Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 Масса атмосферы составляет ~ 6 10 18 кг «Мы находимся на дне воздушного океана…». Согласны ли вы с этим утверждением. - презентация

1 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 Масса атмосферы составляет ~ 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.

2 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 Его можно обнаружить по давлению на твёрдые, жидкие и газообразные тела Почему кленовый лист, плот- но прижатый ко рту, при вдохе лопается? Фонтан в пустоте Поилка для кур Втягивание яйца « Волшебная» газета Фонтан Фонтан впустотевпустоте

3 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 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, так как газы занимают весь предоставленный объём; 2) нет, так как молекулы газа под действием силы тяжести стремятся вниз, к поверхности Земли. В. На рис. 1 изображены два жёстких сосуда, доверху наполненные водой. При откачивании воздуха вода поднимется: 1) 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 АБ

4 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 Опыт Торричелли А Т М О С Ф ЕРАА Т М О С Ф ЕРА имеет вес точная граница не определена плотность воз- духа изменяется с высотой Оказывает давление на все тела Формула расчёта р = 9,8 Н/кг ρ h неприменима! Измерение давления на твёрдые тела Поднятие жидкости под действием давления атмосферы Опыт с магдебург- скими полушариями

5 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 Определить, с какой силой атмосфера сжимает полушария, когда из них частично выкачивается воздух. Общая площадь поверхности полушарий 0,28 м 2. С какой силой тянут лошади в разные стороны? Опыт был задуман и проведён бургомистр- ром г. Магдебурга Отто фон Герике в 1654 году. Он изобрёл особый насос и использовал его для доказательства существования атмосферного давления. В опыте принимали участие 8 пар лошадей. Опыт потряс зрителей.

6 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/ см 76 см В опыте Торричелли мы видим, что столб ртути Высотой 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 см 2 ? 6. Можно ли использовать трубки другой формы?

7 ПРОВЕРЬ СЕБЯ: Каким будет результат опыта Торричелли на Луне? 1. Высота столба ртути будет такой же, как и на Земле: 760 мм. 2. Высота столба ртути будет выше, так как сила тяжести на Луне в 6 раз меньше. 3. Столб ртути будет меньше. 4. Ртуть выльется до уровня её в открытом поддоне. Верен ответ 4. На Луне нет атмосферы! Поэтому на свободную поверхность ртути нет давления, удерживающего её столб в трубке. Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012

8 Рассчитать, на какую высоту может подняться вода под действием нормального атмосферного давления? На одинаковую ли высоту опустится ртуть в трубках разного сечения? НОРМАЛЬНЫМ считается атмосфер- ное давление 76 см рт. ст. (на уровне моря). 1.ОБЪЯСНИТЕ, что означает эта вели- чина. 2. ВЫРАЗИТЕ нормальное атмосферное давление в Па (паскалях). 76 см ? h Ртуть Вода 100 см

9 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 0,76 м 10,3 м ?? Ртуть Вода Спирт Бензин

10 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 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. 1.Давление, оказываемое 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.

11 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 В один и тот же час в течение 9 суток ученики отмечали атмосферное давление и построили график суточного изменения давления. Ответьте на 5 вопросов: Дни р, мм рт. ст. Ответы: 1) 755; 2) 5–7-й дни; 3) 3-й и 8-й дни; 4) 770; 5) на Каким было давление в первый день? 2. В какие дни давление было выше нормального? 3. Когда давление было нормальным? 4. Какое давление было самим высоким? 5. На сколько изменилось давление (в мм рт. ст.) между 5 и 9 днями?

12 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/ м 24 м 120 м р 0 = 760 мм рт. ст. р 1 = ? р 2 = ? р 3 = ? 12 м 24 м 120 м 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.? р 1 =? р 2 = ? р 3 = ? Ответы: 1) 750; 2) 770; 3) 720.

13 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 А. Если опыт Торричелли проводить: а) с водой; б) со спиртом и в) со ртутью, – то столбик какой жидкости будет: 1) самым коротким? 2) самым длинным? 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, так как …; Обоснуйте этот ответ письменно, 2) нет, так как …. в произвольной форме. Г. Точность выше при измерении с помощью барометра: 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: А1 в; А2 б; Б2; В2; Г1; Д2.

14 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 Это приборы, определяющие давление в средах, большее и меньшее относительно атмосферы р 0 = 760 мм рт. ст. 100 к Па Определить давление внутри сосудов. Выразить в Па. ОТВЕТ: 1) 754 мм рт. ст Па; 2) Па. РТУТНЫЙ манометр ВОДЯНОЙ манометр 6 мм К насосу р 2 = ? 12 см

15 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 ЗАДАЧА. Открытые жидкостные манометры соединены с сосудами А, В, С. В каком из сосудов давление газа: а) равно атмосферному давлению; б) больше атмосферного; в) меньше атмосферного давления? АВС мм рт. ст.

16 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 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: 1. Почему вода выливается порциями? 2. На какую максимально высоту может поднять воду насос?

17 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 Резина Рис. 1Рис. 2 Рис. 3 Рис. 4Рис. 5 В магистраль ОБЪЯСНИТЕ: 1. 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 магистраль: Р – поршень, К 1 и К 2 – клапаны. Куда движется поршень? Где такой аппарат используется? 5. Как работает нагнетательный насос садового опрыскивателя? (рис. 5)? А

18 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 А В С 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 подтвердить опытом.

19 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 Геронов фонтан Как действует? 1. Отчего вода булькает, выли- ваясь из бутылки? 2. Зачем мы делаем вдох, когда пьём? 3. Почему корнеплоды, выросшие в чернозёме или песчаной Почве, выдёргиваются легко, а на влажной глинистой – трудно? 4. Как с помощью резиновой трубки перелить воду в стакан?

20 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/ спидометром. 2.манометром. 3.альтиметром. 4.барометром. 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, плотность газов намного меньше плотности жидкостей; 2) да, так как 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, так как закон Паскаля одинаков для всех жидкостей; 2) да, так как плотности разных жидкостей разные. Д. Для каждой жидкости существует предельная высота поднятия столба жидкости насосом. С чем это связано? 1) С различным устройством насосов. 2) с разной плотностью жидкостей. ОТВЕТЫ: А3; Б3; В2; Г1; Д2. А. Высоту измеряют … Б. Атмосферное давление измеряют… В. Давление, большее или меньшее атмосферного,… Г. Скорость движения тел измеряют… ОТВЕТЫ: А3; Б4; В2; Г1.

21 Журнал "Физика - Первое Сентября" 1/2012 К насосу 90 см ? ? Почему высота столбов жид- костей разная? Определить высоту подъёма воды и ртути в трубках. 1. Как морская звезда передвигается по дну океана? Множество тонких полых ножек звезды вытягиваются под 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 разре- жение. 3. Объясните действие простой медицинской банки и вантуза.

22