Barometre nedir?

Belirli bir yüzey alanı üzerinde yer alan atmosfer kolonu tarafından uygulanan kuvvet yani atmosfer basıncı, 1643 yılında Evangelista Torricelli tarafından bulunan barometre ile ölçülür. Cıva kullanılan barometrelerde atmosfer basıncı sıvı haldeki maddelerin basınç karşısında gösterdiği tepkiye göre ölçülürken, Aneroid olarak isimlendirilen havalı barometreler ise sıvı kullanılmaksızın havanın tepkisi ile hava basıncının ölçülmesini sağlar. Torricelli tarafından yapılan ilk barometre çalışmaları, bir kap içinde yer alan cıva yüzeyine atmosferin uyguladığı kuvvetin ölçülmesine yönelikti. Dikey konumlu ve tek ucu kapalı basit bir boru olan ilk barometre, bu borunun açık kısmının içi cıva dolu bir kaba batırılması ile atmosfer basıncını ölçmektedir.

İtalyan bir fizikçi olan Evangelista Torricelli, 1643 yılına kadar aralarında Galilei’nin öğrencisi olan Benedetto ve Castelli’nin de bulunduğu bazı bilimadamları ile ortak çalışmalar yürüttü. Fizik üzerine yaptığı çalışmaların dışında matematik bilimi üzerine de geniş içerikli araştırmalar yapan Torricelli ayrıca geometri ve mekanik üzerine de kitaplar yayımladı. 1643 yılında açık hava basıncının ölçülmesini sağlayan barometreyi icat eden Evangelista Torricelli, cıva kullanarak deniz seviyesinde “hava basıncının 1 cm² yüzeye 1033 gram” kuvvet uyguladığını keşfetti. Daha sonra yapılan araştırmalar da benzer sonuçlar verdiğinden, Torricelli’nin çalışmaları sonucunda bulduğu atmosfer basınç değerinin kesin olduğu anlaşılmıştır. Günümüzde atmosfer basınç birimi olarak kullanılan ATM tabiri, 1 cm²’lik alana açık havanın uyguladığı kuvveti temsil etmektedir.

Torricelli 1643 yılında açık hava basıncı üzerine yaptığı deneyde; dikey konumlu ve tek ucu kapalı bir boruyu içi cıva doldurmuş bir kaba açık ucu aşağı gelecek şekilde batırılmış ve böylece açık havanın cıva yüzeyine uyguladığı basıncı hesaplamayı başarmıştır. Borunun açık ucunun cıva dolu kaba batırılması ile borunun içine belirli bir seviyeye kadar yükselen cıva, kabın dış kısmına açık havanın uyguladığı basınca göre yükselip alçalır. Borunun içindeki civanın kap yüzeyinden yüksekliği ise barometre basınç değerini göstermektedir. Çok basit bir icat olmasına rağmen oldukça işlevsel ve tutarlı çalışan barometre sayesinde açık hava basıncının uyguladığı kuvvet tam olarak ölçülebilmiştir.

Torricelli tarafından yapılan ilk deneyler açık hava basıncının “deniz seviyesinde” 76 santimetre yüksekliğinde bir cıva sütunu oluşmasına neden olmuştur. Bir ucu kapalı borunun deniz seviyesinde cıva dolu kaba batırılması sonucunda boru içinde yükselen civanın yüksekliği 76 santim ölçülür ve bu yükseklik de 1 atmosfer basıncı olarak kabul edilir. Hava durumu tahminlerinin çok daha net ve tutarlı bir biçimde yapılmasını sağlayan barometre, boru içinde yer alan civanın alçalıp yükselmesine göre atmosferdeki basınç değişikliklerinin anlaşılmasını sağlar. Sıvısız barometre olarak bilinen Aneroid sistemde ise, metal bir kutu içinde havanın daralıp genişlemesinin belirli bir rakamsal değere dönüştürülmesi ile atmosfer ölçülür.