气压计是谁发明的 气压计的作用是什么

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摘要:气压计在生活中应用广泛,像天气变化预测就可以用气压计测量,当气压高时天气晴朗,气压降低时,将有风雨天气出现。气压计是谁发明的? 气压计发明者是意大利物理学家、数学家托里拆利。气压计的发明除了可以测量大气压强外,还可以间接测量海拔高度、辅助GPS定位,进行防水测试等。

一、气压计是谁发明的

气压计是由意大利物理学家、数学家托里拆利发明的。1644年,埃万杰利斯塔·托里拆利(EvangelistaTorricelli,1608—1647)发明出了气压计。

托里拆利曾师从伽利略,虽然时间很短,但却受到了伽利略一项观测的启发,即活塞泵最高只能把水泵到33英尺(约10米)的高处。

托里拆利提出空气也有重量,产生压力。他做了一顼实验来证明这个理论。汞的密度远比水高,因此只需一小点汞和一支玻璃试管就能完成实验,非常简单。

实验中,他在一个盘子上倒满了汞(一种密度为水13.6倍的液体),又向一支长4英尺(1.2米)的玻璃试管中倒满汞,而后将试管倒置,让开口冲向装满汞的盘子。不是所有试管中的汞都会流入盘子,仍有30英寸(760毫米)的汞留在了试管中。唯一能使汞留在试管中的力就是空气的重量向盘中汞所施加的压力。

“气压计”又意为“重量计”(源自希腊词语“bdros”和“metron”,前者意为重量,后者意为米)。直到1665年,罗伯特·波义耳才创造出气压计一词,他还用U形管改变了气压计的外形,不再需要汞池。

英国物理学家罗伯特.胡克(RobertHooke,1635—1703)对气压计进行了进一步改造,创造出了更简明易读的刻度尺。

二、气压计的作用是什么

气压计的用途除了可以测量大气压强外,还可以间接测量海拔高度、辅助GPS定位,还可以进行防水测试等。

1、预测天气

可预测天气的变化,气压高时天气晴朗;气压降低时,将有风雨天气出现。气压计所测得的大气压的变化跟天气有密切的关系。一般的说,晴天的大气压比阴天高,冬天的大气压比夏天高。其实这个问题可归结为温度、湿度与大气压强的关系问题。我们通常所称的大气,就是包围在地球周围的整个空气层。它除了含有氮气、氧气及二氧化碳等多种气体外,还含有水汽和尘埃。

当一个地区的气温增加时,往往伴随着另一个地区温度的降低,这就为高温处的空气向低温处扩散带来了可能。而扩散的结果常常是高温处的气压比低温处低。当我们生活的北半球是接受太阳热量最多的盛夏时,南半球却是接受太阳热量最少的严冬。这时,由于北半球的空气要向南半球扩散而使北半球的气压较南半球要低。

而由于大气总量基本不变,则此时北半球的气压就低于标准大气压,南半球的气压当然也就会高于标准大气压。同样,空气的反方向扩散又会使北半球冬季的气压高于标准大气压。因而,在北半球,冬季的大气压就会比夏季要高。当然,大气压的变化是很复杂的。

2、测量海拔

最直观的用途当然是海拔测量,根据所处高度不同大气压强也在变化,海拔越高大气压强越小,同时一些运动APP中有爬楼的选项,这其中显示的爬的楼层数也是根据气压计测量换算所得,为登山等运动爱好者提供了更多的便利。手机中的气压计精度还是不错的,例如所处6层,在将手机放置于地面上时显示高度21米,将手机举过头顶最高处时手机显示高度23米。另外有的手机中同时还包括温度传感器,它可以捕捉到温度来对结果进行修正,以增加测量结果的精度。

3、辅助GPS

由于受到技术和其它方面原因的限制,GPS在定位中的高度一项一般误差都会有十米左右,所以在手机原有GPS的基础上再增加气压计,可以辅助GPS使定位更加精准。尤其在一线城市交通中,立交桥、高架桥林立,以往基于的GPS的导航无法判断是在高架桥上方还是下方行驶,容易造成错误的引导。当加入了气压计后,导航软件可感应气压变化,实现高架区域内的垂直定位,进行精确判断,从而带来了更为精准的导航服务。

4、室内定位

在室内环境中,由于信号等原因GPS的误差较大,所处的地理位置较难定位,更无法感知垂直高度,在大型商场中容易出现摸不到“北”的情况。而如果手机加上气压计再配合加速计、陀螺仪等就可以完成精确的室内定位,这样就可以清楚地了解自己所处位置并顺利找到需要的餐厅或商铺。

5、测试防水

如果你的手机支持防水,但是你感觉自己手机有缝隙,又舍不得让它下水进行验证的话,通过气压计就可以帮你验证手机的气密性。用手使劲按压屏幕,空气来不及跑出,瞬间的气压值升高,松手后,压力值又会稳定回落到原始数值。因为气体分子确实比水份子要小,试想气体都不容易进入手机内部,那水自然是更不容易进入了,这个结果作为参考是可以的,但不能以此判定防水能力,但是相对来说,这个测试数值波动大的防水能力应该会更好。

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