Коровин Роман мбоу «сош №45» г. Новоуральск Свердловской области, учащийся 8 а класса Научные руководители Москвитина Елена Владимировна
жүктеу/скачать 1,34 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Коровина Наталия Валерьевна
- Атмосферное давление
- Опыт 1. «Яйцо в мензурке»
- Опыт 2. «Вода в перевернутом стакане»
- Объяснение
- 9 января 2014 года
- 10 января 2014 года
- 13 января 2014 года
| Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №45» Просто о важном (физика атмосферы) Выполнил: Коровин Роман МБОУ «СОШ № 45» г. Новоуральск Свердловской области, учащийся 8 А класса Научные руководители Москвитина Елена Владимировна, учитель физики высшей кв. категории, МБОУ «СОШ № 45» г. Новоуральск Свердловской области Коровина Наталия Валерьевна, учитель информатики первой кв.категории, МБОУ «СОШ № 45» г. Новоуральск Свердловской области Новоуральский городской округ, 2014 СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ Без сомнения, все наше знание начинается с опытов. (Кант Эммануил, немецкий философ 1724-1804 гг.) Мы живем на дне воздушного океана. Над нами – огромная толща воздуха. Воздушную оболочку, окружающую Землю, называют атмосферой (от греч. атмос ‑ пар, воздух и сфера ‑ шар). Атмосфера, как показали наблюдения за полетом искусственных спутников Земли, простирается на высоту нескольких тысяч километров. А воздух, как он не легок, все же имеет вес. Вследствие действия силы тяжести верхние слои воздуха, подобно воде океана, сжимают нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, сжат больше всего и, согласно закону Паскаля, передает производимое на него давление по всем направлениям. В результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха, или, как обычно говорят, испытывают атмосферное давление. Каким же образом выдерживают живые организмы такие огромные нагрузки? Как можно измерить атмосферное давление и от чего оно зависит? Почему наше здоровье зависит от изменения атмосферного давления? Актуальность и необходимость заниматься вопросами такого природного явления, как атмосферное давление, возникло давно. Изучение атмосферного давления имеет большую историю, как и многие другие научные открытия, оно связано с практическими потребностями людей. Гипотеза исследования: мы предположили, что сила атмосферного давления, оказываемого на тело, зависит от площади поверхности и высоты над уровнем моря. Факт существования атмосферного давления можно проследить, проделывая простые опыты. Цель данной работы опытным путем подтвердить существование атмосферного давления и проследить зависимость силы атмосферного давления от площади поверхности тела и высоты над уровнем моря. Объект исследования: атмосферное давление. Предмет исследования: зависимость силы атмосферного давления, оказываемого на тела от площади поверхности и высоты над уровнем моря. Для достижения цели поставлены задачи: 1) провести опыты и пронаблюдать проявления атмосферного давления; 2) пронаблюдать зависимость силы атмосферного давления от площади поверхности тела; 3) пронаблюдать зависимость атмосферного давления от высоты над уровнем моря; 4) изучить литературу по данному вопросу; 5) выяснить роль атмосферного давления в живой природе; 6) проанализировать полученные результаты. Итоги данной научно-исследовательской работы оформить в виде учебного пособия, которое можно использовать на уроках физики при изучении темы «Атмосферное давление» в 7 классе или на элективных курсах по естествознанию в 5, 6 классах.
I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1. АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Атмосферное давление падает с высотой, поскольку оно создается лишь вышележащим слоем атмосферы, и зависимость давления от высоты описывается так называемой барометрической формулой. Высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 гПа (гектоПаскаль), называется барической (барометрической) ступенью. У земной поверхности при давлении 1000 гПа и температуре 0°С она равна 8 м/гПа. С ростом температуры и увеличением высоты над уровнем моря она возрастает, т. е. она прямо пропорциональна температуре и обратно пропорциональна давлению. Нормальным атмосферным давлением называют давление в 760 мм рт. ст. (101 325 Па) (на уровне моря и географической широте 45°). Отмечены колебания атмосферного давления (на уровне моря) в пределах 684 – 809 мм рт.ст. Колебания давления соответствуют приходу циклонов и антициклонов, соответственно. Изменение давления на уровне моря показывается с помощью изобар ‑ линий на карте, соединяющих точки с одинаковым приземным атмосферным давлением, обязательно приведенным к уровню моря. На земной поверхности атмосферное давление изменяется от места к месту и во времени. Особенно важны непериодические изменения атмосферного давления, связанные с возникновением, развитием и разрушением медленно движущихся областей высокого давления – антициклонов и относительно быстро перемещающихся огромных вихрей ‑ циклонов, в которых господствует пониженное давление, определяющие погоду. 2. КАК БЫЛО ОТКРЫТО АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ Атмосферное давление привело людей в замешательство в 1638 году, когда не удалась затея герцога Тосканского украсить сады Флоренции фонтанами — вода не поднималась выше 10,3 метров. Поиски причин этого и опыты с более тяжелым веществом ‑ ртутью, предпринятые Эванджелистой Торричелли привели к тому, что в 1643 он доказал, что воздух имеет вес. Совместно с В. Вивиани, Торричелли провел первый опыт по измерению атмосферного давления, изобретя первый ртутный барометр стеклянную трубку (трубку Торричелли), в которой нет воздуха. В такой трубке ртуть поднимается на высоту около 760 мм. 
Торричелли обнаружил, что высота столба ртути в его опыте не зависит ни от формы трубки, ни от ее наклона. На уровне моря высота ртутного столба всегда была около 760 мм. Ученый предположил, что высота столба жидкости уравновешивается давлением воздуха. Зная высоту столба и плотность жидкости, можно определить величину давления атмосферы. 
Правильность предположения Торричелли была подтверждена в 1648 г. опытом Паскаля на горе Пью-де-Дом. Паскаль доказал, что меньший столб воздуха оказывает меньшее давление. Вследствие притяжения Земли и недостаточной скорости молекулы воздуха не могут покинуть околоземное пространство. Однако они не падают на поверхность Земли, а парят над ней, т.к. находятся в непрерывном тепловом движении. 
Благодаря тепловому движению и притяжению молекул к Земле их распределение в атмосфере неравномерно. При высоте атмосферы в 2000-3000 км 99% ее массы сосредоточено в нижнем (до 30 км) слое. Воздух, как и другие газы, хорошо сжимаем. Нижние слои атмосферы в результате давления на них верхних слоев имеют большую плотность воздуха. В ЖИЗНИ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ Роль атмосферного давления в жизни живых организмов очень велика. Многие органы действуют за счет атмосферного давления. Спруты и пиявки имеют присоски, при помощи которых они могут прилипнуть к любому предмету. Присоски увеличиваются в объеме, внутри них образуется разреженное пространство, и наружное давление воздуха прижимает их к поверхности какого-либо предмета. Так осьминоги хватают добычу, а пиявки передвигаются. Мухи и древесные лягушки могут держаться на оконном стекле благодаря крошечным присоскам, в которых создается разрежение, и атмосферное давление удерживает присоску на стекле. Рыбы-прилипалы имеют присасывающую поверхность, состоящую из ряда складок, образующих глубокие «карманы». При попытке оторвать присоску от поверхности, к которой она прилипла, глубина карманов увеличивается, давление в них уменьшается и тогда внешнее давление еще сильнее прижимает присоску. Слон использует атмосферное давление всякий раз, когда хочет пить. Шея у него короткая, и он не может нагнуть голову в воду, а опускает только хобот и втягивает воздух. Под действием атмосферного давления хобот наполняется водой, тогда слон изгибает его и выливает воду в рот.
Мы провели занимательные опыты в домашних условиях (Приложение 2), которые объясняют существование атмосферного давления. Опыт 1. «Яйцо в мензурке» В мензурку с широким горлышком мы опустили зажженную бумажку и быстро закрыли горлышко круто сваренным и очищенным яйцом. Яйцо постепенно втянулось и провалилось внутрь мензурки. Объяснение: Пламя нагревает воздух в бутылке, и часть его выходит наружу. Когда бутылку закрывают яйцом, воздух в ней охлаждается, давление его падает и внешнее атмосферное давление загоняет яйцо в бутылку. Опыт 2. «Вода в перевернутом стакане» Налили в стакан воду до самого края. Прикрыли стакан стеклянной пластиной (взяли от фоторамки) и, придерживая стекло ладонью, быстро перевернули стакан вверх дном. Убрали ладонь. Вода из стакана не выливается и стеклянная пластина держится. Объяснение: Вода удерживается атмосферным давлением, т.е. атмосферное давление больше давления, производимого водой. Опыт 3. «Не замочив рук» Положили на плоскую тарелку монету и налили немного воды. Монета очутилась под водой. Теперь необходимо взять монету голой рукой, не замочив пальцев и не выливая воду из тарелки. Взяли свечу, зажгли ее рядом с монетой. Затем накрыли стаканом. Вода собралась под стаканом. Объяснение: воздух в стакане начнет остывать. Холодный воздух занимает меньше места, чем горячий. Стакан, словно медицинская кровососная банка, начнет всасывать воду, и вскоре вся она соберется под ним. Теперь можно подождать, пока монета высохнет, и бери ее, не боясь замочить пальцы. Вывод: проводя занимательные опыты в домашних условиях можно проследить и объяснить существование атмосферного давления. 2. ИЗМЕРЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ И СИЛЫ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ
10 января 2014 года
13 января 2014 года
жүктеу/скачать 1,34 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||