विषय
- हवा कहाँ से आती है?
- पवन ऊर्जा का भौतिकी
- एनीमोमीटर के प्रकार
- एनीमोमीटर कैसे काम करता है
- अन्य एनीमोमीटर उपयोग: खेल
हालांकि एक अजीब शब्द के कुछ, एनीमोमीटर एक साधारण लेकिन आश्चर्यजनक रूप से बहुमुखी साधन को संदर्भित करता है, जो दुनिया भर में सबसे बुनियादी मौसम स्टेशनों में पाया जाता है। ग्रीक से अनुवाद सीधा है: "anem-" का मूल "हवा" और "मीटर" का अर्थ है (सामान्य शब्दों में, मात्रा के रूप में नहीं) "उपाय।"
जब आप "मौसम" शब्द के बारे में सोचते हैं, जब तक कि आप बाहरी स्थान पर नहीं रहते हैं, पहले शब्दों में से एक या संवेदी चित्र जो मन में आता है, लगभग निश्चित रूप से है हवा, एक घटना जो भयावह क्षति का कारण बन सकती है, अभी तक लगभग हर किसी के जीवन के अनुभव का एक पोषित हिस्सा बनी हुई है, अगर कविता और साहित्य की घटनाओं की पहुंच का पता लगाने पर भरोसा किया जाए।
सुरक्षा के कारणों से, मनोरंजक योजना और सादा जिज्ञासा के साथ, किसी भी समय मौसम की गति को जानना - या कम से कम वह दिशा जिसमें इसका उड़ना अगर किसी कारण से आप अपनी इंद्रियों के साथ इसका पता लगाने के लिए बाहर नहीं निकल सकते हैं - अपने क्षेत्र में, या आप जल्द ही यात्रा करने का इरादा रखते हैं, वास्तव में उपयोगी जानकारी है। इस उद्देश्य के लिए कई अलग-अलग प्रकार के एनेमोमीटर उपलब्ध हैं, उनमें से कुछ हवा की गति को अप्रत्यक्ष रूप से मापने के लिए विशेष रूप से चतुर तरीकों पर निर्भर हैं।
हवा कहाँ से आती है?
एक नन्हे बच्चे ने बताया कि पृथ्वी अपने भूमध्य रेखा पर लगभग 1,000 मील प्रति घंटे की रफ्तार से घूमती है, और लगभग 800 मील प्रति घंटे की रफ्तार से 40 डिग्री अक्षांश पर (जहां अमेरिका की अधिकांश आबादी केंद्रित है), मान सकते हैं कि हवा साधारण मार से आती है लगभग असंभव गति पर एक वस्तु के आसपास। हालांकि यह सहज ज्ञान युक्त बनाता है, असली तस्वीर बहुत अधिक जटिल है, लेकिन मौसम संबंधी घटनाओं के बारे में मूल्यवान शिक्षण अंक भी प्रदान करता है, लेकिन स्वतंत्र, हवा।
सूर्य पृथ्वी पर एक महान कई प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा का अंतिम स्रोत है, और हवा कोई अपवाद नहीं है। मुख्य रूप से पृथ्वी की सतह के विभिन्न हिस्सों से हवा के परिणाम सूरज से विभिन्न तापों को अवशोषित करते हैं। इस ऊर्जा को हवा के माध्यम से व्यक्त किया जाता है संवहन, एक तरल पदार्थ में आंदोलन के माध्यम से गर्मी का हस्तांतरण। कूलर की हवा डूबने के साथ गर्म हवा बढ़ती है, विभिन्न तापमानों के साथ हवा के आस-पास के क्षेत्रों के बीच हवा के लगातार घूर्णन आदान-प्रदान की स्थापना होती है।
हवा दुनिया भर में प्रसिद्ध "धाराओं" में घूमती है जो हवा की प्रसिद्ध नदियों की तरह हैं: जेट स्ट्रीम, ट्रेड विंड, पोलर जेट। हवाओं को उनकी उत्पत्ति के विशिष्ट स्रोतों के आधार पर वर्गीकृत किया गया है भूस्थिर हवाएं, थर्मल हवाएं या धीरे-धीरे चलने वाली हवाएँ.
पवन ऊर्जा का भौतिकी
वायु में द्रव्यमान होता है, इसलिए किसी अन्य वस्तु की तरह चलती हवा की गतिज ऊर्जा की गणना करना संभव है। के लिए समीकरण गतिज ऊर्जा KE = (1/2) mv है2 कहाँ पे v = वेग। (पवन वेग शायद ही कभी लंबे समय तक स्थिर होता है, इसलिए सार्थक डेटा उत्पन्न करने के लिए हवा की गति आमतौर पर कम समय अवधि में औसतन होती है।)
हवा के दिए गए आयतन का द्रव्यमान इसकी मात्रा, या ρV का घनत्व है। लेकिन हवा के साथ शक्ति, या प्रति यूनिट समय ऊर्जा, ब्याज का चर "विंड मास फ्लक्स" है, या टरबाइन (अक्सर एक सर्कल) के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र ए में कितनी हवा बहती है। पवन ऊर्जा के लिए समीकरण यह बात निकलकर आना
पीw = (1/2) ρAv3,
अर्थ है कि हवा की गति के घन के साथ शक्ति बढ़ जाती है। इसका मतलब है कि 30 एमपीएच की हवा 10 प्रदान करती है3 = एक हजार गुणा 10 MPH की हवा जितनी बिजली!
(1 मील / घंटा) = (मील / 1,609 मीटर) (3600 एस / घंटा) = 0.447 मीटर / से।
एनीमोमीटर के प्रकार
आप पहले से ही जानते हैं कि "एनीमोमीटर" क्या है। लेकिन दानेदार स्तर पर, लोग हवा की गति को किस प्रकार के उपकरणों से मापते हैं?
कभी-कभी, हवा की दिशा मुख्य चिंता का विषय है, जिसमें गति कम महत्वपूर्ण है। इसे ध्यान में रखते हुए, हवाई अड्डों में पवन के मोज़े होते हैं जो जल्द ही होने वाले मौसम के बारे में बहुत कुछ बताते हैं। उदाहरण के लिए, उत्तरपश्चिम (एक एनडब्ल्यू हवा) से बाहर की हवा का मतलब आमतौर पर कूलर, सुखाने का मौसम होता है, जबकि एक एसई हवा अक्सर गर्म, अधिक आर्द्र हवा लाती है।
एनीमोमीटर कैसे काम करता है
कप और प्रोपेलर एनेमोमीटर की शैली, जैसा कि उल्लेख किया गया है, सबसे सामान्य प्रकार; सौभाग्य से, इसके संचालन की व्याख्या करना आसान है। जैसे ही हवा चारों ओर प्रोपेलर की भुजा में घूमती है, कप एक ज्ञात त्रिज्या के वृत्त के माध्यम से पवन स्पिन को "पकड़ने" देता है (2 बार prop प्रोपेलर बांह की लंबाई, या परिधि) ज्ञात समय में स्पिन के रूप में। केंद्रीय छड़ को गिना जाता है। कुल दूरी (क्रांतियों समय परिधि) समय गति से विभाजित हवा की गति है।
अन्य प्रकार के एनीमोमीटर अधिक सम्मिलित तरीकों से हवा की गति निर्धारित करते हैं। ए हॉट-वायर एनीमोमीटर इस तथ्य का उपयोग करता है कि जब हवा किसी वस्तु से अधिक गर्म होकर हवा की तुलना में गर्म हो जाती है, तो वस्तु को ठंडा किया जाएगा क्योंकि संवहन के माध्यम से गर्मी को हटा दिया जाता है।
गर्म तार वाले एनेमोमीटर में, एक धातु के तार को विद्युत रूप से गर्म किया जाता है, जो हवा के संपर्क में आता है, जबकि तार की नोक पर तापमान को बनाए रखने के लिए बिजली को बढ़ाया या घटाया जाता है।इस प्रकार हवा की गति जितनी अधिक होती है, उतनी ही शक्ति की आवश्यकता होती है ताकि थर्मल संतुलन बना रहे।
वायु दाब को मापना - जिसे स्वयं एक यंत्र द्वारा मापा जाता है a बैरोमीटर - हवा की गति की गणना के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है। एक ट्यूब एनेमोमीटर, उदाहरण के लिए, एक ग्लास ट्यूब के अंदर हवा के दबाव को मापता है जो केवल एक छोर पर खुला होता है। हवा की गति की गणना ट्यूब के अंदर और बाहरी के बीच के दबाव के अंतर से की जा सकती है।
अन्य एनीमोमीटर उपयोग: खेल
बाहरी अंतरराष्ट्रीय ट्रैक प्रतियोगिताओं में दौड़ने की घटनाओं में, जहां धावक एक ही शुद्ध दिशा में आगे बढ़ते हैं, हवा प्रतियोगियों को सहायता (या बाधा) कर सकती है और बेहतर समय का उत्पादन कर सकती है। इस कारण से, इन घटनाओं के दौरान एक एनीमोमीटर को ट्रैकसाइड पर रखा जाता है। नए रिकॉर्ड की स्थापना के लिए धावकों की दिशा में अधिकतम स्वीकार्य शुद्ध हवा की गति 2.0 मीटर / सेकंड है, इसलिए यदि दौड़ के दौरान किसी भी समय विंड गेज इस मूल्य से ऊपर पढ़ता है, तो रिकॉर्ड रिकॉर्ड के लिए अयोग्य है।
पिछले अनुभाग से, आप जानते हैं कि मील प्रति घंटे (MPH) में हवा की गति m / s में इसके मूल्य से दोगुने से भी अधिक है। इस प्रकार 5 एमपीएच की हवा, जिसे रोजमर्रा के मानक के हिसाब से काफी मामूली माना जाएगा, "सच्ची" मानवीय उपलब्धि के दायरे के बाहर एक निशान प्रदान करने के लिए पर्याप्त बढ़ावा देने के लिए पर्याप्त है। जब कम से कम 10 सेकंड में दौड़ने से पहले सिर्फ 0.01 सेकंड तेजी से खत्म होता है, तो हर कारक महत्वपूर्ण होता है। अब आधुनिक समय के उपकरण के बिना ट्रैक की कल्पना करें, अकेले एनीमोमीटर दें!