Aykut SARITAŞ Bilgi Paylaşım Sitesi !
Vücudun her santimetresine, her saniye ciddi bir basınç uygulayan atmosfer tabakası, yükseklik miktarı fazla olan yerlere gittikçe azalmaktadır. Deniz seviyesine doğru inildiğinde ise artış göstermektedir. Aynı şekilde soğuk ve sıcak havaların akıntıları, hava basıncının değişmesine neden olmaktadır.
Basınç farklılıklarının ölçümü yapılarak hava durumu ve yükseklik miktarı ölçülebilmektedir. Hatta hava durumu, bu basıncın ölçümüyle önceden tahmin edilebilmektedir. Yükseklik ölçümü ilk olarak Pascal tarafından yapılmıştır. Daha sonra barometre, yükseklik ölçmek için kullanılmaya başlanmıştır. Uçakların yüksekliğinin gösterilmesini sağlayan altimetre cihazı da barometre ile aynı tür bir alettir.
[renkbox baslik=”Mıknatıs Nedir? Nasıl Yapılır? Özellikleri, Çeşitleri ve Kullanım Alanları Nelerdir?” link=”https://bilgihanem.com/miknatis-nedir-nasil-yapilir/” resim=”https://bilgihanem.com/wp-content/uploads/2016/12/miknatis-nedir-nasil-yapilir-ozellikleri-cesitleri-ve-kullanim-alanlari.jpg” renk=”siyah” yenisekme=”evet”][/renkbox]Kendi içlerinde ikiye ayrılan barometreler, cıvalı ve havalı olarak anılmaktadır. Bu aletlerin çalışma şekilleri birbirinden farklıdır. Atmosfer basıncını ölçmek için kendine has mekanizması bulunan barometrelerin ölçüm birimi ise santimetre veya İngiliz ölçüm birimi olan inçtir. Ayrıca 1939 yılından beri Amerika’da bar kullanılmaktadır.
Barometre Nedir?
Atmosfer basıncını ölçmeye yarayan, kendine has mekanizmasıyla çalışan alete barometre adı verilir. Temel olarak iki çeşidi vardır. Bunlar; cıvalı ve havalı barometrelerdir. Bunlar dışında barometre sistemiyle çalışan çeşitli aletlere de genel olarak barometre kategorisinde yer verilmektedir.
Barometrenin ölçüm birimi santimetre ya da İngiliz ölçüm birimi olan inç’tir. 1939 yıllında Amerika’da bar adı verilen ölçü birimi kabul edilmiş ve kullanılmaya başlanmıştır. Normal şartlarda bir bar, deniz seviyesi ölçüsünde 75 cm’lik cıvanın basıncını göstermektedir. Hava basıncı barı milibar şeklinde gösterilmektedir.
Barometre Nasıl Bulundu?
Doğal vakumların varlığını kanıtlamak için 1640 yılında bir deney olarak başlayan işlemler, atmosferik basıncın keşfedilmesine yol açmıştır. 1643 yılında Evangelista Torricelli uzun bir tüpü, cıva ile doldurdu, ucunu kapattı ve ucu bir kapa yerleştirdi.
Tüp açıldığı zaman cıva dışarı aktı ve kabı doldurdu; ancak daha sonra tüpün aşağısında dörtte biri durdu ve dökülmeye devam etti. Bir şeyin onu durdurmak için kaba basınç yapması gerekiyordu. Bir şeyin, daha önce ağırlıksız olduğuna inanılan atmosferin kendisi olduğu anlaşıldı. Bu şekilde barometre icat edilmiş oldu.
Birkaç yıl içince alet hem profesyonel hem de amatör olarak çeşitlendi. 17. yüzyılın sonlarında ağaç işçileri, bu barometreleri süslemeye başladı. Evlerde bulunan bu alet, zenginlik ve asalet göstergesi olarak kabul edildi.
1840 yılında ise havalı barometre icat edildi. Çünkü bu aletler daha pratikti ve basitçe kullanılabiliyordu. Cıvalı olanların çalışması için gerekli olan sıvı basıncını eşitleyebilmek en az 3 feet yükseklik gerektiriyordu.
1900 yılları itibarıyla cıvalı barometrelerin yerini havalı olanlar aldı ve herkes için erişilebilir bir alet oldu. 17. yüzyılda barometrelerden toplanan verilerden tahmin yapmak bilimsel çalışmaların en önemli kısmını oluşturuyordu. Ama daha sonra bu şekilde tahmin yürütmenin zor olduğu anlaşıldı.
1800’lerin ortasına kadar İngiliz deniz kaptanı Amiral Fitzroy barometrelerle ilgili deneyler yaptı. Ama sonucunda ilk detaylı tahmin tablolarını oluşturmayı başarmıştı. Şimdi hava durumu tahmin endüstrisi için büyük bir altyapı oluşturmuştu.
Fitzroy, yükselen ve düşen barometrik basıncın öngörücü önemini keşfeden kişi olurken, dünyanın dört bir yanındaki meteorologlar, onunla iletişim kurarak sistemin nasıl işlediğini öğrenmeye çalışıyordu. Aynı zamanda çalışmalarına da kendi bilgileri ile destek oluyorlardı.
Telgrafın icadı ile birlikte bu bilgilerin erişimi de hızlanmış ve hava tahminleri gerçekten başarılı bir şekilde yapılmaya başlanmıştı. Hava durumu gözlemleri ve veriler, hızlı bir şekilde iletilip, işaretler analiz ediliyordu. Tahminler yavaş ama doğru bir şekilde tutturulmaya başlanmıştı.
1870 yılında ise barometre ile hava tahminlerinin belirlenmesi tarım, ticaret ve ordu gibi birçok alanda fayda sağlamaya başlayınca Hava Durumu Bürosu kuruldu. Şimdi ise her yerde bulunan meteoroloji istasyonları, hava durumu tahminlerini barometre, termometre ve higrometre gibi aletlerle gelişmiş bir şekilde bizlerle paylaşmaktadır.
Barometre Çeşitleri Nelerdir?
Barometreler en temel halleriyle cıvalı ve havalı olarak ikiye ayrılmaktadır. Günümüzde ise elektronik veya dijital olanlar bulunmaktadır. Şimdi bu türleri inceleyelim:
Cıvalı Barometre
Basınç azaldığında cıva düzeyinde azalma görülür. Barometre de tam olarak bu etki ile çalışmaktadır. Rakımı sıfır olan bir alanda cıva yükselir. Eğer çeşitli hava değişimleri yaşanırsa cıvanın yüksekliği düşük de olsa değişebilir. Yükseklik miktarında artış görüldükçe cıvanın düzeyi de değişir.
Örneğin; 3000 metrede 50 cm iken 6000 metreye çıkıldığında basınç 32 cm düşecektir. Hava ölçümlerinde cıvalı barometrede iyi havalarda basınç alçalırken; kötü havalarda basınç yükselmektedir.
Cıvalı barometre ilk defa İtalyan fizikçi Toricelli tarafından 1643 yılında keşfedilmiştir. Cıvalı tüp deneyini yapmıştır ve barometreyi meydana getirmiştir. Ancak günümüzde kullanılan barometreler için cıvalı tüp yerine kapalı bir kutu kullanılır. Üretilen kutunun kenar kısımları cıvanın hava ile temas içinde olması için açık halde bırakılmıştır.
Havalı Barometre
Cıvalı barometreler havalı barometrelere göre daha hassastır. Bu nedenle sıklıkla havalı barometreler tercih edilir. Bu tip barometreler, aneroid olarak da bilinir. Aneroid, sıvı olmayan anlamına gelmektedir. Bükülme özelliğine sahip bir madenden elde edilmiş kutulardan oluşur.
Havası alınan kutu üstüne çelik malzemeden üretilmiş yay konulmuştur. Yay bir kenarından kutuya sabit şekilde hazırlanmıştır. Hava basıncında yükselme olması durumunda kutu içe doğru basık şekli alır. Basınçta azalma olduğunda da tam tersi kutu dışa doğru şişer. Bunu görebilmek için de kutu üzerine gösterge koyulmuştur.
Havalı barometre Fransız Bourdon tarafından bulunmuştur. Çalışma ilkesi cıvaya değil; kıvrımlı bir yaya bağlanmıştır. Barometrelerin her çeşidi, hava basınçlarının ölçümünde kullanılmaktadır. Havadaki sıcak ve soğuk akıntılar basıncı değiştirir.
Hava basıncı ölçmek dışında barometreler yükseklik ölçümüne yarar. Yükseklik seviyesi değiştikçe basınçta değişme görülür. Bunun yanında barometre mekanizmasıyla üretilen cihazların bir çeşidi de uçaklarda kullanılmaktadır.
Elektronik veya Dijital Barometreler
Tıpkı pusulalar, termometreler gibi barometreler de dijital olarak ölçüm yapabiliyorlar. Elektronik barometrelerin çalışma prensibi diğerlerine göre biraz daha karmaşık görünmektedir. Elektronik barometre sensörleri, deniz seviyesinden yüksekliği göstermektedir.
Sensörler ince bir telin etrafına bir zar gibi sarılmaktadır. Bu zara uygulanan basınç değiştiğinde telin direnci de değişim göstermektedir. Teldeki direnç değişimi ise bir voltaj değişimi olarak ölçülmektedir.
Voltaj yükseltilir ve değeri basınç birimine dönüştürülür. Göstergede ise basınç görünmüş olur. Akıllı telefonların bazılarında bulunan barometre sensörleri, yazılmış uygulamalarla açık hava basıncını göstermektedir.
Barometre Nasıl Çalışır?
Barometrelerin çalışma şekilleri, çeşidine göre farklılık göstermektedir. Cıvalı bir barometrede, bir kap içine 3 – 4 cm kadar cıva konulur ve 90 cm uzunluğundaki tüp içine yerleştirilir. Cıva dolu kabın içindeki basıncın artmasıyla birlikte tüpteki cıva yükselmeye başlayacaktır.
Deniz seviyesinde 75 cm ölçüm yaptığınız zaman, yüksek bölgelerde 50 cm gibi bir ölçüm yaparsınız. 6000 metre seviyelerde 32 cm, 7000 metrede ise 22 cm gibi bir ölçüm sonucu ile karşılaşırsınız. 75 cm seviyesindeki cıva basıncı 1 bar olarak kabul edilmektedir. Deniz seviyesinde 1 cm2 alanın yüzeye 1033 gram basınç uyguladığı bilinmektedir.
Barometre 32 seviyesini gösteriyorsa ve havanın açık veya çok az rüzgarlı olduğu sonucu anlaşılabilir. Bulutlu günlerde ise basıncın 30 seviyelerinin altına düşmeye başladığı görülebilir.
Havalı (aneroid) barometrelerde ise metal bir kutuya atmosferin uyguladığı basınç nedeniyle daralıp genişlemesi sonucunda elde edilen değerin ölçümü söz konusudur. Belli yerlerde bulunan işaretleri sayesinde daralma ve genişleme hesap edilerek basınç ölçülmüş olunur.
Barometre ile Yükseklik Nasıl Ölçülür?
Fransız fizikçi Pascal, 1647 yılında barometreyle yükseklik ölçümünü keşfeden ilk kişidir. Bunun hemen ardından barometreler, yükseklik ölçmek için herkesçe kullanılmaya başlamıştır.
Günümüzde ise sıklıkla yükseklik ölçümü için kullanılır. Yükseklik arttıkça basınç düşerken; yükseklik azaldıkça basınç yükselmektedir. Bu bilgi dâhilinde ölçüm yapılmaktadır.
Barometre Nasıl Yapılır?
Piyasada uygun fiyatlara barometreler bulabileceğiniz gibi kendiniz deneysel olarak da yapabilirsiniz. Bunun için her yerde bulabileceğiniz malzemeler işinizi görecektir.
Barometre yapmak için ihtiyacınız olan malzemeler; kavanoz, balon, pipet, kürdan, 2 cm x 14 cm karton, 15 cm x 30 cm karton, kalem, beyaz bant ve yapıştırıcıdır.
- Oda sıcaklığındaki kavanozun ağzına balonu çok sıkı ve gergin bir biçimde geçirin.
- Daha sonra hava kaçırmayacak şekilde sıkıca bağlayın.
- Kürdanı pipetin bir ucuna yapıştırın ve kavanozun ağzına bağladığınız balonun tam ortasına yapıştırıcıyı dökün.
- Pipetin kürdansız ucunu yatay bir şekilde yapıştırıcı döktüğünüz yere yapıştırın ve kurumasını bekleyin.
- 2 cm x 14 cm kartonu, 15 cm x 30 cm kartonun kenarına dik olarak yapıştırın.
- Kürdanın ucu dikey kartonun yüzeyine gelecek şekilde kavanozu yerleştirin ve kürdanın gösterdiği yeri işaretleyin.
Hava basıncı değiştiği zaman pipet aşağı veya yukarı doğru hareket edecektir. Birkaç gün boyunca hava basıncının değişimini gözlemleyin. Hava basıncı değiştikçe ucunda kürdan bulunan pipetin hareket ettiğini göreceksiniz.
