Если вы хотите заранее знать о переменах погоды, то можно сделать барометр своими руками. Этот прибор показывает изменения атмосферного давления, по колебания которого можно предсказать погоду.
Так, если атмосферное давление падает, то возможны осадки и погода ухудшится, и наоборот, если атмосферное давление растет, то можно говорить об улучшении погоды. Конечно, можно доверять сводкам гидрометцентров или смотреть погоду на погодных сайтах, но лучше иметь в доме подобный прибор и ориентироваться на его показания.
Барометры выпускают и продают разных видов, но сделать приспособление, реагирующее на колебания атмосферного давления, можно и в домашних условиях.
Эти интересные «штучки» помогут вам ориентироваться в погоде, причем для их изготовления их не требуются сложные технологии или материалы. Оказывается, некое подобие барометра можно сделать даже из еловых веток.
Еловый барометр
Издавна охотники Сибири знают, что ветки хвойных деревьев имеют свойство опускаться перед осадками и пониматься в преддверии солнечной ясной погоды. Даже сухие еловые ветки сохраняют эту особенность, поэтому из них можно делать природные барометры, которые будут показывать изменения погоды часов за 8-12 до перемен.
Для изготовления такого барометра необходим кусок ствола сухого небольшого деревца (длиной 25-30 см) вместе с веткой длиной 30-35 см. Ствол с веткой очищают от коры и прикрепляют к дощечке, которую вешают на стенку. При этом ветка должна располагаться так, чтобы при опускании-поднимании свободного конца ветки он перемещался параллельно стенке и не задевал ее. Поднятие ветки сигнализирует о ясной погоде, а опускание – к ненастью.
Можно даже прикрепить на дощечке металлическую или фанерную шкалу с рисками через 1 сантиметр. Через некоторое время использования уже можно будет определить возможности ветки и подписать показатели «осадки», «переменно», «солнечно»
Барометр из лампочки
Для этого барометра понадобится перегоревшая лампочка накаливания. В начале цоколя с резьбой просверливают отверстие диаметром 2-3 мм. Сверлить надо аккуратно и с минимальными усилиями, чтобы не треснуло стекло. Через получившееся отверстие заливают чистую воду до половины колбы. В нее надо добавить 2-3 капли чернил.
Далее ждут, пока просохнут внутренние стенки колбы, и подвешивают лампочку-барометр между оконными рамами окна, желательно с северной стороны. Если окна располагаются с южной стороны, то лампочку надо подвесить вверху окна. Уже через несколько часов можно снимать показания.
- Если внутренние стенки покрылись мелкими капельками конденсата, то будет облачная погода без осадков.
- При капельках средней величины, между которыми образовались сухие вертикальные полосы, ожидается переменная облачность.
- Крупные капли возле поверхности воды в лампочке и сухая горловина говорят о том, что осадки пройдут стороной.
- Капли воды на северной стороне колбы говорят о дожде на следующий день во второй половине.
- Если лампочка изнутри покрыта крупными каплями конденсата, то будут кратковременные дожди. А если капли укрупняются и стекают вниз, то скорее всего будет гроза.
- Если стенки лампочки совершенно сухие, то будет хорошая погода
Пользоваться таким барометром можно весной, летом и осенью при температуре выше нуля.
Барометр из пихты
Срезают пихтовую веточку длиной 10-12 см. С нее удаляют иголки, кроме одной. Веточку прикрепляют к дощечке так, чтобы пихтовая иголочка могла свободно опускаться и подниматься.
Дощечку с веточкой и иглой надо поднести к духовке, чтобы с нее испарилась влага. В этом случае игла поднимается верх и надо будет сделать отметку «солнечно» с цифрой 1. Потом надо поднести приспособление к пару, и когда игла опуститься вниз, то отмечают цифру 10 и пишут «Дождь». Между этими отметками размечают риски на десять делений.
Самодельный барометр нужно расположить в затененном месте, вдали от прямых солнечных лучей. Такое устройство можно соорудить во время похода и заранее узнавать об изменениях погоды, ориентируясь на положение маленькой пихтовой иголочки.
Барометр из еловой шишки
Даже из еловой шишки можно сделать барометр. Это устройство может предсказывать изменения погоды за несколько часов. Для изготовления такого самодельного барометра необходимы дв деревянные ровные дощечки и сухая сосновая шишка.
Из дощечек вырезают два элемента: квадрат основания со стороной 70 мм и боковину размерами 70х150 мм. Торцы заготовок обрабатывают крупным напильником и зачищают поверхности дощечек шлифовальной бумагой. Соединяют элементы с помощью клея и закрепляют мелкими гвоздиками так, как показано на рисунке. Из картона или плотной бумаги вырезают шкалу делениями и обозначениями солнечной и дождливой погоды. У боковины закрепляют к основанию большую сухую еловую шишку. К одной из ее чешуек снизу приклеивают сухую соломинку с бумажной стрелочкой на конце.
Прибор будет работать, основываясь на том, что чешуйки еловых шишек прижимаются плотно друг к другу при влажном воздухе и наоборот раскрываются в сухую погоду. Самодельный барометр надо поставить на балконе или за окном, и с его помощью можно будет легко определить, будут ли сегодня осадки или солнечная ясная погода.
Барометр из бутылки
Для такого самодельного прибора понадобится прозрачная бутылка, стеклянная трубка и пробка. Бутылку заполняют дистиллированной водой на треть. Для лучшей видимости воду можно подкрасить, а используют дистиллированную воду из-за того, что обычная может через некоторое время испортится. В пробке вырезается отверстие, в которое вставляется стеклянная трубка. Отверстие вокруг трубки замазывается пластилином или герметиком. Пробкой с трубкой затыкают бутылку, и самодельный барометр готов. При изменении атмосферного давления будет изменяться уровень воды в трубке. Когда из трубки начнут выделяться пузырьки воздуха, это будет означать, что атмосферное давление высокое и погода будет ясной. Если вода будет выливаться через верхний конец трубки, то давление низкое и погода будет дождливой.
Домашний гидрометцентр
Самодельный гидрометцентр можно сделать с помощью двух термометров. Один из них обматывается влажной ватой или тканью и опускается в банку с водой. Необходимо следить, чтобы он постоянно был влажным. По приведенной ниже таблице сравнивают показания обоих термометров и определяют погоду.
Разинкин Владимир, Лосев Никита, Бондарь Дарья
БАРОМЕТР СВОИМИ РУКАМИ
с. Ягуново
Содержание
Введение……………………………………………………………………………3
1 Теоретическая часть……………………………………………………………5
История происхождения барометра………………………………………5
Варианты изготовления барометра в домашних условиях………………5
Барометр своими руками……………………………………………………9
Проведение эксперимента…………………………………………………10
Вывод………………………………………………………………………10
Практическая часть…………………………………………………………9
Заключение………………………………………………………………………11
Список литературы………………………………………………………………12
Приложения………………………………………………………………………13
Введение
Часто для того, чтобы узнать погоду на следующий день, мы слушаем прогноз погоды. Из него мы узнаём о предполагаемой температуре, наличии осадков, скорости ветра и атмосферном давлении.
Тема нашей работы является актуальной, потому что каждый из нас, прежде чем выйти на улицу хочет знать, а что там за окном? Доказательством актуальности нашей темы является анкетирование, которое мы провели среди учащихся Ягуновской школы. Каждый из опрошенных, хочет узнать, какая погода, прежде чем выйти на улицу. 25 человек из 35 участников анкет не знают, как сделать барометр своими руками, но хотели бы научиться.
Каждый день мы сталкиваемся с удивительными явлениями: например, с силой, которая действует благодаря воздуху.
Нас заинтересовало: «На что влияет атмосферное давление? Почему о нём сообщается в прогнозе погоды?» Оказалось, что с изменением атмосферного давления связано изменение погоды. Если давление повышается, то можно ожидать ясной погоды, а если понижается, то пасмурной. Изменение атмосферного давления сказывается и на самочувствии людей, страдающих гипертонией.
Можно ли создать прибор для наблюдения изменения атмосферного давления своими руками?
Мы решили, поиграем в метеорологов! Они измеряют атмосферное давление, потому что оно показывает перемещение воздушных масс, которые влияют на погоду.
Объект исследования: атмосферное давление и способы его измерения.
Предмет исследования: прибор для измерения атмосферного давления
Гипотеза: можно создать прибор для наблюдения изменения атмосферного давления в домашних условиях.
Цель: изготовление прибора для наблюдения изменения атмосферного давления своими руками.
Задачи исследования:
Проанализировать литературу по данной теме;
Изучить, кто первый разработал барометр;
Познакомиться с вариантами изготовления барометров;
Проанализировать работу барометра в домашних условиях.
Планируемый результат: Определение атмосферного давления с помощью барометра сделанного своими руками.
Теоретическая часть
История происхождения барометра
Для измерения атмосферного давления были изобретены приборы, которые называются барометрами . ( Слово барометр происходит от двух греческих слов: барос – тяжесть, метрео – измеряю)
Первый барометр был изобретён учёным в XVII веке . Ртутный барометр, изобретенный Торричелли, очень неудобен в обращении и опасен. В жидкостных барометрах давление измеряется высотой столба жидкости () в трубке, запаянной сверху, а нижним концом опущенной в сосуд с жидкостью (атмосферное давление уравновешивается весом столба жидкости). Ртутные барометры - наиболее точные, они используются на .
Б.Паскалем в 1646 году был создан водяной барометр, но его размеры оказались очень большими. Высота такого барометра более 13 м.
В практике для измерения атмосферного давления используют металлический барометр, называемый ом . ( Анероид в переводе с греческого–безжидкостный. Так барометр называют потому, что он не содержит ртути). Он показывает атмосферное давление, действующее на гофрированную тонкостенную металлическую коробку, в которой создано разрежение. При понижении атмосферного давления коробка слегка расширяется, а при повышении – сжимается и воздействует на прикрепленную к ней пружину со стрелкой.
Мы посмотрели различные источники, в которых описывалось создание прибора своими руками. Самые простые в изготовлении барометры, следующие:
Варианты изготовления барометра в домашних условиях
Барометр из еловой шишки
Чтобы сделать простейший прибор, предсказывающий погоду на несколько часов вперед, понадобятся две ровные деревянные дощечки. Для основания надо вырезать квадрат со стороной 70 мм, а для боковинки прямоугольник 70x150 мм.
Запилить торцы крупным напильником, а затем всю поверхность зачистить наждачной шкуркой. Соединить их на клею, укрепив мелкими гвоздями, как показано на рисунке. Из плотной бумаги надо вырезать шкалу, нарисовать на ней деления и два знака: солнце и зонтик. У самой боковины прикрепить к основанию крупную сухую сосновую шишку. К одной из нижних ее чешуек надо приклеить сухую соломинку с бумажной стрелкой на конце. (Приложение 1. Рис.1)
Надо срезать веточку длиной 10-12 см молодой пихты с иголками. Все иголки с нее удалить, кроме одной. И она станет барометром.
Для этого надо прикрепить веточку двумя маленькими гвоздиками к дощечке из фанеры, дерева или оргстекла. Единственное требование, чтобы пихтовая игла могла свободно отклоняться вверх-вниз.
Затем надо поднести иглу к горячей печке, духовке или поместить недалеко от газовой горелки... Влага с поверхности веточки очень скоро испарится, а игла поднимется вверх. Сделать на дощечке отметку - 1, а потом написать "Солнечно".
Далее поднести дощечку к пару от кипящего чайника - игла, наоборот, опустится вниз. Сделать отметку - 10, а потом написать "Дождь". Остается только проградуировать наш барометр на 10 частей.
Барометр надо вывесить в тени, чтобы прямые лучи на него не попадали. Все готово. Теперь, выходя из дома, мы можем прогнозировать и солнечный день, и дождь в зависимости от положения единственной иглы молодой пихты. (Приложение 1, Рис.2)
Барометр из жестяной масленки
Такой барометр можно сделать из маленькой жестяной масленки с параллельными боковыми сторонами.
Надо подобрать пробку, которая бы плотно закрывала единственное отверстие будущего барометра. До того как поставить пробку на место, в ней необходимо проделать отверстие такого диаметра, чтобы пропустить сквозь него прозрачную трубку-соломинку для коктейлей. Впрочем, лучше применить стеклянную трубочку с внутренним диаметром отверстия 1,5 - 2,0 мм. Ёмкость на 2/3 заполняется подкрашенной водой, в отверстие вставляется трубка с пробкой, в трубке при этом должно содержаться немного той же подкрашенной воды. При повышении атмосферного давления уровень жидкости в трубке будет подниматься, и наоборот. Такой барометр надо закрепить на подставке с вертикальной линейкой. От градуировать его можно, снимая показания с настоящего барометра. Вместо металлической емкости можно применить любую маленькую стеклянную бутылочку. После заполнения подкрашенной водой и установки пробки с трубкой, долейте в трубку немного воды. Так как корпус барометра жесткий, при повышении давления уровень воды будет понижаться, при понижении - повышаться. (Приложение 2. Рис. 3)
Барометр из стеклянной бутылки
Для того чтобы изготовить барометр, нам необходимо иметь 3 простые вещи :
Стеклянную бутылку, объемом 0.5 литра
Стеклянную трубку
Резиновую пробку с отверстием для трубки
Внизу трубка не должна касаться дна бутылки на 15-20 мм.
Вверху должна торчать из пробки на 35-45 мм.
Бутылку следует до половины заполнить водой, желательно дождевой.
Если водяной столб в трубке внизу - атмосферное давление высокое, вверху-низкое. Бывает, что переливает через верх - очень низкое атмосферное давление. (Приложение 2. Рис. 4)
Барометр из лампочки
Надо взять перегоревшую электрическую лампочку, и там, где начинается цоколь с резьбовой частью, аккуратно просверлить небольшое отверстие диаметром 2-3 мм. Сверлить нужно очень осторожно, прикладывая минимальное усилие, иначе баллон может треснуть или разбиться . Когда отверстие будет просверлено, залить в него водопроводную воду, заполнив стеклянную колбу до половины. Затем добавить в нее две-три капли чернил или туши и перемешайте. Барометр готов. Остается подождать, пока внутренняя стенка колбы просохнет, и подвесить барометр между оконными рамами. Лучше всего с северной стороны, где на него не будут попадать прямые солнечные лучи. Если же окна выходят на юг, установите в верхней части окна. Через несколько часов можно снимать показания. Наш барометр может предсказывать погоду за сутки достаточно полно.
Практическая часть
2 .1Барометр своими руками
Дома у нас прибора для наблюдения за атмосферным давлением нет, и поэтому мы решили сделать прибор своими руками из подручных средств.
Оборудование
Для того чтобы изготовить барометр, необходимо иметь:
банка стеклянная с широкой горловиной ,
воздушный шарик ,
резинка ,
трубочка ,
лист А4 ,
скотч ,
ножницы ,
краски. (Приложение 4. Рис.6)
План создания
Вырезать из воздушного шарика кружок чуть больше, чем диаметра банки.
Натянуть вырезанный кружок на горлышко и закрепить его с помощью резинки.
Обрезать кончик соломинки наискосок и заострить один из ее концов.
Закрепить с помощью клейкой ленты другой кончик соломинки скотчем посередине натянутой резиновой пленки.
Закрепить лист бумаги около банки так, чтобы острие соломинки его слегка касалось. После этого отметь «ноль» в том месте, где соломинка касается листа. Ниже и выше этого значения с интервалом в 1 мм отметить цифры 1, 2 и 3.
Принцип работы
1) При увеличении атмосферного давления пленка прогибается вниз, соломинка поднимается вверх и указывает «Ясно».
2) При уменьшении атмосферного давления плёнка поднимается вверх, соломинка – вниз и показывает «Пасмурно». (Приложение 5. Рис. 7)
2.2 Проведение эксперимента
Мы решили провести эксперимент, чтобы убедиться правильно ли работает прибор. Ежедневно в 8 30 ч. мы фиксировали ПОКАЗАНИЯ своего прибора и заносили результат в таблицу, затем наблюдали за погодой в течение дня, записывая результат в столбец «ПОГОДА». (Приложение 5. Таблица 1)
После проведения двухнедельного эксперимента значения показателей прибора и погоды совпали, что подтверждает правильную работу созданного прибора.
Вывод
Барометр, который у нас получился, показывает изменение давления снаружи банки. Если давление повышается, то воздух начинает давить сверху на резиновую крышку банки и соломинка поднимается. И наоборот, если давление понижается, то воздух давит на чувствительную мембрану изнутри банки и соломинка опускается.
Точные показатели атмосферного давления на таком барометре не увидишь, так как мембрана натянутого шарика не достаточно тонка и чувствительна. Трубочка опускается и поднимается всего на одно деление, но повышение и падение атмосферного давления видно очень хорошо. Эти результаты совпадали с объявлениями о погоде.
Наблюдения показали : При повышении атмосферного давления, погода была ясной, солнечной. При понижении давления – пасмурной и ненастной.
С помощью построенного нами прибора можно прогнозировать погоду.
Проводить данные опыты не сложно, но интересно. Они безопасны, просты и полезны. Наш барометр предупреждает близких об изменении атмосферного давления, и они вовремя принимают меры. Нас не застанет врасплох ненастье.
Заключение
За период работы над проектом мы изучили разную литературу, которая помогла нам сделать свой прибор по определению атмосферного давления. В процессе эксперимента мы наблюдали за работой нашего барометра и, основываясь на его показания, научились предсказывать погоду на ближайшие сутки. Теперь мы знаем, что этот дорогостоящий прибор можно изготовить своими руками в домашних условиях. На этом наше исследование не окончено, и в дальнейшем мы планируем изготовить другие варианты барометров из подручных материалов и опробовать их в работе. Новые исследования впереди!
Список литературы
Книга экспериментов. Просто о сложном/Пер. с итал. И.Гурьянова. – [Текст] М.: Эксмо, 2013. – 128с.
Детская энциклопедия “Хочу все знать” // [Текст] М. “Планета детства” – 2003.– С. 260–261.
Новая энциклопедия школьника //– [Текст] М. “Махаон”.– 2009.– С. 128 – 129.
Приложение 1
Рис. 1 Барометр из еловой шишки
Рис.2 Барометр из пихты
Приложение 2
Рис.3 Барометр из жестяной масленки
Рис.4 Барометр из стеклянной бутылки
Приложение 3
Рис.5 Барометр из лампочки
Приложение 4
Рис. 6 Оборудование для изготовления барометра
Приложение 5
пасмурно
Рис.7 Принцип работы барометра
ДЕНЬ
ПОКАЗАНИЯ
ПОГОДА
Понедельник(24.02)
Ясно
Солнечно
Вторник(25.02)
Ясно
Солнечно
Среда(26.02)
Пасмурно
Облачно, снег
Четверг(27.02)
Ясно
Солнечно
Пятница(28.02)
Пасмурно
Облачно
Суббота(01.03)
Пасмурно
Облачно
Вторник(04.03)
Пасмурно
Облачно
Среда(05.03)
Ясно
Солнечно
Четверг(06.03)
Ясно
Солнечно
Пятница(07.03)
Пасмурно
Облачно
В этом видеоуроке покажем, как сделать барометр в домашних условиях всего за несколько минут. И это вполне работоспособный прибор, который очень пригодится, например, рыболовам, людям, которые планируют пойти в поход, садоводам.
Для изготовления барометра нам понадобятся:
Пробка от полиэтиленовой бутылки.
ПЭТ бутылка от чернил, которая используется для заправки принтера.
Обломок полотна ножовки по металлу.
Клей 88.
ПВХ трубка диаметром 4 мм.
Шприц.
Банка с крышкой.
Нужно учесть, что чем тверже бутылка, тем лучше она подходит для работы. При использовании слишком пластичной емкости барометр не будет работоспособным, так как давление во внешней среде будет равно давлению внутри банки, в то время как для работы барометра нужна разница давлений вне и снаружи. В данном видеоуроке использована ПЭТ бутылка, так как она более доступна, чем стеклянные бутылки из под шампанского. Можно также использовать стеклянные банки для закатки, сначала их закупорив и затем впаяв в крышку трубку.
Можно трубку заменить на трубку от пасты шариковой ручки, она также будет работать.
Рассмотрим на примере подобного барометра, сделанного из 2-литровой бутылки, как ориентироваться по данному прибору с предсказанием дождя. Столб воды колеблется в пределах 50 см. Если условно разделить это расстояние на три части, то можно предвидеть изменение погоды по такому правилу: чем ниже столб воды, тем яснее погода.
Если столб воды находится в нижней трети, то дождя точно не будет в ближайшие два дня. Если столб воды в верхней трети, то вероятность дождя высокая. Также имеет значение скорость движения водяного столба: если столб находится в нижней трети и за пару дней подскочил до верхней трети, то скорее всего будет сильная буря.
Нужно помнить,что барометр чувствителен к перепадам температур. Поэтому лучшим местом для него будет погреб или жилая комната с постоянной температурой.
Если барометр показывает ясную погоду, чтобы не напекло голову, позаботьтесь о своем здоровье, а в этом вам поможет . Что еще можно ?
Как сделать водяной барометр Паскаля
Специально для Marzena: опыт подходит для студентов третьего класса, которым нужно построить простую камеру.
Опыт для жителей города – проводится в здании высотой не менее четырех этажей.
Целевая группа:
от детского сада до средней школы.
Цели обучения:
гидростатическое давление, атмосферное давление, простые уравнения, графики, экспериментальная методология, плотность, свойства воды, погодные явления.
Опыт:
Мы строим водяной барометр Паскаля, и в течение нескольких дней мы наблюдаем указания, сравнивая их с метеорологическими наблюдениями и метеорологическими отчетами.
Оборудование:
– здание: наше окно должно быть расположено на высоте 11-12 м над землей, если мы будем жить выше, то мы должны спросить кого-то, кто живет на четвертом этаже ниже нас, мы также можем установить барометр внутри здания – на лестничной клетке;
– пластиковая прозрачная, мягкая трубка диаметром 3-5 мм (приобретается в технических магазинах), нам нужно около дюжины метров;
– прочный пружинный зажим для этой трубки (имеется в техническом магазине);
– пластиковая бутылка емкостью 0,3-0,5 литра;
– проволока, клейкая лента и т. д. для крепления;
– некоторые чернила;
– свеча;
– измерительная лента – не менее 12 м;
– Интернет (вики, метеорологические службы);
– если у нас есть, для сравнения результатов полезно использовать электронный барометр.
Мы строим барометр:
В колпачке бутылки сверлите отверстие диаметром, более или менее похожим на нашу трубку. В самой бутылке, рядом с шеей, мы также делаем отверстие диаметром несколько мм, что позволяет выравнивать давление снаружи и внутри бутылки. Около 20 см от конца трубки мы привязываем к ней проволочную петлю (скрепку) и тщательно нагреваем пламя свечой, чтобы проволока расплавилась в трубку, но не пробила ее. Пробиваем трубку через отверстие в пробке так, чтобы на внутренней стороне вилки находилось около 20 см, а встроенная проволочная петля забивалась с пробкой. Бутылку заполняют кипяченой (всегда свежей варкой: для удаления воды, растворенной в воде) чернила, окрашенные водой, закрытая крышка (труба достигает более или менее дна бутылки) и всасывают воду во всю длинную трубку, пытаясь не пить.
Верхний конец трубки – один с зажимом – прикреплен к оконным или балконным рельсам на 4-м этаже. Мы осторожно опускаем бутылку. Он должен быть расположен примерно на 10,5 м ниже верхнего конца трубки. Трубу не нужно размещать вертикально или прямо – ее можно, например, просверлить лестницей. В этот момент уровень воды на верхнем конце начнет падать (вакуум будет создан над концом водного столба).
Мы устанавливаем бутылку на балкон соседнего 4-го этажа под нами или на перила, если мы отстегнем наш барометр на лестничной клетке. Мы измеряем вертикальное расстояние от конца трубки до уровня воды в бутылке и отмечаем уровень «10 м» на верхнем конце. Если трубка работает наклонно, или если она немного подвешивается, мы должны измерять разницу в уровнях, а не расстояние вдоль трубки. На верхнем конце трубки мы добавляем градуировку или прикрепляем к ней линейку, чтобы мы могли читать уровень воды в диапазоне около 0,5 м в обоих направлениях от текущего уровня с точностью до 1 см.
Курс эксперимента: в течение нескольких дней, каждый день (или каждые несколько часов) мы наблюдаем и записываем результаты уровня воды в нашем барометре. Зная плотность воды, мы преобразуем их в давление, выраженное в hPa. Мы объясняем, откуда взялось традиционное устройство атмосферного давления: «мм рт. Ст.» – чтобы у нас была труба, заполненная ртутью, а не водой. Мы сравниваем результаты, полученные с измерением электронного барометра и метеорологических отчетов (я рекомендую сайт ICM UW). Помните, что метеорологические отчеты не дают абсолютного давления, но снижаются до уровня моря – мы объясняем, что такое сокращение состоит и рассчитано коррекция для нашего города.
С более продвинутыми учениками средней школы мы обсуждаем и учитываем влияние температуры (изменение плотности воды) на наше измерение как коррекцию.
Мы обсуждаем важность атмосферного давления для погоды. Мы объясняем механизмы формирования и поддержания областей высокого и низкого давления и типичных погодных явлений.
Историческое истребление:
Мы говорим о барометре, построенном Блейзом Паскалем на стене многоквартирного дома в Руане, и диктовке о том, как местный тавернер дал Паскалю баррель бургундского вина, чтобы заполнить его барометром вместо воды, цель «научного доказательства его качества», Оказалось, что вино – чуть светлее воды – имеет свой уровень в барометре немного выше, чем вода в трубке рядом с ним, так что это супер.
Мы можем участвовать в более обширном отступлении от широкого вклада Паскаля в математику, физику и философию – вплоть до религии.
Конечно, мы объясняем, где используется используемая сегодня единица давления: «Паскаль» Па.
Использование:
Барометр можно использовать в течение весенне-осеннего сезона (морозы будут его испортить), и если он установлен внутри здания – это зима. Мы можем использовать его для практических целей: «Планируем ли мы полевую деятельность завтра? Нет… лучше нет, потому что давление падает, может дождь ».
Я предупреждаю вас об упрощении таких понятий, как «давление падает – будет дождь», но я рекомендую вам проверять такие частично законные зависимости на практике и показать это как пример закона, который, хотя он не работает на 100%, но позволяет вам провести значительную вероятность. Несколько (несколько месяцев) наблюдений могут использоваться как иллюстрация и введение в концепцию корреляции – это для учеников, не имеющих высшего образования. Но нам не нужно сопоставлять младшего со всем математическим формализмом: пример проверяемости прогнозов погоды идеально подходит для введения законов, которые дают истинные статистические предсказания, хотя и не обязательно в отдельных случаях.
Очень редко, что с увеличением давления дождь будет падать, кроме кратковременного дневного шторма, – и если что-то подобное произойдет – у нас будет возможность читать лекции о довольно редкой аномалии погоды и ее источниках (на веб-сайте метеослужбы ICM доступны очень тщательно и легко написанные «синоптические комментарии», обновляемые каждое утро и объясняющие текущую погодную ситуацию доступным способом).
Техническое обслуживание:
Если мы используем барометр более чем на несколько дней, мы должны пополнить воду в нашей бутылке, когда она испарится. В зависимости от типа трубки каждую неделю или несколько недель мы также должны разобрать все наше устройство, наполнить его свежей (отварной) водой и переустановить. Это вызвано диффузией газов из воздуха через стенки трубки и возможными утечками на зажиме, закрывающем трубку, которая разрушает вакуум выше уровня воды. После такого «обновления» вакуума стоит написать разницу в уровне воды до и после этой операции – и если это важно, сделайте соответствующую коррекцию (в зависимости от даты измерения).
Если барометр будет использоваться дольше, особенно если он установлен на солнечной стене здания, стоит добавить в воду какое-то средство против водорослей – его можно купить в садоводческом магазине.
То, что мы поняли из урока:
мы уже знаем, что атмосферное давление зависит от высоты – чем оно выше, тем ниже. Давление на какой высоте измеряется нашим барометром? На высоте нашего окна, где заканчивается водяной столб в трубке? На уровне первого этажа, где находится бутылка? Где-то между?
Ksawery
Stojda
Репетитор, физик
Здравствуйте, друзья!
Сегодня я расскажу вам, как сделать барометр собственными руками. Изготовить его несложно, времени потребуется немного, экзотических материалов тоже не потребуется. Читающим эту статью папам – советую привлечь к изготовлению свое чадо – ребенок будет увлечен не только на время изготовления, но и еще несколько дней спустя, когда будет едва проснувшись бежать смотреть на показания собственноручно изготовленного барометра и предсказывать вам погоду на предстоящий день. Короче говоря, изготовление барометра из подручных средств — очень неплохой вариант реализации домашнего эксперимента для любознательного ребенка. Если хотите познакомиться с историей происхождения барометра, его типами и принципом работы – загляните в мою предыдущую .
Итак, приступим. К слову сказать, своими руками можно сделать различные барометры. Но сегодня мы с вами рассмотрим, как изготовить жидкостный барометр. Для этого нам потребуется сосуд, пробка и трубочка. Ну и немного вспомогательных материалов вроде скотча, клея, пластилина и красителя.
В качестве сосуда лучше всего использовать стеклянную прозрачную бутылку. Пластиковая не подойдет, т.к. емкость должна быть жесткой, чтобы противостоять атмосферному давлению не деформируясь.
Пробка может быть любая обеспечивающая герметичность. Подойдет как готовая, так и самодельная, например, из свернутой в рулончик изоленты.
В качестве трубочки я взял кусок медицинской капельницы. Трубка должна быть достаточно длинная или широкая (почему – объясню позже). Коктейльная, например, не годится, она узкая и короткая.
Готовим раствор, который будет служить нам индикатором атмосферного давления. Можно использовать простую воду, но за прозрачной жидкостью наблюдать не очень удобно. Поэтому я в воду добавил немного перманганата калия (марганцовки). Можно использовать также пищевые красители.
Наливаем раствор в бутылку примерно наполовину.
Теперь изготавливаем узел индикатора. Его роль выполняет прозрачная трубка длиной желательно не менее метра. Почему нельзя брать короткую трубку? Поясним это расчетами. Предположим, что мы хотим, чтобы наш барометр хорошо фиксировал изменение атмосферного давления в пределах 40 мм ртутного столба – от 740 до 780 мм. В этом случае величина относительного изменения атмосферного давления составит:
ΔP=(P 2 -P 1)/P 1 ΔP=(780-740)/740=0.054
В таком же соотношении изменится и объем воздуха в нашем сосуде. Если в сосуде объемом 500 мл 250 мл воздуха, то при изменениях атмосферного давления объем воздуха может измениться на 13.5 мл:
ΔV=250 мл * 0.054=13.5 мл
И это изменение объема воздуха (а следовательно и жидкости) должна компенсировать трубка. Объем коктейльной трубочки, к примеру, равен:
V=πR 2 H V соломинки =3.14 * 1 mm 2 * 200 mm = 628 mm 3 или 0.628 мл
Как видим, коктейльная соломинка никак не способна компенсировать изменения атмосферного давления. В случае ее использования вы столкнетесь либо с вытеканием излишней жидкости, либо попаданием воздуха из внешней среды внутрь сосуда. По-хорошему, чтобы наш барометр успешно работал при изменениях атмосферного давления нам нужна трубка длиной:
H=V/πR 2 Hтрубки=13500 mm 3 /3.14*1 mm 2 =4299 mm или 4.3 m
при внутреннем диаметре трубки 2 мм.
У меня такой трубки под рукой не оказалось. Я взял отрезок трубки от капельницы длиной около метра. Для моих экспериментов этого оказалось достаточно.
В принципе, барометр готов. Как видите, изготовить барометр своими руками не сложно, но потребуется аккуратность. Самое главное – это обеспечить герметичность сосуда. Необходимо, чтобы атмосфера сообщалась с содержимым сосуда только через трубку и ни в коем случае через неплотно вставленную пробку или зазоры между пробкой и трубкой. В этом случае барометр работать не будет! Чтобы избежать этого, я промазал стыки трубки и пробки, а также пробки и горлышка бутылки клеем – пластилин не подошел, т.к. не обеспечивал должной герметичности.
Чтобы не сооружать держатель для трубки, я обмотал трубку вокруг бутылочного горлышка и закрепил скотчем.
Теперь необходимо выставить уровень жидкости в трубке. Из прогноза погоды я знал, что на день изготовления барометра атмосферное давление в моем городе было 760 мм рт. ст. Следовательно, уровень жидкости мне нужно было установить где-то в районе середины трубки. Поскольку текущий уровень был в самом начале трубки, мне потребовалось повысить давление в сосуде так, чтобы уровень жидкости поднялся до середины трубки. Для этого я шприцем через пробку несколько раз ввел в бутылку воздух.
Можно было и не пользоваться шприцем, а вдуть немного воздуха в бутылку прямо через трубку, но шприцем было точнее.
Все, можно приступать к наблюдениям! Если атмосферное давление повышается, уровень жидкости в трубке падает. А если снижается, то уровень жидкости поднимается. Учитывая это можно отградуировать ваш прибор, то есть нанести на него шкалу.
В процессе наблюдения будьте готовы к значительному влиянию на показания окружающей температуры. Малейшее повышение температуры (даже если обхватить бутылку руками на несколько секунд) приводит к изменению давления внутри бутылки и, следовательно, уровню жидкости в трубке. Поэтому измерения для большей точности желательно проводить при постоянной температуре.
Как видите, сложного ничего нет. Довольно быстро можно изготовить собственными руками вполне работоспособный прибор.
Весь объем операций сводится к следующим:
- заполнить сосуд наполовину индикаторной жидкостью;
- пропустить через пробку сосуда трубку, обеспечив герметичность стыков клеем или герметиком;
- выставить рабочий уровень жидкости в трубке.
Желаю удачи в изготовлении барометра !
Прекрасный летний день. Легкий, едва уловимый ветерок лениво теребит осоку. Шустрые стрекозы проворно шмыгают над зеркальной гладью озера. Трудолюбивый дятел с достойной уважения настойчивостью добывает себе пропитание в высоких кронах сосен. И, кажется, что время остановилось, и нет такой силы, которая могла бы нарушить красоту и сияние этого дня. Лишь только с запада нагота неба стыдливо прикрыта косматыми облаками. Неужели будет дождь?
Доброго времени суток, уважаемые любители научно-технического творчества! Не спешите закрывать страничку. Вы вовсе не ошиблись ссылкой и оттого нечаянно попали на литературный сайт. Просто мне посчастливилось провести пару дней на природе, и захватывающая красота соснового берега озера не могла не оставить приятных впечатлений и даже, как видите, разбудила в ней какие-то литературные нотки 🙂 Но вот те самые облака, о которых говорилось чуть выше, в то же время не дали угаснуть любознательности.
В общем, было решено не отдаваться на волю случая, а инструментальным способом спрогнозировать изменение погоды. Конечно, можно было бы попробовать изготовить , как уже описывалось на страницах Своей лаборатории . Тем более, к моему глубокому сожалению, найти в лесу стеклянный сосуд в наше время совсем не сложно – многие люди ведут себя по отношению к природе крайне неуважительно, оставляя за собой после отдыха мусор. Но коль скоро я находился в некотором отдалении от цивилизации, то и инструментарий хотелось использовать исключительно природный.
Как мы знаем, . А погодные условия находятся в тесной зависимости от атмосферного давления. И наоборот, по изменению погодных условий можно судить об изменении атмосферного давления. Если в случае с жидкостным барометром мы измеряли непосредственно изменения атмосферного давления, то в этой статье речь пойдет о барометре, который может фиксировать пока еще не уловимые человеком изменения погодных условий. И для этой цели нам отлично подходит сосновая шишка, коих в месте нашей стоянки было несметное количество.
Наши предки давно подметили, что шишки очень чутко реагируют на изменение погодных условий. При хорошей сухой и ясной погоде чешуйки шишки раскрываются, а в дождливую погоду они сжимаются. Основываясь на этих наблюдениях, мы и изготовим из шишки барометр.
Для этого нам понадобятся:
- сосновая или еловая шишка;
- древесная смола;
- стебель травы.
Шишку следует выбирать покрупнее – показания барометра из такой шишки будут более точными.
Стебелек травы (он будет служить нам стрелкой) нужно взять потоньше и подлиннее. Чем длиннее стебель, тем, опять же, будут точнее измерения. Однако нужно выбрать золотую середину между длиной травинки и ее массой – она должна быть легкой. Обрезаем излишки.
Получаем вот такую стрелку:
В моем случае найденная смола была застывшей, поэтому ее нужно было немного растопить. Если вам удалось найти текучую смолу, то этот шаг можно пропустить.
Растопленную смолу наносим на одну из чешуек шишки…
… и пока она не успела снова застыть, приклеиваем стебелек.
Вот и все, барометр из сосновой шишки готов!
Для удобства снятия показаний такой барометр нужно на чем-то закрепить и сделать ему шкалу. К вопросу выбора штатива я подошел фундаментально и выбрал в качестве оного… сосну, привязав к ней шишку длинным стеблем травы.
Шкалу я делать не стал – просто расположил стрелку вертикально. При таком расположении любые отклонения стрелки будут заметны. Но можно изготовить шкалу, скажем, из куска коры и закрепить ее той же смолой.
В результате нескольких часов наблюдений за таким барометром было замечено отклонение стрелки влево, т.е. шишка начала закрываться, указывая на дождь. Чтобы вам было понятно, насколько отклонилась стрелка барометра из сосновой шишки, я попытался совместить в графическом редакторе две фотографии: сразу после установки природного барометра и спустя несколько часов. Совмещение, конечно, получилось не идеальное, т.к. фотографировал без штатива, но, тем не менее, разница заметна.
Ну и в заключении хочу отметить, что прогноз такого сделанного своими руками барометра полностью оправдался — ночью пошел дождь. Так что барометр из шишки — вполне работоспособный прибор и его можно использовать для прогнозирования погоды в походных условиях!
