بارومتر را برای اندازه گیری فشارهوا به کار می برند. هرچند اصطلاح «به سبکی هوا» به معنای خیلی سبک است اما باید توجه داشت که وزن هوای روی هر متر مربع از سطح زمین معادل ۱۰۰۰۰ کیلوگرم است.
نیروی وارد بر سطح را فشار می نامند. هر بارومتر تشکیل شده است از یک قوطی فلزی تخت و درزبندی شده که درون آن از هوا خالی است. فشار هوا می خواهد قوطی را مچاله کند اما چون فلز خاصیت فنری دارد کاملا مچاله نمی شود.با تغییر فشار هوا جدار فلزی قوطی بالا و پایین می رود. مجموعه ای از اهرم ها حرکت جدار قوطی را به حرکت عقربه ای بر روی صفحه مدرج (شبیه صفحه ساعت) تبدیل می کند.
با بالا رفتن از سطح زمین (مثلا با هواپیما) و همچنین با تغییر شرایط آب و هوا، فشار هوا کم می شود. بارومتر را برای سنجش ارتفاع پرواز هواپیما از سطح زمین و نیز برای پیش بینی وضع هوا به کار می برند. در هواشناسی فشار هوا را بر حسب میلی بار(mb) بیان می کنند. فشار متوسط هوا در مجاورت سطح دریا در حدود ۱۰۰۰mb است. نوع دیگری از بارومتر، فشار سنج یا بارومتر جیوه ای می باشد .
چون ارتفاع ستون جیوه به فشار هوا بستگی دارد پس معیار خوبی برای اندازه گیری فشار هوا است.اگر به جای جیوه از مایعات دیگری استفاده شود چون چگالی سایر مایعات از جیوه خیلی کمترند، باید لوله های شیشه ای با ارتفاع بسیار زیاد انتخاب شود . برای نمونه اگر در بارومتر از آب استفاده شود باید ارتفاع لوله شیشه ای بیش از 10 متر باشد. از طرفی چون فشار بخار جیوه بسیار کم است، بالای ستون جیوه در لوله شیشه ای را می توان خلاء تقریبا کامل در نظر گرفت. اما مایعات دیگر فشار بخار به نسبت زیادی دارند که بر روی تعیین فشار گاز اثر می گذارد.این فشار سنج نخستین بار توسط توریچلی ساخته شده است
توریچلی یک فیزیکدان و ریاضیدان ایتالیایی بود که اساس بارومتر را کشف کرد. او یک لوله شیشه ای دراز و پر از جیوه را که یک سرش بسته شده بود، به صورت وارونه درون ظرفی پر از جیوه قرار داد. فشار هوای موثر بر سطح جیوه درون ظرف، جیوه درون لوله را در ارتفاع 760 میلی متری نگه داشت. وزن ستون جیوه مساوی فشار جو یا اتمسفر بود. اگر چگالی جیوه 13600kg/m^3 شتاب جاذبه و ارتفاع ستون جیوه در سطح دریای آزاد برابر 76 سانتی متر باشد، فشار که ستون جیوه در سطح A ایجاد می کند از رابطه زیر به دست می آید.
P = ρgh
۱۰۵ P = ۱۳۶۰۰ × ۹/۸۱ × ۰/۷۶ = ۱/۰۱ × ۱۰۵= pa
این فشار یک اتمسفر (atm) نامیده می شود. در نتیجه فشار هوا در سطح دریای آزاد برابر ۱۰۵ پاسکال یا یک اتمسفر است. گاهی اوقات به جای محاسبه ρgh فشار را بر حسب ارتفاع ستون جیوه بیان می کنند. بنابراین فشار هوا در سطح دریای آزاد برابر 76CmHg (سانتی متر جیوه) و یا 760mmHg (میلی متر جیوه) است.به عنوان مثال: شهر تهران به طور متوسط در ارتفاع 1400 متری از سطح آزاد دریا قرار دارد، فشار هوا در آن چند میلی متر جیوه و چند پاسکال است.پاسخ: می دانیم که به ازای هر 10 متر یک میلی متر جیوه از فشار هوا کم می شود.
برای آنکه فشار را به پاسکال تبدیل کنیم از فرمول زیر استفاده کنیم.
p = ۱۳۶۰۰
g = ۹/۸
h = ۶۲۰ mm = ۰/۶۰ m
رابطه فشار اتمسفر یک و ارتفاع
با افزایش ارتفاع هوا کمتر شده و وزن و فشار آن کاسته می شود. فشار و چگالی با افزایش ارتفاع کم می شوند. در جدول زیر که توسط NASA ارائه شده رابطه میان ارتفاع و فشار اتمسفر یک نشان داده شده است. هرچند اصطلاح «به سبکی هوا» به معنای خیلی سبک است اما باید توجه داشت که وزن هوای روی هر متر مربع از سطح زمین معادل ۱۰۰۰۰ کیلوگرم است. نیروی وارد بر سطح را فشار می نامند. هر فشار سنج تشکیل شده است از یک قوطی فلزی تخت و درزبندی شده که درون آن از هوا خالی است. فشار هوا می خواهد قوطی را مچاله کند اما چون فلز خاصیت فنری دارد کاملا مچاله نمی شود. با تغییر فشارهوا جدار فلزی قوطی بالا و پایین می رود. مجموعه ای از اهرم ها حرکت جدار قوطی را به حرکت عقربه ای بر روی صفحه مدرج (شبیه صفحه ساعت) تبدیل می کند. با بالا رفتن از سطح زمین (مثلا با هواپیما) و همچنین با تغییر شرایط آب و هوا، فشار هوا کم می شود.کاربرد های فشار سنج
به نظرتان دلیل استفاده از فشار سنج چیست؟ فشارسنج یا Barometer را برای اندازه گیری فشارهوا به کار می برند. فشارسنج را برای سنجش ارتفاع پرواز هواپیما از سطح زمین و نیز برای پیش بینی وضع هوا به کار می برند.
- مراقبت های پزشکی: فشارسنج ها در سیستم های دندانپزشکی و دستگاه های تورم آنژیوپلاستی، تجهیزات بیهوشی، تنظیم کننده
- های پزشکی، تجهیزات تنفسی این تجهیزات در چند سال اخیر مورد استفاده بیماری های ویروسی مانند کرونا قرار گرفت.
- تجهیزات صنعتی: در پتروشیمی ها و معادن برای کارگران جلویی که در معرض صدمات ناشی از نشت یا انفجار هستند، محافظت کنند.
- هواپیما: فشار هوا را بر حسب میلی بار (mb) بیان می کنند. میانگین فشار هوا در مجاورت سطح دریا در حدود ۱۰۰۰mb است.
- انرژی: در صنایع نفت و گاز فشار گاز را اندازه می گیرند.
- خودرو: برای اندازه گیری و نشان دادن میزان سوخت در مخزن سوخت کامیون ها و اتوبوس های سنگین که متکی بر گاز طبیعی مایع یا فشرده (CNG) هستند، استفاده می شود.
انواع فشار سنج:
فشار سنج ها با توجه به شرایط کاری مورد نظر به سه دسته زیر تقسیم می شود:- فشار سنج های آنالوگ
- فشار سنج دیجیتال تفاضلی
- معمولی یا مکانیکی
بهترین دستگاه های فشار سنج دیجیتال موجود در بازار
چند نمونه از بهترین فشارسنج هایی که در صنعت امروز بازار جایگاهی مطمئن برای خود باز نموده اند فشارسنج های کمپانی اکستچ می یاشند. از جمله مدل: HD700 و HD350 و SDL750. دستگاه های فشارسنج مدل ADDITEL ساخت کمپانی ادیتل امریکا یکی از بهترین دستگاه های موجود در عرصه سنجش فشار می باشند. این مدل از دستگاه با سنجش فشار و کارایی و دقت مناسب توانسته است رضایت مشتریان خود را در عرصه تأسیسات کسب نماید.مقاله مرتبط: فشارسنج چیست؟
نظر خود را بنویسید