Jak przewidzieć zmiany pogody? Niektórzy ludzie przewidują pogodę na podstawie 'łamania w kościach'. Ale lepszym urządzeniem jest barometr, na przykład jak ten na zdjęciu, przypominający zamknięty dzbanek do wina a nazywany barometrem Goethego. Przy wysokim ciśnieniu atmosferycznym poziom cieczy w wąskim naczyniu obniża się, a przy małym ciśnieniu - podwyższa się.

Barometr Goethego składa się z dwóch pojemników (są to naczynia połączone), które wypełnia się wodą (najlepiej zabarwioną) w taki sposób, by pomiędzy tymi naczyniami nie było przepływu powietrza. Większy pojemnik jest szczelnie zamknięty od góry, w ten sposób powietrze tam znajdujące się jest zamknięte. Jeśli od momentu wlania wody do pojemniczka, ciśnienie atmosferyczne się zwiększy, to woda w wąskim naczynku zostanie 'wepchnięta' do środka (ciśnienia muszą się wyrównać!), czyli poziom wody w wąskim naczyniu się obniży. W drugim, szerokim naczyniu, podwyższenie poziomu cieczy będzie niezauważalne - przekrój tego naczynia jest dużo większy od pierwszego. I odwrotnie, gdy ciśnienie atmosferyczne obniży się, poziom cieczy w wąskim naczyniu podniesie się.

Niestety, taki barometr nie jest specjalnie dokładny - a winę za to ponosi właśnie obecność powietrza w szerszym naczyniu.

Barometr Goethego jest przyrządem bardzo prostym a jego wskazania bardzo przybliżone.

Oznaczmy przez pa ciśnienie atmosferyczne w momencie napełniania barometru cieczą i przez Va objętość zajętą przy tym ciśnieniu przez powietrze w dużym pojemniku. Po zmianie ciśnienia atmosferycznego do wartości p_x, objętość (przy założeniu stałości temperatury) V_x będzie równa:

V_x = p_aV_a/p_x

Różnica objętości ΔV da nam objętość o jaką się zwiększy (zmniejszy) objętość cieczy w szerokim zbiorniczku, jest ona równa:

ΔV = V_x - V_a = (p_a/p_x - 1)V_a

O taką samą objętość zmniejszy (zwiększy) się objętość cieczy w drugim naczynku. Dla przykładu: przyjmiemy pole powierzchni w dużym naczyniu 50 razy większe od pola w drugim naczyniu. Jeśli przy tym poziom cieczy w tym węższym zbiorniczku zmieni się np. o 5 mm, to w szerokim zmieni się o 5/50 = 0,1 mm. Czyli, w pierwszym przybliżeniu obecność cieczy w szerokim naczyniu nie wpływa na odczyt. Ale nie uwzględniliśmy zmian temperatury.

W odróżnieniu od barometru Toriccelliego (zdjęcie), w zamkniętej części barometru Goethego znajduje się gaz, a nie próżnia. Wzrost temperatury spowoduje rozszerzenie się gazu w części zamkniętej. To z kolei, przy niezmienionym ciśnieniu zewnętrznym, zmieni wskazania barometru.

Na błąd wskazań barometru nieco większy wpływ ma fakt, że wewnątrz jest woda, a nie np. jakiś olej o niskiej prężności par. Ciśnienie par wody rośnie z temperaturą nieliniowo, znacznie szybciej, niż ciśnienie gazu (suchego, tzw. doskonałego), zob. psychrometr.