Презентация "Существование атмосферного давления" по физике – проект, доклад

Атмосферное давление

Масса атмосферы составляет ~ 6 *1018 кг

«Мы находимся на дне воздушного океана…». Согласны ли Вы с этим утверждением итальянского учёного Э. Торричелли?

Давление воздушной оболочки Земли на её поверхность и все тела называют АТМОСФЕРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ.

Почему нас не раздавила такая тяжесть? Не ощущается вес воздуха? Как на поверхности Земли проявляется давление атмосферы? Можно ли измерить его величину?

Чтобы ответить на эти вопросы, нужно прежде выяснить, как обнаружить давление атмосферы.

Почему кленовый лист, плот- но прижатый ко рту, при вдохе лопается?

Опыты, подтверждающие существование атмосферного давления

Его можно обнаружить по давлению на твёрдые, жидкие и газообразные тела

Втягивание яйца

«Волшебная» газета

Фонтан в пустоте Поилка для кур

Проверь себя !

А. Какова средняя скорость молекул газов, входящих в атмосферу? 1. Больше второй космической скорости. 2. Меньше второй космической скорости. 3. Равна второй космической скорости. Б. Можно ли считать плотность газа в большом объёме строго одинаковой? 1. Да, т.к. газы занимают весь предоставленный объём. 2. Нет, т.к. молекулы газа под действием силы тяжести стремятся вниз, к поверхности Земли. В. На рис.1изображены два жёстких сосуда, доверху наполненные водой. При откачивании воздуха… 1. Вода поднимется из обоих сосудов. 2. Только из сосуда А. 3. Только из сосуда Б. Г. Почему вода поднимается вслед за поршнем? 1. Под действием веса воды в сосуде. 2. Под поршнем образуется безвоздушное пространство, которое втягивает воду. 3. Под действием давления атмосферы на свободную поверхность жидкости.

Ответы: А3; Б2; В3; Г3 Рис.1 Рис. 2 А Б

Опыт Торричелли

Как измерить величину атмосферного давления?

А Т М О С Ф Е Р А имеет вес

точная граница не определена

плотность воз- духа изменяется с высотой

Оказывает давление на все тела

Формула расчёта р = 9,8Н/кг *ρ* h неприменима!

Измерение давления

на твёрдые тела

Поднятие жидкости под действием давления атмосферы

Опыт с магдебург- скими полуша- риями

Опыт с магдебургскими полушариями

Задача

Определить, с какой силой атмосфера сжимает полушария, когда из них частично выкачивается воздух. Общая площадь поверхности полушарий 0,28 м2. С какой силой тянут лошади в разные стороны?

Опыт был задуман и проведён бургомист- ром г. Магдебурга Отто фон Герике в 1654 году. Им был изобретён особый насос, использован- ный для доказатель- ства существования атмосферного дав- ления. В опыте при- нимали участие 8 пар лошадей. Опыт потряс зрителей .

100 см 76 см

В опыте Торричелли мы видим, что столб ртути высотой в 76 см оказывает такое же давление, что и атмосфера.

1. Зачем в опыте Торричелли трубка запаяна с одного конца? 2. Изменится ли результат, если трубку наклонить? 3. Можно ли взять трубку для опыта длиной менее или более 1 м? 4. Почему взята ртуть, а не другая жидкость? 5. Обязательно ли сечение трубки должно точно быть 1 см2? 6. Можно ли использовать трубки другой формы?

Подумай и ответь !

ПРОВЕРЬ СЕБЯ:

Каким будет результат опыта Торричелли на Луне? Высота столба ртути будет такой же, как и на Земле: 760 мм . Высота столба ртути будет выше, т.к. сила тяжести на Луне в 6 раз меньше. Столб ртути будет меньше. Ртуть выльется до уровня её в открытом поддоне.

Ответ: верен ответ 4. На Луне нет атмосферы! Поэтому на свободную поверхность ртути нет давления, удерживающего её столб в трубке.

Рассчитать, на какую высоту может подня- ться вода под дейст- вием нормального атмосферного давления?

На одинаковую ли вы- соту опустится ртуть в трубках разного сечения?

НОРМАЛЬНЫМ считается атмосфе- рное давление в 76 см рт.ст. (на уро- вне моря). ОБЪЯСНИТЕ, что означает эта вели- чина. 2. ВЫРАЗИТЕ норма- льное атмосферное давление в Па (Паскалях).

? h Ртуть Вода

_____ ______ _______ _ __________ __________ ________

0,76 м 10,3 м

Ртуть Вода Спирт Бензин

А. Почему молекулы газов, входящих в состав атмосферы, не улетают в мировое космическое пространство? Б. Почему молекулы газов не падают на Землю? В. Почему нельзя рассчитать атмосферное давление так, как рассчитывают давление столба жидкости? Г. Какой физический закон использует врач, набирая лекарство в шприц? Д. Чем объяснить, что опыт Торричелли позволяет определить величину атмосферного давления? Ответы на эти вопросы приведены ниже. Найдите их. Давление, производимое земной атмосферой, передаётся без изменений по всем направлениям. 2. Беспорядочное движение молекул воздуха мешает силе тяжести втянуть все молекулы в нижний, самый плотный слой около Земли. 3. Определённой границы земной атмосферы не существует. Плотность воздуха убывает с высотой. 4. Атмосфера давит на поверхность ртути в чашке, это давление передаётся ртутью по всем направлениям и удерживает столб ртути в трубке. 5. Чтобы покинуть Землю, любое тело должно иметь скорость не менее 11,2 км/с.

Ответы: А5; Б2; В3; Г1; Д4.

В один и тот же час в течение 9 суток ученики отмечали атмосферное давление и построили график суточного изменения давления. Ответьте на 5 вопросов:

755 760 765 770 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Дни р, мм рт. ст.

Ответы: 1) 755; 2) 5 – 8 дни; 3) 4 и 9 дни ; 4) 770; 5) 10.

Графическая задача.

1. Каким было давление в первый день? 2. В какие дни давление было выше нормального? 3. Когда давление было нормальным? 4. В какой день давление было самим высоким? 5. На сколько изменилось давление (в мм рт. ст.) между 5 и 9 днями?

Как изменяется атмосферное давление с высотой ?

12 м 24 м 120 м р0 = 760 мм рт. ст. р1= ? р2= ? р3= ? Задание: 12 м - 1 мм рт. ст.

Определить атмосферное давление: 1). на вершине горы; 2). на дне шахты; 3). какой высоте соответствует давление 700 мм рт. ст.?

р1=?

Ответы: 1) 750; 2) 770; 3)720.

А. Если опыт Торричелли проводить с водой, спиртом и ртутью, то столбик какой жидкости будет… Б. самым коротким? В. самым длинным? Г. столбик воды. Д. столбик ртути. Е. столбик спирта. Б. Атмосферное давление уменьшается с подъёмом в гору. Какой из приведённых ниже фактов является причиной этого? 1. Уменьшается высота воздушного столба. 2. Уменьшается плотность воздуха. 3. Уменьшается сила притяжения Земли. В. Могут ли в опыте Торричелли разные жидкости иметь одинаковую высоту столба при одном значении атмосферного давления? 1. Да, т.к. … Обоснуйте этот ответ письменно, 2. Нет, т.к. … в произвольной форме. Г. Точность измерений какого барометра выше: 1. жидкостного. 2. анероида. Д. Какой барометр можно использовать для измерений на орбитальной космической станции? 1. только жидкостный. 2. только анероид. 3. используют и тот, и другой.

Ответы: АБД; АВЕ; Б2; В2; Г1; Д2.

М а н о м е т р ы

Это приборы, определяющие давление в средах большее и меньшее относительно атмосферы.

Р0 = 760 мм рт. ст. ≈ 100 кПа

Определить давление внутри сосудов. Выразить в Па.

ОТВЕТ: 1) 754 мм рт. ст., ≈ 90 000 Па; 2) ≈ 101200 Па.

РТУТНЫЙ манометр ВОДЯНОЙ манометр 6 мм К насосу р2 = ? 12 см

ЗАДАЧА. Открытые жидкостные манометры соединены с сосудами А, В, С. В каком из сосудов давление газа равно атмосферному дав- лению; больше атмосферного; меньше атмосферного давления?

100 50 0 50 100 В С мм рт. ст.

Как устроен и работает насос?

УСТРОЙСТВО НАСОСА: 1 - металлическая труба, 2 - поршень с отверстием, 3 - кран, 4 - впускной клапан, 5 - выпускной клапан, 6 - рычаг. В О П Р О С Ы: Почему вода выливается порциями? 2. На какую максимально высоту может поднять воду насос?

1 2 3 4 5 6

Н а с о с ы Резина Рис. 1 Рис. 3 Рис. 4 Рис. 5 В магистраль

ОБЪЯСНИТЕ: Как работает насос, схема которого изображена на рис. 1? 2. По схеме рис. 2 опишите работу пожарного насоса. Какую роль играет воздушная камера А? 3. Как действует насос (рис.3)? 4. Как работает компрессор (рис.4) для нагнетания воздуха в маги- страль: Р- поршень, К1 и К2 – клапаны. Куда движется пор- шень? Где такой аппарат исполь- зуется? 5. Как работает нагнетательный насос садового опрыскивателя? (рис. 5)?

Попробуй объяснить!

Сосуд Мариотта Почему из такого сосуда жидкость вытекает равно- мерно?

Где это используется?

Выльется ли вода из обеих трубок, если открыть пробки вверху? Обосновать и подтвер- дить опытом.

Геронов фонтан Как действует? Объясни !

1. Отчего вода булькает, выли- ваясь из бутылки? 2. Зачем мы делаем вдох, когда пьём? 3. Почему корнеплоды, вырос- шие на чернозёме или песчаной почве выдёргиваются легко, а на влажной глинистой – тяжело? 4. Как с помощью резиновой трубки перелить воду в стакан?

спидометр. манометр. альтиметр. барометр.

П р о в е р ь с е б я !

А. Какие бывают барометры? Б. Какие бывают манометры? 1. Только жидкостные. 2. Только металлические. 3. Жидкостные и металлические. В. Можно ли создать машину, подобную гидравлической, но только с газом вместо жидкости? 1. Нет, т.к. плотность газов намного меньше плотности жидкостей. 2. Да, т.к. закон Паскаля распространяется и на газы. Г. С помощью гидравлического пресса можно малой силой уравновесить большую силу. Зависит ли это от рода применяемой в прессе жидкости? 1. Нет, т.к. закон Паскаля одинаков для всех жидкостей. 2. Да, т.к. плотности разных жидкостей разные. Д. Для каждой жидкости существует предельная высота поднятия столба жидкости насосом. С чем это связано? 1. Различным устройством насосов. 2. Разной плотностью жидкостей. ОТВЕТЫ: А3; Б3; В2; Г1; Д2.

А. Прибор для измерения высоты… Б. Атмосферное давление измеряет… В. Давление большее или меньшее атмосферного… Г. Скорость движения тел измеряет… ОТВЕТЫ: А3; Б4; В2; Г1.

90 см

Почему высота столбов жид- костей разная? Определить высоту подъёма воды и ртути в трубках.

1. Как морская звезда передви- гается по дну океана? Множество тонких полых ножек звезды вытягиваются давлением воды, а затем присасываются к поверхно- сти и сокращаются. 2. Зачем на щупальцах осьмино- га много присосок? Охватывая жертву щупаль- цами, осьминог с помощью мощных присосок удержива- ет её, расслабляясь и созда- вая внутри присосок разря- жение. 3. Объясните действие простой медицинской банки и вантуза.

Составьте сами!