M tộ th c đoướ là m t công c khoa h c s d ng trong khí t ng h c đ đoộ ụ ọ ử ụ ượ ọ ể áp su t khíấ
quy nể . Nó có th đo áp su t khí quy n b ng cách s d ngể ấ ể ằ ử ụ n cướ , không khí , ho cặ th yủ
ngân . Áp l c xu h ng có th d báo ng n h n thay đ i th i ti t.ự ướ ể ự ắ ạ ổ ờ ế Nhi u phép đo áp l c khôngề ự
khí đ c s d ng trongượ ử ụ phân tích th i ti t b m tờ ế ề ặ đ giúp tìm máng b m t, h th ng áp su tể ề ặ ệ ố ấ
cao, và ranh gi i phía tr c.ớ ướ
N i dungộ
[ nẩ ]
1 L ch sị ử
2 Các lo iạ
o2,1 n c d a trên phong vũ bi uướ ự ể
o2,2 Mercury c đo khí ápụ
o2,3 bă ng să t c đo khí ápụ
o2,4 Barographs
o2,5 khác b t th ng c đo khí ápấ ườ ụ
3 ng d ngỨ ụ
4 b i th ngồ ườ
o4,1 Nhi t đệ ộ
o4,2 Đ caoộ
5 B ng sáng chằ ế
6 Xem thêm
7 Tài li u tham kh oệ ả
8 Đ c thêmọ
L ch sị ử
M c dùặ Evangelista Torricelli là ph quát v i vi c phát minh các phong vũ bi u trongổ ớ ệ ể
1643, [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Tài li u l ch s cũng cho th yệ ị ử ấ Gasparo Berti , m t nhà toán h c ng i Ý và nhàộ ọ ườ
thiên văn h c, vô ý xây d ng m t phong vũ bi u n c đôi khi gi a 1640 và 1643.ọ ự ộ ể ướ ữ [ 1 ] [ 4 ] nhà
khoa h c và tri t h c ng i Phápọ ế ọ ườ René Descartes đã mô t vi c thi t k các thí nghi m đ xácả ệ ế ế ệ ể
đ nh áp su t khí quy n vào đ u 1631, nh ng không có b ng ch ng cho th y ông đã xây d ngị ấ ể ầ ư ằ ứ ấ ự
m t phong vũ bi u làm vi c t i th i đi m đó.ộ ể ệ ạ ờ ể [ 1 ]
Ngày 27 Tháng 7 1630, Giovanni Battista Baliani đã vi t m t lá th choế ộ ư Galileo Galilei gi i thíchả
m t thí nghi m ông đã làm, trong đó m t siphon, d n đ u trên m t ng n đ i kho ng 21 mét,ộ ệ ộ ẫ ầ ộ ọ ồ ả
cao, không làm vi c.ệ Galileo ph n ng v i m t l i gi i thích c a các hi n t ng: ông đ nghả ứ ớ ộ ờ ả ủ ệ ượ ề ị
r ng đó là s c m nh c a m t chân không có t ch c các n c lên, và đ cao nh t đ nh, l ngằ ứ ạ ủ ộ ổ ứ ướ ở ộ ấ ị ượ
n c ch đ n gi n là tr thành l c l ng quá nhi u và không th gi đ c n a, gi ng nh m tướ ỉ ơ ả ở ự ượ ề ể ữ ượ ữ ố ư ộ
s i dây ch có th h tr nhi u tr ng l ng nh v y.ợ ỉ ể ỗ ợ ề ọ ượ ư ậ [ 5 ]
Ý t ng c a Galileo đ n Rome vào tháng 12 năm 1638 t i c a mìnhưở ủ ế ạ ủ Discorsi . Raffaele Magiotti
và Gasparo Berti đã đ c kích thích b i nh ng ý t ng này, và quy t đ nh tìm ki m m t cách t tượ ở ữ ưở ế ị ế ộ ố
h n đ c g ng đ t o ra m t kho ng tr ng h n v i m t siphon.ơ ể ố ắ ể ạ ộ ả ố ơ ớ ộ Magiotti nghĩ ra nh m t thư ộ ử
nghi m, và đôi khi gi a 1639 và năm 1641, Berti (v i Magiotti, Athanasius Kircher và Niccolòệ ữ ớ
hi n Zucchi) th c hi n nó ra.ệ ự ệ [ 5 ]
B n thí nghi m c a các tài kho n c a Berti t n t i, nh ng là m t mô hình đ n gi n c a các thíố ệ ủ ả ủ ồ ạ ư ộ ơ ả ủ
nghi m c a ông bao g m đi n v i n c m t ng dài có hai đ u c m, sau đó đ ng các ng trongệ ủ ồ ề ớ ướ ộ ố ầ ắ ứ ố
m t l u v c đã đ y n c.ộ ư ự ầ ướ Các đáy c a ng đã đ c m ra, và n c đã đ c bên trong c a nóủ ố ượ ở ướ ượ ủ
đ ra l u v c.ổ ư ự Tuy nhiên, ch m t ph n c a n c trong ng ch y ra ngoài, và m c đ c a cácỉ ộ ầ ủ ướ ố ả ứ ộ ủ
n c bên trong ng v n m t m c đ chính xác, mà đã x y ra đ đ c 10,3% nbsp; m, cácướ ố ẫ ở ộ ứ ộ ả ể ượ
Baliani cùng chi u cao và Galileo đã quan sát đ c gi i h n b i các siphon.ề ượ ớ ạ ở Đi u gì là quanề
tr ng nh t v thí nghi m này là các n c h đã đ l i m t không gian phía trên nó trong ng màọ ấ ề ệ ướ ạ ể ạ ộ ố
đã không có liên h v i trung gian v i không khí đ đi n vào nó.ệ ớ ớ ể ề Đi u này d ng nh cho th yề ườ ư ấ
kh năng c a m t chân không t n t i trong không gian trên m t n c.ả ủ ộ ồ ạ ặ ướ [ 5 ]
Torricelli, m t ng i b n và h c sinh c a Galileo, dám nhìn vào toàn b v n đ t m t góc độ ườ ạ ọ ủ ộ ấ ề ừ ộ ộ
khác nhau. Trong m t lá th cho Michelangelo Ricci năm 1644 liên quan đ n các thí nghi m v iộ ư ế ệ ớ
các th c đo n c, ông đã vi t:ướ ướ ế
Nhi u ng i đã nói r ng chân không không t n t i, nh ng ng i khác r ng nó không t n t i b tề ườ ằ ồ ạ ữ ườ ằ ồ ạ ấ
ch p s ghê t m c a thiên nhiên và v i các khó khăn, tôi bi t có m t ng i nào đã nói r ng nóấ ư' ơ( ủ ớ ế ộ ườ ằ
t n t i mà không có khó khăn và không có m t đi n tr t thiên nhiên.ồ ạ ộ ệ ở ừ Tôi l p lu n nh sau: N uậ ậ ư ế
có th đ c tìm th y m t nguyên nhân hi n nhiên t đó s c đ kháng có th đ c xu t phát màể ượ ấ ộ ể ừ ứ ề ể ượ ấ
là c m th y n u chúng ta c g ng làm cho m t chân không, có v nh v i tôi d i d t đ cả ấ ế ố ắ ộ ẻ ư ớ ạ ộ ể ố
g ng thu c tính đ chân không nh ng ho t đ ng mà theo rõ ràng t m t s nguyên nhân khác ,ắ ộ ể ữ ạ ộ ừ ộ ố
và nh v y b ng cách làm cho m t s tính toán r t d dàng, tôi th y r ng nguyên nhân gây raư ậ ằ ộ ố ấ ễ ấ ằ
s phân công c a tôi (đó là, tr ng l ng c a khí quy n) nên t mình cung c p m t đi n tr l nự ủ ọ ượ ủ ể ự ấ ộ ệ ở ớ
h n là khi chúng tôi c g ng đ s n xu t m t chân không.ơ ố ắ ể ả ấ ộ [ 6 ]
Đó là truy n th ng t t ng (đ c bi t là c a các Aristotelians) r ng không khí không có tr ngề ố ư ưở ặ ệ ủ ằ ọ
l ng bên: đó là, có nh ng cây s c a không khí trên b m t đã không gây b t kỳ cân nh c trênượ ữ ố ủ ề ặ ấ ắ
c th .ơ ể Ngay c Galileo đã ch p nh n tr ng l ng c a không khí nh là m t s th t đ nả ấ ậ ọ ượ ủ ư ộ ự ậ ơ
gi n.ả Torricelli đ t câu h i r ng gi đ nh, và thay vào đó đ xu t r ng không khí có tr ng l ng,ặ ỏ ằ ả ị ề ấ ằ ọ ượ
và r ng đó là th hai (không ph i là l c l ng thu hút c a chân không) đ c t ch c (hay đúngằ ứ ả ự ượ ủ ượ ổ ứ
h n, đ y) lên c t n c.ơ ẩ ộ ướ Ông cho r ng m c n c v n (10,3 m c.) đã đ c ph n ánh c a l cằ ứ ướ ẫ ở ượ ả ủ ự
l ng c a không khí tr ng l ng c a các đ y vào nó (c th , đ y trên m t n c trong l u v cượ ủ ọ ượ ủ ẩ ụ ể ẩ ặ ướ ư ự
và do đó h n ch l ng n c có th gi m t ng vào nó ).ạ ế ượ ướ ể ả ừ ố Nói cách khác, ông đ c xem cácượ
th c đo nh cân đ i m t, m t công c đ đo l ng (nh trái ng c v i ch đ n thu n là m tướ ư ố ộ ộ ụ ể ườ ư ượ ớ ỉ ơ ầ ộ
công c đ t o ra m t chân không), và b i vì ông là ng i đ u tiên đ xem nó theo cách này,ụ ể ạ ộ ở ườ ầ ể
ông là truy n th ng đ c coi là phát minh c a phong vũ bi u (trong ý nghĩa mà chúng ta sề ố ượ ủ ể ử
d ng thu t ng bây gi ).ụ ậ ữ ờ [ 5 ]
Do tin đ n l u hành trong nhi u chuy n c a khu ph Ý Torricelli, trong đó bao g m r ng ông đãồ ư ề ệ ủ ố ồ ằ
đ c tham gia vào m t s hình th c tà thu t ho c phù th y, Torricelli nh n ra r ng ông ph i ti pượ ộ ố ứ ậ ặ ủ ậ ằ ả ế
t c thí nghi m c a ông bí m t đ tránh nguy c b b t.ụ ệ ủ ậ ể ơ ị ắ Ông c n thi t đ s d ng m t ch t l ngầ ế ể ử ụ ộ ấ ỏ
đó là n ng h n n c, và t các đ xu t tr c đây c a ông liên k t và c a Galileo, ông suy lu nặ ơ ướ ừ ề ấ ướ ủ ế ủ ậ
b ng cách s d ng th y ngân, m t ng ng n h n có th đ c s d ng.ằ ử ụ ủ ộ ố ắ ơ ể ượ ử ụ V i th y ngân, sau đóớ ủ
đ c g i là "quicksilver", đó là kho ng 14 l n n ng h n n c, m t ng 80 cm bây gi ch là c nượ ọ ả ầ ặ ơ ướ ộ ố ờ ỉ ầ
thi t, ch không ph i 10,5 m.ế ứ ả [ 7 ]
Năm 1646, Blaise Pascal cùng v i Pierre Petit, đã l p đi l p l i và hoàn thi n thí nghi m c aớ ặ ặ ạ ệ ệ ủ
Torricelli sau khi nghe v nó t Marin Mersenne, ng i mình đã đ c th hi n các thí nghi mề ừ ườ ượ ể ệ ệ
c a Torricelli vào cu i năm 1644.ủ ố Pascal ti p t c phát minh ra m t th nghi m đ ki m tra cácế ụ ộ ử ệ ể ể
đ xu t Aristotle r ng đó là h i t ch t l ng tràn ng p không gian trong m t phong vũ bi u.ề ấ ằ ơ ừ ấ ỏ ậ ộ ể thí
nghi m c a ông so sánh n c v i r u vang, và k t sau này đ c coi là "spiritous", cácệ ủ ướ ớ ượ ể ừ ượ
Aristotelians d r u đ ng th p h n (vì h i nhi u h n có nghĩa là thúc đ y h n n a xu ng trênự ượ ứ ấ ơ ơ ề ơ ẩ ơ ữ ố
các c t ch t l ng).ộ ấ ỏ Pascal th c hi n các th nghi m công khai, m i các Aristotelians đ d đoánự ệ ử ệ ờ ể ự
k t qu tr c.ế ả ướ Các d đoán Aristotelians r u s đ ng th p h n.ự ượ ẽ ứ ấ ơ Nó không. [ 5 ]
Tuy nhiên, Pascal đi xa h n n a đ ki m tra lý thuy t c h c.ơ ữ ể ể ế ơ ọ N u, nh nghi ng c a nhà tri tế ư ờ ủ ế
h c c khí nh Torricelli và Pascal, không khí có tr ng l ng ngang, tr ng l ng c a không khíọ ơ ư ọ ượ ọ ượ ủ
s đ c ít h n đ cao cao h n.ẽ ượ ơ ở ộ ơ Do đó, Pascal đã vi t cho anh em trong pháp lu t c a mình,ế ậ ủ
Florin Perier, ng i đã s ng g n m t ng n núi g i là Puy de Dome, yêu c u ông ta đ th c hi nườ ố ầ ộ ọ ọ ầ ể ự ệ
m t th nghi m quan tr ng.ộ ử ệ ọ Perier đã đ m t m t th c đo lên Puy de Dome và th c hi n cácể ấ ộ ướ ự ệ
phép đo d c theo con đ ng c a chi u cao c a c t th y ngân.ọ ườ ủ ề ủ ộ ủ Sau đó ông đ c so sánh nó v iượ ớ
các phép đo th c hi n chân núi đ xem nh ng phép đo th c hi n cao h n lên đ c trong th cự ệ ở ể ữ ự ệ ơ ượ ự
t nh h n.ế ỏ ơ Vào tháng Chín năm 1648, Perier c n th n và t m th c hi n các thí nghi m, vàẩ ậ ỉ ỉ ự ệ ệ
th y r ng d đoán c a Pascal đã đ c chính xác.ấ ằ ự ủ ượ Các phong vũ bi u th y ngân đ ng th p h nể ủ ứ ấ ơ
m t cao h n đi.ộ ơ [ 5 ]
Các lo iạ
N c d a trên phong vũ bi uướ ự ể
Khái ni m đó gi m áp su t khí quy n d báo th i ti t bão t , m c nhiên công nh n b i Lucienệ ả ấ ể ự ờ ế ố ặ ậ ở
Vidie, cung c p c s lý thuy t cho m t thi t b d báo th i ti t g i là "th y tinh c n bão" hayấ ơ ở ế ộ ế ị ự ờ ế ọ ủ ơ
m t "phong vũ bi u Goethe" (đ t theo tên c aộ ể ặ ủ Johann Wolfgang von Goethe , các nhà văn ng iườ
Đ c n i ti ng vàứ ổ ế polymath ng i đã phát tri n m t th c đo th i ti t bóng đ n gi n nh ng hi uườ ể ộ ướ ờ ế ơ ả ư ệ
qu s d ng các nguyên t c phát tri n b iả ử ụ ắ ể ở Toricelli ).
Th c đo bóng th i ti t bao g m m t thùng ch a th y tinh v i m t c th niêm phong, m t n aướ ờ ế ồ ộ ứ ủ ớ ộ ơ ể ộ ử
đ y n c.ầ ướ A h p vòi k t n i vào c th d i m c n c tăng trên m c n c.ẹ ế ố ơ ể ướ ứ ướ ứ ướ Các h p vòi m c aẹ ở ử
cho khí quy n.ể Khi áp su t không khí th p h n nó đã đ c t i th i đi m c th đã đ c niêmấ ấ ơ ượ ạ ờ ể ơ ể ượ
phong, m c n c các vòi s tăng trên m c n c trong c th , khi áp su t không khí cao, m cự ướ ở ẽ ứ ướ ơ ể ấ ự
n c các vòi s gi m xu ng d i m c n c trong c th .ướ ở ẽ ả ố ướ ự ướ ơ ể M t bi n th c a lo i th c đo cóộ ế ể ủ ạ ướ
th d dàng th c hi n t i nhà.ể ễ ự ệ ạ [ 8 ]
Phong vũ bi u th y ngânể ủ
M t phong vũ bi u th y ngân có m t ng th y tinh ít nh t là 84ộ ể ủ ộ ố ủ ấ cm chi u cao, đóng c a m tề ử ở ộ
đ u, v i m t h ch a th y ngân đ y m t i c s .ầ ớ ộ ồ ứ ủ ầ ở ạ ơ ở Tr ng l ng c a th y ngân t o ra m tọ ượ ủ ủ ạ ộ
kho ng tr ng phía trên c a ng.ả ố ở ủ ố Th y ngân trong ng đi u ch nh cho đ n khi tr ng l ng c aủ ố ề ỉ ế ọ ượ ủ
c t th y ngân trong khí quy n cân b ng l c l ng tác d ng lên h ch a.ộ ủ ể ằ ự ượ ụ ồ ứ Áp su t khí quy n caoấ ể
n i l c nhi u h n vào h ch a, bu c th y ngân cao h n trong c t.ơ ự ề ơ ồ ứ ộ ủ ơ ộ Áp su t th p cho phép cácấ ấ
th y ngân s gi m xu ng m c th p h n trong c t b ng cách gi m l c l ng đ c đ t trên hủ ẽ ả ố ứ ấ ơ ộ ằ ả ự ượ ượ ặ ồ
ch a.ứ K t khi nhi t đ cao h n các nh c c s làm gi m m t đ c a th y ngân, quy mô để ừ ệ ộ ơ ở ạ ụ ẽ ả ậ ộ ủ ủ ể
đ c chi u cao c a thu ngân đ c đi u ch nh đ bù đ p cho hi u ng này.ọ ề ủ ỷ ượ ề ỉ ể ắ ệ ứ
Torricelli tài li u mà chi u cao c a phong vũ bi u th y ngân trong m t s thay đ i m i ngày vàệ ề ủ ể ủ ộ ố ổ ỗ
k t lu n r ng đây là do thay đ i áp su t trongế ậ ằ ổ ấ khí quy nể . [ 1 ] Ông vi t: "Chúng ta đang s ngế ố
ng p n c d i đáy c a m t đ i d ng c a không khí c b n, trong đó đ c bi t đ n b i cácậ ướ ở ướ ủ ộ ạ ươ ủ ơ ả ượ ế ế ở
thí nghi m không th ch i cãi ph i có tr ng l ng ".ệ ể ố ả ọ ượ
Các phong vũ bi u th y ngân c a thi t k đ a đ n s bi u hi n c a áp su t khí quy n theoể ủ ủ ế ế ư ế ự ể ệ ủ ấ ể
inch ho c mm (Torr): áp l c đ c trích d n là c p đ cao c a th y ngân trong c t d c.ặ ự ượ ẫ ấ ộ ủ ủ ộ ọ 1 b uầ
không khí t ng đ ng v i kho ng 760 mm, th y ngân.ươ ươ ớ ả ủ
Thay đ i thi t k đ làm cho các nh c c nh y c m h n, đ n gi n đ đ c, và d dàng h n đổ ế ế ể ạ ụ ạ ả ơ ơ ả ể ọ ễ ơ ể
v n chuy n d n đ n các bi n th nh l u v c, xi phông, bánh xe, b n c, Fortin, nhi u g p,ậ ể ẫ ế ế ể ư ư ự ể ướ ề ấ
stereometric, và c đo khí áp cân b ng.ụ ằ Fitzroy c đo khí áp thu ngân k t h p các th c đo tiêuụ ỷ ế ợ ướ
chu n m t nhi t k , cũng nh h ng d n m t s cách gi i thích các thay đ i áp l c.ẩ ộ ệ ế ư ướ ẫ ộ ố ả ổ ự Fortin cụ
đo khí áp thu ngân s d ng m t chuy n bi n b , th ng đ c xây d ng v i m t k p ngón tayỷ ử ụ ộ ể ế ể ườ ượ ự ớ ộ ẹ
nh n vào m t màng đáy da.ấ ộ Đi u này bù cho d ch chuy n c a th y ngân trong c t v i áp l cề ị ể ủ ủ ộ ớ ự
khác nhau. Đ s d ng m t th c đo Fortin, m c đ th y ngân đ c thi t l p đ c p b ngể ử ụ ộ ướ ứ ộ ủ ượ ế ậ ể ấ ằ
không tr c khi áp su t đ c đ c trên c t.ướ ấ ượ ọ ộ M t s mô hình cũng s d ng m t van đóng các b nộ ố ử ụ ộ ồ
n c, cho phép các c t th y ngân b bu c ph i trên cùng c a c t cho giao thông.ướ ộ ủ ị ộ ả ủ ộ Đi u này ngănề
c n n c-búa thi t h i cho các c t trong quá c nh.ả ướ ệ ạ ộ ả
Ngày 05 Tháng Sáu năm 2007, m tộ Liên minh châu Âu ch th đ c ban hành đ h n ch vi cỉ ị ượ ể ạ ế ệ
bán th y ngân, do đó hi u qu k t thúc s n xu t c đo khí áp thu ngân m i châu Âu.ủ ệ ả ế ả ấ ụ ỷ ớ ở
Băng săt c đo khí ápụ
Xem thêm: Barograph
Old băng săt phong vũ bi uể
Hi n đ i, phong vũ bi u băệ ạ ể ng săt
M tộ th c đo băướ ng săt , phát minh c a th k 19 k s và nhà phát minh ng i Phápủ ế ỷ ỹ ư ườ Lucien
Vidie , s d ng, h p kim lo i nh , linh ho t g i là m t t bào băử ụ ộ ạ ỏ ạ ọ ộ ế ng săt. Băng săt viên này (tế
bào) đ c làm t m tượ ừ ộ h p kimợ c aủ berili và đ ngồ . [ 9 ] Các viên s tán (hay th ng h n viênơ ườ ơ
nang) b ngăn c n s p đ c a m t mùa xuân m nh.ị ả ụ ổ ủ ộ ạ thay đ i nh trong áp su t không khí bênổ ỏ ấ
ngoài gây ra các t bào đ m r ng ho c h p đ ng.ế ể ở ộ ặ ợ ồ Đi u này và co đĩa m r ng c khí đònề ổ ở ộ ơ
b y nh v y mà s chuy n đ ng nh c a viên nang đ c khu ch đ i và hi n th trên các m tẩ ư ậ ự ể ộ ỏ ủ ượ ế ạ ể ị ặ
c a phong vũ bi u băủ ể ng săt. Nhi u mô hình bao g m m t b kim t đ c s d ng đ đánh d uề ồ ộ ộ ự ượ ử ụ ể ấ
s đo l ng hi n hành đ thay đ i có th đ c nhìn th y.ự ườ ệ ể ổ ể ượ ấ Ngoài ra, c ch đ c th c hi n cơ ế ượ ự ệ ố
tình "c ng" đ khai thác các phong vũ bi u cho th y có nh ng áp l c đang tăng hay gi m nh làứ ể ể ấ ữ ự ả ư
di chuy n con tr .ể ỏ
Barographs
M tộ barograph , trong đó ghi m t đ th c a m t s áp su t khí quy n, s d ng m t c chộ ồ ị ủ ộ ố ấ ể ử ụ ộ ơ ế
phong vũ bi u băể ng săt đ di chuy n m t cây kim vào m t lá hút thu c ho c đ di chuy n m tể ể ộ ộ ố ặ ể ể ộ
cây bút trên gi y, c hai đ u thu c m t tr ng di chuy n c a đ ng h .ấ ả ề ộ ộ ố ể ủ ồ ồ [ 10 ]
Thêm b t th ng c đo khí ápấ ườ ụ
Có r t nhi u khác th ng h n các lo i phong vũ bi u.ấ ề ườ ơ ạ ể T bi n th trên các th c đo bão, ch ngừ ế ể ướ ẳ
h n nh sáng ch Collins B ng Phong vũ bi u, đ tìm ki m các thi t k truy n th ng h n nhạ ư ế ả ể ể ế ế ế ề ố ơ ư