Barometre nedir, nasıl çalışır?
Açık hava basınç ölçümü yapmakta kullanılan araçlara barometre denir. Yıllar içinde farklı fizik ilkelerini kullanarak tasarlanan barometreler üretilmiştir.
Cıvalı Barometreler
Açık hava basıncının var olduğunu ilk kez gösteren Toriçelli deneyinde kullanılan basınç ölçer, ilk icat edilen barometredir. Yaklaşık 1 metre uzunluğunda bir cam tüp cıvayla doldurulup ters çevrilir ve cıva dolu bir çanağın içine yerleştirilir. Tüpteki cıvanın bir kısmı boşalır ama hepsi boşalmaz. Cıvanın yüksekliği (yani cıvanın sıvı basıncı) açık hava basıncına eşit olur, çünkü çanaktaki cıvaya açık hava basıncı uygulanmaktadır. Açık hava basıncının çoğu zaman mmHg (cıvanın kaç mm yükseldiği) birimiyle ifade edilmesinin nedeni cıvalı barometrelerdir. İşte bu prensip kullanılarak günümüzde bile cıvalı barometreler yapılıyor. Aşağıdaki resimde ilk çanaklı cıvalı barometrelerden birinin çizimi görülüyor. (76 mm değil 76 cm olacak, görseli buna göre yorumlayın.)
Aneroid veya Metal Barometreler
1844 yılında Fransız bilim insanı Lucien Vidi ilk metal barometreyi icat etmiştir. Metal barometre, aneroid hücre denen berilyum ve bakır alaşımından yapılmış metal bir kutuyu kullanır. Hava basıncındaki değişiklikler metal kutunun genleşmesine ya da büzülmesine neden olur. Bu genleşme ve büzülme metal barometrenin göstergesine yay mekanizmalarıyla bağlanır. Böylece göstergeden basınç değeri okunur. Metal barometreler genellikle eski gemilerde ve meteoroloji istasyonlarında bulunur. Aşağıdaki resimde evlerde kullanılmak üzere tasarlanmış bir aneroid barometre görülüyor. Göstergede havanın nasıl olacağı da işaretlenmiş, çünkü hava durumuyla hava basıncı arasında ilişki var.
Elektronik ve Dijital Barometreler
Çağımızdaki bir çok araç gibi navigasyon (yön bulma) ve meteorolojide kullanılan barometreler de artık dijital oldu. Elektronik barometrelerin çalışma ilkeleri biraz karmaşık ama şöyle özetlenebilir: Elektronik barometre sensörleri deniz seviyesinden yüksekliği gösterir. Bu sensörlerde ince bir telin etrafına bir zar sarılıdır. Zara uygulanan basınç değişince telin direnci de değişir. Teldeki direnç değişimi bir voltaj değişimi olarak ölçülür, bu voltaj yükseltilir, değeri basınç birimine dönüştürülür ve göstergede basınç olarak gösterilir. Akıllı telefonların bazılarında barometre sensörleri bulunuyor. Bu sensörler için yazılmış uygulamalarla açık hava basıncını ölçebiliyoruz. Aşağıdaki resim bir dijital barometreyi gösteriyor.