile presiunii atmosferice pot fi extrem de mici: 10-30 mm și oamenii sănătoși le suportă ușor și nu le percep. Dar unii bolnavi sunt foarte sensibili chiar și la astfel de oscilații neînsemnate de presiune. În cazuri aparte se observă devieri considerabile, care pot să apară ca un motiv direct de alterare a sănătății omului.

Aerul este un amestec de azot în proporție de 78,08%, oxigen 20,93%, bioxid de carbon 0,03-0,04%, gaze inerte 1% și cantități variabile de vapori de apă.

Schimbările de gaze dintre organism și atmosferă se efectuează în funcție de presiunea atmosferică la locul respectiv. La variația presiunii, fiecare gaz din acest amestec își va păstra proporția față de celelalte, însă în același volum de aer, numărul moleculelor se va mări atunci când presiunea va crește, sau se va micșora - dacă presiunea va scădea.

Modificările presiunii parțiale a diferitelor gaze ce intră în compoziția aerului atmosferic au consecințe asupra solubilității lor în lichidele și țesuturile organismului și, de rând cu alte modificări, duc la tulburările care apar la acțiunea presiunii atmosferice crescute și scăzute.

Barometrul este un instrument de măsură a presiunii atmosferice. A fost inventat de fizicianul italian Evangelista Torricelli în anul 1643.

Presiunea aerului e condiționată de greutatea aerului

atmosferic. Presiunea atmosferică care are capacitatea de a echilibra

coloana de mercur cu înălțimea de 760 mm la temperatura de 0°C la

nivelul mării și la latitudinea de 45° e considerată normală, egalând cu

o atmosferă. În aceste condiții atmosfera apasă pe 1 cm² de suprafață

a pământului cu greutatea unei mase de aproximativ 1 kg, mai exact

de 1.033 g.

Evangelista Torricelli (1608–1647) a propus o metodă de măsurare a presiunii atmosferice prin inventarea barometrului cu mercur în anul 1643. Barometrul cu mercur este un tub lung de sticlă care a fost umplut cu mercur și apoi răsturnat într-o cuvă cu mercur. S-a determinat astfel foarte ușor că presiunea atmosferică este . Presiunea reală într-un punct într-un fluid se numește presiune absolută. Presiunea relativă (manometrică) se dă fie peste, fie sub presiunea atmosferică.

În anul 1641, fântânarii Marelui Duce din Florența căutau să construiască o pompă aspiratoare care să ridice apa la o înălțime mai mare de 32 de picioare. Pe atunci nu se știa care este forța ce urcă apa în corpul unei pompe și o menține acolo. Ei au construit pompa, dar apa nu s-a urcat mai sus, fapt ce i-a determinat să apeleze la renumitul savant Galileo Galilei, pentru a-l întreba unde rezidă greșeala. Faptul că nu se urca mai sus de 32 de picioare era în contrazicere cu principiul admis pe atunci că „natura are oroare de vid”.

Galileo demonstrase că aerul este greu, dar nu s-a gândit să folosească acest fapt ca să explice insuccesul grădinarilor. Se spune că, nedumerit, le-ar fi răspuns foarte vag că „natura nu are oroare de vid decât numai până la înălțimea de 32 de picioare”.

Preocupat de această problemă, Galileo a încredințat-o lui Torricelli (1608-1647), un renumit fizician italian. Acesta a găsit răspunsul abia în 1643, la un an după moartea lui Galileo, bazându-se tocmai pe descoperirea acestuia din urmă, și anume că nivelul atins de apă în pompa aspiratoare este echilibrat de către greutatea masei de aer care apasă pe suprafața exterioară.

Discutând problema aceasta cu Viviani (1622-1702, matematician și om de știință italian), s-au hotărât amândoi să repete experiența, cu condiția ca să folosească mercur în loc de apă. Aceasta deoarece mercurul, fiind de 14 ori mai greu ca apa se va ridica la o înălțime de 14 ori mai mică.

Viviani a construit un tub lung de trei picioare, închis la un capăt, și a procurat mercurul.

Când totul a fost gata, ei au umplut tubul cu mercur și apoi, ținându-l bine astupat cu degetul, l-au cufundat într-o cuvă cu mercur. Și, într-adevăr, mercurul din tub a coborât până la distanța prevăzută de ei. Tot Viviani a purtat apoi tubul cu mercur la diferite înălțimi și astfel au stabilit un mijloc de măsurare a presiunii atmosferice; cu alte cuvinte, se născuse barometrul

Există mai multe tipuri de barometru, cel cu mercur şi barometrul aneroid, care foloseşte ca element sensibil o capsulă de tablă subţire, ondulată, din interiorul căreia a fost parţial extras aerul, fiind cel mai des întâlnite. Mai rar întâlnit estebarometrul sifon, cu cele două forme ale sale, barometrul sifon simplu şi barometrul Hooke. Cel dintâi constă dintr-un tub de sticlă curbat, cu două braţe, unul lung de aproximativ 90 de centimetri şi închis la capăt, iar celălalt deschis şi lung de aproximativ 20 de centimetri.

Tubul este umplut cu mercur si asezat cu partea închisă în sus. Barometrul Hooke (denumit şi barometru scripete), este de fapt o modificare a barometrului sifon, care foloseşte un indicator conectat la un scripete pentru afişarea valorii presiunii atmosferice (vezi figura de mai jos). Barometrul Hooke poartă numele inventatorului său, Robert Hooke (1635 - 1703), filozof naturalist şi om de ştiinţă englez.

Deşi există surse care vorbesc despre Gasparo Berti ca fiind inventatorul barometrului cu mercur, undeva între anii 1640 şi 1643, fizicianul şi matematicianul italian Evanghelista Torricelli este totuşi menţionat în majoritatea lucrărilor ca fiind cel care a construit primul barometru cu mercur în anul 1643.

Dispozitivul consta dintr-un tub subţire de sticlă lung de aproximativ 80 de centimetri, închis în partea inferioară, umplut cu mercur lichid şi plasat cu partea superioară în jos într-un alt vas plin cu mercur. În funcţie de presiunea atmosferică pe care aerul din mediul exterior o exercita asupra mercurului din vas, nivelul mercurului din tub creştea sau scădea deoarece acesta nu conţinea aer.. Putem acum înţelege şi spusele prezentatorilor de ştiri meteo care vorbesc adesea despre valorile presiunii atmosferice referindu-se la valorile lor prin "milimetri coloană de mercur".

Capsula aneroidului (cum este denumit, simplificat, barometrul aneroid) este făcută dintr-un aliaj de beriliu şi cupru. Capsula sau capsulele (uzual sunt folosite mai multe capsule) sunt vidate şi menţinute la forma iniţială cu ajutorul unui arc foarte puternic. Micile variaţii ale presiunii din exteriorul capsulei produc dilatarea sau contracţia acesteia, mişcări care sunt transferate spre sistemul de pârghii care pune în mişcare acul indicator al aneroidului. Indicatorul se plimbă pe cadranul gradat, unde poate fi citită presiunea atmosferică.

Materiale necesare: Un balon

Un borcan cu gura îngustă

Bandă de cauciuc sau o bucată de ață

Lipici

Un pai

O riglă

Întindem balonul peste gura borcanului. Fixăm balonul cu bandă de cauciuc sau cu sfoară. Apoi lipim paiul orizontal, începând din mijlocul balonului, stfel încât să se extindă dincolo de marginea gurii borcanului, ca în imagine. Atașăm acul cu gămălie de capătul liber al paiului. Montăm la înălțime o riglă sau o fișă marcată pentru a putea urmări mișcările paiului.

Ce se întămplă?

Capătul liber al paiului ( indicatorul ) se mișcă uneori în sus, alteori în jos.

Când presiunea aerului crește, presiunea din interiorul borcanului este mai mică decât cea dinafară. Prin urmare balonul de cauciuc este apăsat jos, și indicatorul paiului se ridică. Când presiunea scade, aerul din interiorul sticlei presează mai tare decât cel din afară.cauciucul este împins în sus și întins, iar indicatorul se mișcă în jos.

Când indicatorul se mișcă în jos, se apropie probabil vremea rea.

Presiunea aerului scade de obicei când se apropie o furtună. Când presiunea aerului crește, este de obicei semn că vremea se va îmbunătăți. Barometrul din balon funcționează aproape ca un barometru aneroid. Un vârf flezibil se ridică și coboară pe măsură ce presiunea aerului se schimbă și mișcă indicatorul pe o scală de pe fața unui instrument.

Când paiul se mișcă în susul riglei numerotate, presiunea este mai mare; când

coboară, presiunea este mai mică.

Balonul

Borcanul

Paiul

Rigla

La salvarea piloților de avion

Mayday! Mayday! Air Force

One, către bază!

S-a stricat altimetrul!

Aici baza! în partea din stânga aveți un barometru care s-ar putea să vă ajute!

Barometrul indică o

scădere de presiune

deci pierdem altitudine!

SOS!! Am intrat într-o

zonă cu nori!

Trebuie să revenim la altitudinea normală!

Barometrul indică o

creștere de presiune deci

pierdem altitudine!

Am ieșit din zona fără vizibilitate.

Pământul este foarte aproape. Daca nu

aveam acest barometru ne-am fi

prăbușit!

SFÂRȘIT