انتشار این مقاله


دستاوردهای عظیم (۴): فشارسنج جیوه‌ای

در گذشته فکر می‌کردند که هوا وزن ندارد زیرا کیلومترها جو بالای سر خود را حس نمی‌کنیم.

در آغاز تاریخچه‌ی بارومتر (فشارسنج هوا)، یعنی قرن هفدهم فشارسنج صرفا یک وسیله‌ی آزمایشی در آزمایشگاه بود و اصولاً برای سنجش فشار هوا استفاده نمی‌شد. کاربرد این وسیله برای ایجاد خلأ موردنظر در بالای ستون مایع بود. در طول زمان، از ایجاد اولین فشارسنج تا پذیرش فشارسنج به عنوان وسیله‌ای برای اندازه‌گیری فشار هوا، بحث‌ها از طریق نامه از سرتاسر مرزها عبور و بزرگترین ذهن‌های تاریخ روی آن کار کردند تا پدیده‌ی مشاهده شده در آزمایش‌های فشارسنجی را توجیه کنند.


نام اختراع: فشارسنج جیوه‌ای

مخترع: اوانجلیستا توریچلی

سال اختراع:۱۶۴۳


در گذشته (مخصوصاً طرفداران ارسطو) فکر می‌کردند که هوا وزن ندارد زیرا کیلومترها جو بالای سر خود را حس نمی‌کنیم. حتی گالیله نیز بی‌وزنی هوا را به عنوان یک حقیقت ساده پذیرفت. Evangelista Torricelli، ریاضیدان و دانشمند ایتالیایی، این فرضیه را زیر سوال برد و پیشنهاد کرد که هوا وزن دارد. این وزن هوا است که ستون آب را به سمت پایین فشار می‌دهد نه نیروی جاذبه‌ی خلأ.

به عقیده‌ی او سطح آب که در ۳۴ فیت (۱۰.۴ متر) ثابت بود بازتاب نیروی وزن هوا است که به آن وارد می‌شود. به عبارت دیگر، او فشارسنج را به وسیله‌ی تعادل و ابزار اندازه گیری معرفی کرد نه صرفاً وسیله‌ای برای ایجاد خلأ. بنابراین می‌توان گفت که او اولین مخترع فشارسنج‌های امروزی است.

ایده‌ی استفاده از یک مایع سنگین‌تر، احتمالاً متعلق به  Torricelli نبوده است و گالیله پیشنهاد استفاده از شراب یا جیوه را داده است. با این وجود Torricelli اولین کسی بود که به طور جدی آن را مورد آزمایش قرار دارد.

در اوایل سال ۱۶۴۴ یکی از دوستان Torricelli آزمایش او را انجام داد و مشاهده کرد که جیوه (که چهارده بار سنگین‌تر از آب است) در ارتفاعی چهارده بار کمتر از آب متوقف شد. بنابراین، ایده‌ی Torricelli  که وزن هوا باعث توقف مایع می‌شود تأیید شد.

Torricelli همچنین متوجه شد که سطح مایع هر روز کمی تغییر می‌کند و نتیجه گرفت که این به دلیل تغییر فشار در جو است. او می‌گوید:

 ما در کف اقیانوسی از هوا زندگی می‌کنیم که وزن داشتن آن بی چون و چرا با آزمایش‌های مختلف اثبات شده است.

بارومتر جیوه‌ای پایه‌ای از یک لوله‌ی شیشه‌ای تشکیل شده بود که یک طرف آن بسته و با جیوه‌ی خالص پر شده بود. سپس این لوله را به طور معکوس داخل یک تشت پر از جیوه که مخزن نامیده می‌شود وارد می‌کنند. جیوه به آرامی پایین می‌آید و بالای آن خلأ ایجاد می‌شود. فشار هوا بر روی سطح جیوه‌ی مخزن مخزن از ستون مایع لوله پشتیبانی می‌کند. هر چه ارتفاع از سطح دریا بیشتر شود فشار هوا و در نتیجه ارتفاع مایع پایین‌تر می‌آید.

طراحی فشارسنج جیوه‌ای باعث بیان فشار جو در اینچ شد: فشار به عنوان سطح جیوه در ستون عمودی در نظر گرفته می‌شود. یک اتمسفر برابر با ۲۹.۹ اینچ جیوه است. استفاده از این واحد هنوز در ایالات متحده محبوبیت دارد، اگرچه واحدهای SI و متری در سایر نقاط جهان رایج است. این نوع فشارسنج‌ها معمولا می‌توانند فشار جو را در محدوده‌ی بین ۲۸ تا ۳۱ اینچ جیوه اندازه‌گیری کنند.

بازومتر معمولاً برای پیش‌بینی هوا نیز به کار می‌رود. فشار بالای اتمسفر در یک ناحیه به معنای آب‌وهوای نسبتاً خوب و آرام است. از سوی دیگر، فشار پایین اتمسفر، به معنای احتمال وقوع طوفان است. وقتی فشار هوا پایین باشد مقاومت کمتری در برابر تغییر جوی وجود دارد.

فاطمه مسیب‌پور


نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید