Barometre Nedir? Ne İşe Yarar? Neyi Ölçer?

Barometre, atmosferdeki toplam basıncı ölçmeye yarayan alete verilen isimdir. Vücudumuzun her noktasına basınç uygulayan atmosfer basıncı, yükseklere çıkıldıkça farklılık gösterir. Sadece yükseklik değiştikçe değil, soğuk ve sıcak hava akımları da, hava basıncının değişmesine neden olur.

Yapılan araştırmalar, 1631 yılının ilk bölümlerinde René Descartes adında bir Fransız tasarımcının, hava basıncını ölçmek için kullanılacak bir araştırmanın tasarımını yaptığını göstermektedir. Bununla birlikte, bu denemenin gerçekte gerçekleştiğine dair bir kanıt yoktur, bu yüzden barometrenin mucidi 1643’te ilk barometreyi yapan Evangelista Torricelli’dir. Doğal vakumların varlığını kanıtlamak amacıyla 1640 yılında başlayan deneyler sonucu atmosferik basınç keşfedildi. 1643 yılında, Evangelista Torricelli, içi cıva dolu uzun bir tüp ile yapmış olduğu deneyiyle Barometreyi bulmuştur. Torricelli; uzun bir tüpü cıva ile doldurdu, bir ucunu kapattı, diğer ucunu bir kaba yerleştirdi.  Tüp açıldığı zaman cıva dışarı akıp kabı doldurdu, bir süre sonra tüpün aşağısında dörtte biri durdu ve dökülmeye devam etti. Bunun durması için kaba bir basınç olması gerekiyordu, daha önce ağırlıksız olduğundan inanılan atmosferin bu basıncı gerçekleştirdiği anlaşıldı. Bu sayede barometre icat edildi.

Zaman içerisinde hem amatör hem profesyonel anlamda çeşitlendi, çeşitli süslemeleri yapıldı. Cıvalı olan barometrenin çalışması için sıvı basıncını eşitlemek adına en az 91.46 cm yükseklik gerekiyordu. 1840 yılına gelindiğinde ise havalı barometre icat edildi.  Havalı barometre, cıvalı barometreye göre daha pratik ve basitti.

Barometre Çeşitleri

Barometre nedir? Konusunda bilgi sahibi olarak bu aletleri yakından tanıdık. 17.yüzyılın sonlarında ağaç işçileri tarafından süslenmeye başlayan barometre günümüze kadar çeşitli süslemelerle gelmiştir. Barometre çeşitlerini yakından inceleyelim.

1.   Cıvalı Barometre

1643 yılında basıncın azaldığını düşen cıva miktarıyla gösteren Evangelista Torricelli tarafından keşfedilen ilk barometre çeşididir. Cıvalı barometrelerde, yükseklik ne kadar artarsa, içerisindeki civa miktarı bir o kadar düşer. Barometre çeşitleri arasından en hassas olanıdır.

Cıvalı sütununun yüksekliği barometredeki basıncı gösterir. Deniz düzeyinde, cıva sütunundaki yükseklik 76 cm eşittir. 76 cm cıva aynı zamanda 1 atmosfer basıncına eşittir. Cıva sütunun alçalıp – yükselmesi atmosfer basıncının değiştiğini gösterirken aynı zamanda bu yolla hava durumu da tahmin etmek mümkündür.

2.   Havalı Barometre

Havalı barometrenin, atmosfer basıncına bağlı olarak daralan ve genişleyen bir yapısı vardır. Daralma ve genişleme miktarını, rakamlı bir düzenek ile ölçek üzerinde işaret eden bir kutu görünümündedir. Havalı barometrenin diğer adı aneroid barometredir. Aneroid sözcüğü “ sıvısız “ anlamına gelmektedir.

Hava taşıtlarında ve dağcılıkta kullanılan altimetreler, aneroid barometrelerin en yaygın kullanılan örnekleridir. Atmosfer basıncı, deniz seviyesinden yükseldikçe azalır. Altimetre ibresi, gözlem yapılan yerdeki atmosferik basınç düzeyine karşılık gelen yüksekliği gösterir. Oldukça güvenli olan ve doğru sonuçlar veren havalı barometre, zamanla cıvalı barometrelerin yerini almıştır.

3.   Aneroid Barometre

Aneroid barometre, 1844’te Fransa’dan fizikçi ve aynı zamanda barografın yaratıcısı olan Lucien Vidi adlı bir mucit tarafından icat edildi.

Aneroid barometre, bir veya bir dizi oda ile kapatılmış metal bir kutudur ve bir yay üzerine bağlanır ve bu hava basıncını gösterir

4.   Dijital Barometreler

Pusula ve termometreler olduğu gibi, barometrelerde de dijital ölçüm yapabilen türleri mevcuttur. Dijital barometreleri çalışma prensibi biraz farklıdır. Dijital barometre; sensörleri sayesinde, deniz seviyesinden yüksekliği gösterir.

Dijital barometredeki sensörlerin etrafına ince bir tel sarılır. Bu zarar uygulanan basınç değiştiğinde telin direnci de değişim gösterir. Teldeki direnç voltaj değişimi olarak ölçülür. Voltajın aldığı değer, basınç birimine dönüştürülerek, göstergede görünür.

Günümüzdeki akıllı telefonların bazılarında barometre sensörleri bulunur, bu sensörler telefonun içerisindeki yazılım ve uygulamalar sayesinde açık hava basıncını gösterebilmektedir.

Barometre Nasıl Çalışır?

Tüm barometreler atmosferin basıncını ölçmek amacıyla tasarlanırken, her biri bunu cihazların etkinliğini değişken hale getiren biraz farklı bir şekilde yapar. Farklı bileşenlerine sahip bu cihazların belirli bir ortamın hava basıncını görüntülemek için nasıl çalıştığını ayrı ayrı incelemek gerekir. Barometre nasıl çalışır? İnceleyelim.

1.   Cıva Barometresi Nasıl Çalışır?

Merkür barometresi veya Torricelli barometresi olarak da bilinen cıva barometresi, genellikle cıva ile doldurulacak açık düz bir kapla yapılır. Bir ucunda kapalı bir cam tüp olacak ve bu yukarıda belirtilen kabın ortasına yerleştirilecek, kabın açık uçlu kısmı, tabanı cıva bileşeni içinde olacak şekilde konumlandırır.

Havanın sıcaklığı yükseldiğinde, cıvaya doğru itilir ve bu onu kaba zorlar ve bunun yerine cıvanın yükselmesini sağlar. Sıcaklık düştüğünde, bunun tersi meydana gelecektir, bu nedenle basınç düştüğünde cıva düşecektir.

Bu tür barometrenin cam tüpü, hava basıncı okumasını okuyabilmek için ölçüm işaretlerinin doğru olacağından emin olmanın yanı sıra uygun şekilde kalibre edilecektir.

2.   Su Barometresi Nasıl Çalışır?

Su barometresi, hava topu olarak da bilinen, aynı zamanda kapalı olan ve bu kabın yan tarafına bağlanacak dar bir ağzı olan, yan yana kıvrılan bir cam kaptır. Cam top sadece kısmen bir sıvı ile doldurulur.  Havanın basıncı arttığında, musluktaki suyu aşağı itecektir. Havanın basıncı düştüğünde, su üzerinde çok daha az basınç olacaktır, bu nedenle sıvı yükselir.

Kabın üzerinde işaretlenmiş ölçümleri kullanacak şekilde kapatılmış bazı cam barometreler de vardır. Bunun yapılmasının nedeni, sıcaklıktaki değişikliklerle suyun ne kadar yukarı veya aşağı gittiğini ölçmektir.

Kabın doğru ölçüm yaptığından emin olmak için kalibre edildiğinden emin olmanız gerekir. Kalibrasyon yapıldığında, okumalarındaki tutarlılık ve doğruluk artacaktır.

3.   Aneroid Barometre Nasıl Çalışır?

Aneroid barometre, tamamen kapatılmış bir veya daha fazla metal kapsüle sahip olacak şekilde tasarlanmıştır. Konteyner bir miktar gerilim altında olan bir yayla bağlanır. Yay, iğneyi veya yüzdeki benzer bir göstergeyi kontrol etmek için barometrenin mekanik kollarına tutturulur.

Hava basıncı arttığında, metal kaba daha fazla kuvvet uygulanacağı için yaydaki gerilim artar. Bu, kolları değiştirir ve barometrenin iğnesinde görünür.

Diğer barometreler gibi, basınç düştüğünde bunun tersi meydana gelir. Metal kap, iğne ters yönde ilerlerken genişler. Yuvarlak iğne yüzüne sahip bir aneroid barometre, en tanınmış barometre türlerinden biridir.

4.   Dijital Barometre Nasıl Çalışır?

Elektronik veya dijital barometre, hava sıcaklığını ölçmek için kullanılan bir algılama hücresi kullanır. Bunun yanı sıra, hücrenin yeteneğini etkileyecek atmosfer basıncına duyarlıdır.

Bu yetenek değiştiğinde, elektrik akımı değişecek ve bu hava basıncını görüntülemek için kullanılacaktır. Bu cihazların kullandığı algılama hücreleri çok yönlüdür. Bazı akıllı telefonlarda ve çeşitli diğer cihazlara kurulabilecekleri kadar küçüktür.

Barometre Nerelerde Kullanılmaktadır?

Birbirinden farklı birçok çeşide sahip olan barometrenin kullanım alanları oldukça geniştir. Barometreler, özellikle hava tahminlerinde kullanılmaktadır. Barometrenin kullanım alanlarından diğerleri ise yükseklik hesaplama ve açık hava basıncının ölçülmesi uygulamalarıdır.

Geçmişten günümüze, değişerek ve gelişerek gelen barometreler büyük öneme sahiptir. Barometreler, bilimsel çalışmaların yapıldığı laboratuvarlarda da kullanılır.