기압계

요약 대기의 압력을 측정하는 장치로서 기압계의 종류에는 수은기압계, 자기기압계, 아네로이드기압계 등이 있다.

기압계

수은기압계

17세기 이탈리아의 물리학자 토리첼리는 한 쪽 끝이 막힌 길이 1m의 유리관에 수은을 가득 채우고 반대쪽의 열린 관 끝을 수은이 담긴 용기에 넣어 관을 세웠을 때, 관 내의 수은은 그릇의 수은면으로부터 약 760mm 높이까지 하강하여 정지한다는 것을 발견하였다. 이는 관 내의 수은의 무게와 그릇의 수은면에 작용하는 기압이 균형을 이루고 있기 때문이라는 것을 알았다.

수은기압계는 이 원리를 응용한 것이다. 수은주의 높이 h, 기압 p, 그리고 밀도를 ρ, 중력가속도 g라고 하면 p=ρgh로 표시된다. 그러나 밀도ρ는 기온에 따라 변하고, 중력가속도 g도 장소에 따라 변한다. 그러므로 보정이 필요하다.

아네로이드기압계

접시모양의 얇은 금속동판(공합:空盒) 2장을 대칭으로 회전축에 연결시켜 놓고 주변을 밀봉한 다음 금속동판(공합:空盒) 내부의 공기를 빼내어 진공상태로 하면, 공합은 짜부러지는 것과 같이 변형되어 금속의 탄성과 기압이 평형을 이루게 된다. 이러한 원리를 이용하여 기압이 변화함에 따라 수축과 팽창으로 공합의 두께가 변하는데, 이 공합의 움직임을 지렛대를 이용해 확대시켜 지침을 움직이게 하여 기압눈금이 표시된 눈금판으로부터 기압을 읽을 수 있도록 한 기기이다.

좋은(수은) 기압계가 갖추어야 할 조건

- 기압계의 정확성이 장기간 변하지 말아야 한다.
- 시도(read)를 용이하고 신속히 읽을 수 있어야 한다.
- 정확성을 유지하면서 운반할 수 있는 것이어야 한다.
- 유리관 내경이 7mm이상 되어야 하고, 9mm정도가 적당하다.
- 유리관으로 되어 있어야 하며, 진공상태이어야 한다. 수은의 순도는 상당히 중요하므로 이중증류와 기름제거 및 반복적인 세척과 여과가 된 것이어야 한다.
- 표준중력하에서 정확한 시도를 나타내는 실제온도가 새겨져야 한다. 즉, 눈금은 0℃에서 정확한 시도를 나타내도록 새겨져야 한다.
- 유리관 내경이 크지 않을 경우(<20mm)에는 메니스커스(meniscus, 수은주 상단의 볼록한 부분)가 평편해서는 안 된다.
- 해상용 기압계에서는 어느 일점의 오차가 ±0.5hPa을 초과해서는 안 된다.