Цель работы: доказать существование атмосферного давления. Цель работы: доказать существование атмосферного давления. Приборы и материалы: Приборы и материалы: стакан наполненный водой стакан наполненный водой бумага. бумага. Выполнение работы Выполнение работы

Наполним обыкновенный стакан до краёв водой. Накроем его листком бумаги так, как это показано на рисунке. Плотно прикрыв его рукой, перевернём бумагой вниз. Осторожно уберём руку, держа стакан за дно. Вода не выливается. Наполним обыкновенный стакан до краёв водой. Накроем его листком бумаги так, как это показано на рисунке. Плотно прикрыв его рукой, перевернём бумагой вниз. Осторожно уберём руку, держа стакан за дно. Вода не выливается. Это происходит потому, что воду удерживает давление воздуха. Давление воздуха распространяется во все стороны одинаково (по закону Паскаля), значит, и вверх тоже. Бумага служит только для того, чтобы поверхность воды оставалась совершенно ровной. Это происходит потому, что воду удерживает давление воздуха. Давление воздуха распространяется во все стороны одинаково (по закону Паскаля), значит, и вверх тоже. Бумага служит только для того, чтобы поверхность воды оставалась совершенно ровной.

Опыт со стаканами. Возьмём два стакана, огарок свечи, немного газетной бумаги, ножницы. Поставим зажженный огарок свечи в один из стаканов. Вырежем из нескольких слоёв газетной бумаги, положенных один на другой, круг диаметром немного больше, чем внешний край стакана. Затем вырежем середину круга таким образом, чтобы большая часть отверстия стакана осталась открытой. Смочив бумагу водой, мы получим эластичную прокладку, которую и положим на верхний край первого стакана. Осторожно поставим на эту прокладку перевёрнутый второй стакан и прижмём его к бумаге так, чтобы внутреннее пространство обоих стаканов оказалось изолированным от внешнего воздуха. Свеча вскоре потухнет. Теперь, взявшись рукой за верхний стакан, поднимем его. Мы увидим, что нижний стакан как бы прилип к верхнему и поднялся вместе с ним.

Это произошло потому, что огонь нагрел воздух, содержащийся в нижнем стакане, а, как мы уже знаем, нагретый воздух расширяется и становится легче, поэтому часть его вышла из стакана. Когда мы медленно приближали к первому стакану второй, часть содержавшегося в нём воздуха также успела нагреться и вышла наружу. Значит, когда оба стакана были плотно придавлены один к другому, в них было меньше воздуха, чем до начала опыта. Свеча потухла, как только был израсходован весь содержащийся в стаканах кислород. После того как оставшиеся внутри стакана газы остыли, там возникло разряжённое пространство, а воздушное давление снаружи осталось неизменным, поэтому оно плотно придавило стаканы один к другому, и когда мы подняли верхний из них, то и нижний поднялся вместе с ним. Стаканы были бы ещё гораздо сильнее прижаты друг к другу, если бы нам удалось создать внутри них совершенно пустое пространство.

Вывод: итак мы доказали существование атмосферного давления двумя опытами, приведёнными выше. Вывод: итак мы доказали существование атмосферного давления двумя опытами, приведёнными выше. Работу выполнили Васильева Елена и Васильева Кристина Работу выполнили Васильева Елена и Васильева Кристина

Класс: 7

Вступительное слово учителя.

Во вступительном слове:

Гуляя в тенистой роще, греческий философ беседовал со своим учеником. "скажи мне, - спросил юноша, - почему тебя часто одолевают сомнения? Ты прожил долгую жизнь, умудрен опытом и учился у великих эллинов. Как же так, что для тебя осталось столь много неясных вопросов?"

В раздумье философ очертил посохом перед собой два круга: маленький и большой. "Твои знания - это маленький круг, а мои - большой. Но все, что осталось вне этих кругов, - неизвестность. Маленький круг мало соприкасается с неизвестностью. Чем шире круг твоих знаний, тем больше его граница с неизвестностью. И впредь, чем больше ты станешь узнавать нового, тем больше будет возникать у тебя неясных вопросов".

Греческий мудрец дал исчерпывающий ответ.

Сегодня на уроке мы увеличим круг наших знаний, изучая подробно про атмосферное давление.

I часть урока - это аукцион по продаже пятерок.

Учитель читает вопросы, желающие отвечают.

1. Что представляет собой атмосфера Земли. Ответ: Газовая оболочка, окружающая Землю, называется атмосферой (от греческих слов "атмос"- пар и "сфера" - шар).
2. Что входят в состав воздуха? Ответ: В состав воздуха входят азот (78%), кислород (21%) и некоторые другие газы.
3. Почему молекулы газов, образующих атмосферу Земли не улетают в космическое пространство. Ответ: У них недостаточно большая скорость, чтобы выйти за предел притяжения Земли, необходимо развить очень большую скорость - 11,2 км/с.
4. Измениться ли плотность атмосферы с увеличением высоты? Ответ: Атмосфера нашей планеты простирается на ты тысячу и более километров в высоту. Резкой границы она не имеет. Верхние слои очень разрежены.
5. Вследствие чего создается атмосферное давление? Ответ: Из-за притяжения к Земле верхние слои воздуха давят на средние, те - на нижние. Наибольшее давление, обусловленное весом воздуха, испытывает поверхность Земли, а также все тела, находящиеся на неё.

Давление, оказываемое атмосферой Земли на все находящиеся в ней предметы, называется атмосферным давлением.

II часть урока - опыты, которые доказывают существование атмосферного давления.

Опыт №1

Внутри стеклянной трубки находится поршень, плотно прилагающий к стенкам трубки. Конец трубки опущен в воду. Если поршень, то за ним будет подниматься и вода. Происходит это потому, сто при подъеме поршня между ним и водой образуется безвоздушное пространство. В это пространство под давлением наружного воздуха и поднимается вслед за поршнем вода.

Опыт №2

Сосуд закрыт пробкой, в которую вставлена трубка с краном. Из сосуда насосом откачивают воздух. Затем трубку погружают в воду. Если теперь открыть кран, то вода фонтаном брызнет внутрь сосуда. Вода поступает в сосуд потому, что атмосферное давление больше давления разреженного воздуха в сосуде.

Опыт №3

Автоматическая поилка для птиц состоит из бутылки, наполненной водой и опрокинутой в корытце так, что горлышко находится немного ниже уровня воды в корытце. Почему вода не выливается из бутылки? Если уровень воды в корытце понизится и горлышко бутылки выйдет из воды, часть воды из бутылки выльется.

Опыт №4

Изображен прибор ливер, служащий для взятия проб различных жидкостей. Ливер опускают в жидкость, затем закрывают пальцем верхнее отверстие и вынимают из жидкости. Когда верхнее отверстие открывают, из ливера начинает вытекать жидкость.

Опыт №5

Яйцо входит в бутылку.

Если в широкогорлую бутылку, например из под кефира, опустить кусочек горящей бумаги, а на горлышко положить сваренное вкрутую очищенное яйцо, то яйцо втягивается в бутылку. Бумажка погаснет, бутылка наполнится белым дымом, воздух расширится, лишняя часть выходит из бутылки. Внутри бутылки воздух остывает, давление уменьшается и под действием атмосферного давления яйцо входит в бутылку.

Опыт №6

Почему вода подниается вверх, когда ее " втягиват через соломинку?

Если нас мучает жажда, мы подносим стакан с водой ко рту и "втягиваем" в себя жидкость. При питье мы расширяем грудную клетку и тем самым разрежаем воздух во рту; под давлением наружноrо воздуха жидкость устремляется в то пространетво, где давление меньше, и таким образом проникает в наш рот.

Здесь происходит то же самое, что и с жидкостью в сообщающихся сосудах: если бы над одним из этих сосудов мы стали разрежать воздух, под давлением атмосферы жидкость из соседнего сосуда стала бы переходить в первый и уровень в нем повысился бы. Захватив губами горлышко бутылки, никакими усилиями нельзя втянуть из нее воду в рот, так как давление воздуха во рту и над водой одинаково

Опуская соломинку в бутылку, мы не мешаем действию атмосферы, которая давит на поверхность жидкости с силой F. За счет расширения легких происходит разрежение, и жидкость через соломинку устремляется к ам в рот.

О т в е т: вода поднимается вверх по соломинке за счет расширения легких и давления атмосферы.

Опыт №7

Как достать из воды монету, не намочив пальцев?

Положите монету на большую плоскую тарелку. Налейте столько воды, чтобы она покрыла монету. А теперь предложите гостям или зрителям достать монетку, не намочив при этом пальцев. Для проведения опьта необходим еще стакан и несколько спичек, воткнутых в плавающую на воде пробку. Зажгите спички и быстро накройте плавающий горящий кораблик стаканом, не захватив при этом монетки. Когда спички погаснут, стакан наполнится белым дымом, а затем под ним сама собой соберется вся вода из тарелки. Монета останется на месте, и вы можете взять ее, не намочив пальцев.

Объяснение

Сила, вогнавшая воду под стакан и удерживаюшая ее там на определенной высоте, - атмасфероное давление. Горящие спички нагрели в стакане воздух, давление его возросло, часть газа вышла наружу. Когда спички погасли, воздух снова остыл, но при охлаженин его давление уменьшилось, под стакан вошла вода, вгоняемая туда давлением наружного воздуха.

Опыт №8

В пластмассовую бутылку наливаем воду, перевернем обратно. Вода выливается, а стенки бутылки на верху воды сжимают под действием атмосферного давления.

Опыт №9

а) Поднимание чемодана вантузем.

б) Засасывание кожи медицинской банкой.

в) Прилипание бутылки к ладони.

Опыт №10

Удерживание воды в перевернутом и наполненным до краев стакане листом бумаги, предварительно плотно прижатым к горловине.

Налейте в стакан воды, закройте листом бумаги и, поддерживая лист рукой, переверните стакан вверх дном. Если теперь отнять руку от бумаги, то вода из стакана не выльется. Бумага остается как бы приклеенной к краю стакана.

Опыт №11

Почему, если откачиваешь воздух из воронки, широкое отверстие которой затянуто резиновой пленкой, то пленка втягивается внутрь, а затем даже лопается?

Ответ: Внутри воронки давление уменьшается, под действием атмосферного давления пленка втягивается внутрь. Так можно объяснить следующее явления: Если приложить к губам кленовый лист и быстро втянуть воздух, то лист с треском разорвется.

Опыт №12

Кто может выпить морс, плотно обхватив горлышко губами и не разжимая их. (выполнить это задание никому не удавалось). Как же мы пьем?

Неужели и над этим можно задуматься? Мы приставляем стакан или ложку с жидкостью ко рту и "втягиваем" в себя их содержимое. Вот это-то простое "втягивание" жидкости, к которому мы так привыкли, и надо объяснить. Почему, в самом деле, жидкость устремляется к нам в рот? Что её увлекает? Причина такова: при питье мы расширяем грудную клетку и тем разрежаем воздух во рту; под давлением наружного воздуха жидкость устремляется в то пространство, где давление меньше, и таким образом проникает в наш рот.

III часть урока

История

Вопросы:

1. Почему нельзя рассчитывать давление воздуха так же, как рассчитывают давление жидкости на дно или стенки сосуда?

Ответ: для такого расчета надо знать высоту атмосферы и плотность воздуха. Но определенной границы у атмосферы нет, а плотность воздуха на различных высотах различна.

Чтобы выяснить как измеряли атмосферное давление, перевернем одну страницу истории:

Чтобы перевернуть одну страницу истории нам поможет джинн. Выпускаем джинна из бутылки.

В восточных сказках часто выпускают джинна из бутылки. Сначала из бутылки, красочно и причудливо изгибаясь, выходит белый дым, потом из клубов белого дыма появляется джинн. Создать джинна в домашних условиях будет трудновато, а вот порадовать глаза ваших друзей красочными водяными испарениями из бутылки вполне будет по силаи. Возьмите большой прозрачный сосуд с широкии горлышком или прозрачную глубокую миску и наполните очень холодной водой. Теперь в маленькую, желательно керамическуго или глиняную, бутылочку или кувшинчик с узким горлышком налейте горячую воду, предварительно подкрашенную гуашью, акварельными красками, зеленкой и т.д. Плотно закрыв отверстие кувшина пальцем, поставим его на дно сосуда и уберем руку. Из горлышка, причудливо извиваясь, будут подниматься вверх цветные струи воды.

Объяснение

Горячие струи жидкости, как более леrкие, устремляюrся вверх. Причудливость изгибов водяных линий обусловлена перемешиванием горячих водяньrх потоков с холодными.

(Роль джинна исполняет ученик)

Крутит ручку электрофорной машины (как в к/ф "Иван Васильевич меняет профессию", чтобы вернуться в историю). Звучит музыка (Штраус "Большой вальс".) Карета. В карете "Торичелли". Ученики рассказывают об ученных: Аристотеле, Джанбатисте дела Порте, Торричелли, Вивианне, Паскале, Отто Герике, Ломоносове.

Древнегреческий философ Аристотель решил проверить, весит ли воздух. Для этого он положил на весы два оцинаковык кожаных бурдюка: один сплюснутый, а другой надутый воздухом. Разницы в весе он не обнаружил. На основанни этого Аристотель сделал вывод, что воздух невесом. В чем ошибка Аристотеля?

Далее следуют рассказы "Из истории открытия атмосферного давления". Их ведут, сменяя друг друга, пять учеников. Вначале первый останавливается на том факте, что древние считали воздух невесомым. Отрицательный ответ Аристотеля иа вопрос "Имеет ли воздух вес?" объясняется тем, что Аристотель взвешивал воздух в воздухе. На сколько увеличивался вес бурдюка при заполнении его воздух, на столько увеличивалась и выталкивающая сила, действующая на бурдюк. В 1560 г. итальянец Джамбатиста делла Порта ставил опыты, опровергающие старые представления о невесомости воздуха. Инквизнция обвинила его в ереси и колдовстве и приговорила его к сожжению на костре.

"Почему вода не поднялась вслед за поршнем на высоту, большцю 10,3 м, несмотря на то что насосы исправны?" дали опыты, поставленные по предложению итальянского ученого Эванджелиста Торричелли физиком Вивиани. Подробно, с передачей хода рассуждений ученого рассказывается о работах Торричелли в области изучения воздушного давления. Подчеркивается, что в честь ученого разреженное пространство в заполненной ртутью барометрической трубке между поверхностью ртути и запаянным концом трубки получило название "торричеллиевой пустоты", а единица давления, равная одному миллиметру ртутного столба, была названа "тор".

3атем говорится о работах выдающегося французского ученого Блеза Паскаля, который своими опытами поптвердил предположения о существованим атмосферного давления, установил факт изменения величнны атмосферного давления с изменением высоты над уровнем моря, доказал, что показания барометра зависят от влажности воздуха и тем самым могут служить для предсказания погоды. Паскалю принадлехсит "Тракгат о тяжести массы воздуха", опубликованный в 1663 г. уже после смерти ученого.

Последнее сообщение посвящается трудам великого русского ученого М. В. Ломоносова в области изучения свойств воздуха. М. В. Ломоносов один из первых объяснил причину упругости воздуха и механизм передачи атмосферного давления по всем направлениям без измененин. Им были введены в употребление такие слова, как "атмосфера", "барометр", "воздушный насос". М. В. Ломоносов много занимался изучением атмосферы 3емли. Он изобрел и построил целый ряд метеорологических приборов: анемометр - прибор для измерения скоростл ветра, морской барометр, соорудил аппарат для подъема самопишущего термометра верхние слои атмосферы, и др. М. В. Ломоносов является основоположником русской метеорологии. Также рассказывают об измерении атмосферного давления и про опыт Торричелли.

Опыты Торричелли заинтересовали многих ученых - его современников. Когда о них узнал Паскаль, он повторил их с разными жидкостями маслом, вином и водой). На рисунке изображен водяхой барометр, созданный Паскалем в 1646 г. Столб воды, уравновешивающий давление атмосферы, оказался намного выше столба ртути. В 1648 г. по поручению Паскаля Ф. Перье измерил высоту столба ртути в барометре у подножия и на вершине горы Пюи-де-Дом и полностью подтвердил предположение Паскаля о том, что атмосфернсе давление зависит от высоты: на вершине горы столб ртути оказался меньше на 84,4 мм. Для того чтобы не осталось никаких сомнений в том, что давление атмосферы понижается с увеличением высоты над Землей, Паскаль проделал еще несколько опытов, но уже в Париже: внизу и наверху собора Нотр-Дам, башни Сен-Жак, а также высокого дома с 90 ступеньками. Свои резулыаты он опубликовал в брошюре "Рассказ о великом эксперименте равновесия жидкостейх"

Большую известность полуцили также опыты неменкого физика Отто фон Герике (1602-1686). К выводу о существовании атмосферного давления он пришел независимо от Торричелли (об опытах которого он узнал с опозданием на девять лет) . Откачивая как-то воздух из тонкостенного металлического шара, Герике вдруг увидел, как этот шар сплющился. Размышляя над причиной аварии, он понял, что расплющивание шара произошло под действием давления окружающего воздуха.

Открыв атмосферное давление, Герике построил около фасада своего дома в г. Магдебурге водяной барометр, в котором на поверхности жидкости плавала фиrурка в виде человечка, указывающего на деления, нанесенные на стекле.

В 1654 г. Герике, желая убедить всех в существовании атмосферного давления, произвел знаменитый опыт с "магдебургскими полушариями". На демонстрации опыта присутствовали император Фердинанд III и члены Регенсбургского рейхстага. В их присутствии из полости между двумя сложенными вместе металлическимм полушариями выкачали воздух. При этом силы атмосферного давления так сильно прижали эти полушария друг к другу, что их не смогли разъединить несколько пар лошадей.

Учитель:

Вопросы:

1. Как называется прибор для измерения атмосферного давления?

Ответ: а) ртутный барометр; б) барометр-анероид

2. Какое атмосферное давление называется нормальным?

Ответ: 760 мм рт. столба (101300 ПА, 1Т(Тор)=1 мм рт ст, 1мм рт. столба = 133 па)

3. На различных высотах отличается ли атмосферное давление?

Ответ: атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты.

4. Почему мы не чувствуем атмосферное давление?

Ответ: давление воздуха на организм уравновешивается таким же по величине давлением изнутри.

5. Почему при подъеме высоко в горы у людей часто из ушей и носа идет кровь?

Ответ: атмосферное давление уменьшается, кровотечение под действием внутреннего давления организма.

6. Как называется барометрические высокометрические высомеры?

Ответ: Альтиметр.

7. Может ли человек жить на высоте например 5000 м над уровнем моря?

Ответ: да, рекордная высота, на которой живет человек - 5200 м (в Памире)

Интересные шуточные истории

1. Рекомпрессия шампанского.

Когда было закончено строительство тоннеля под Темзой в Лондоне, городские власти решили отметить это событие в самом тоннеле. Но там, к сожалению, шампанское показалось им лишенным обычной игристости. Зато, когда они поднялись на поверхность, вино забурило у них в желудках, стало раздувать животы м едва не запенилось из ушей. Одного высокопоставленного чиновника пришлось спускать обратно для рекомпрессии.

Вследствие того, что на дне тоннеля давление выше атмосферного, часть углекислого газа оставалось в растворе. Однако, когда почетные гости поднялись на поверхность, газ начал выходить из раствора, и, чтобы замедлить этот процесс, им пришлось вновь спуститься вниз.

Вот до чего может довести людей пристрастие к алкоголю!

2. "Дородная" стюардесса.

Что произойдет со стюардессой, надевшей надувной купальник, когда при наборе высоты в салоне самолета понизится давление?

Ты прав, Герман,- купальник надуется.

Как сообщил в пятницу корреспондент газеты "Лос-Анджелес Таймс" Мэтт Уэйнсток, именно такое неприятное происшествие случилось на борту самолета, направлявшегося в Лос-Анджелес. Журналист тактично не назвал авиакомпанию и имя девушки.

"Когда она увеличилась в объеме примерно до 46-го размера, то в отчаянии стала искать выход из положения. На глаза ей попалась одна пассажирка, у которой шляпа была заколота небольшой булавкой. Выхватив булавку, стюардесса приготовилась вонзить ее себе в грудь.

Однако другой пассажир - иностранец -решил, что стюардесса выбрала такой, далеко не лучший, способ совершить харакири, и бросился к ней, чтобы помешать.

Вскоре порядок был восстановлен,но раскаты смеха еще долго не смолкали".

Уэйнсток утверждал, что это реальный случай. Хорошо еще, что такие купальники боятся проколов.

I. Объем воздуха, который находится в надувном купальнике, обратно пропорционален давлению в самолете. Как известно, давление на высоте меньше, чем на уровне земли, поэтому объем купальника увеличился. Если бы герметизация пассажирского салона самолета неожиданно нарушилась и давление в нем резко упало бы до величины атмосферного давления за бортом самолета, то купальник скорее всего бы взорвался.

Практическое задание

1. Определить силу атмосферного давления: а) на стол

б) на книжку

в) на тело человека (S=15000см?)

2. Определить силу атмосферного давления в классе

Значение атмосферы и атмосферного давления в нашей жизни:

1. Атмосфера играет важнейшую роль в тепловом балансе земли.
2. Атмосфера отражает и поглощает большую часть излучения, проходящего к Земле из космического пространства.
3. Атмосфера предохраняет нас от непрерывной бомбардировки микрометеоритов.
4. Атмосферное давление имеет большое значение в быту и в медицине.
5. Атмосфера - крыша нашей Земли, под этой одной крышей живут люди разной национальности и мы должны беречь от загрязнения нашу атмосферу.

Литература

1. Я. И. Перельман "Занимательная физика" кн.1 стр 94
2. В. П. Синичкин, О. П. Синичкина "Внеклассная работа по физике" стр 20
3. А. В. Перышкин "Физика 7"
4. С. В. Громов, Н. А. Родина "Физика 7"
5. А. А. Гурштейн "Извечные тайны неба"
6. "Физика в школе" №4, 1964 г. стр33
7. Дж Уокер "Физический фейерверк".
8. Левитан "Астрономия" 11 класс
9. Громов "Физика" 11 класс

О том, что Земля покрыта воздушной оболочкой под названием атмосфера , вы узнали на уроках географии, давай­те же вспомним, что вам известно об атмосфере из курса географии? Она состоит из газов. Они полностью заполняют предоставленный им объём.

В озникает вопрос: почему молекулы воздуха в атмосфере, двигаясь непрерывно и беспорядочно, не улетают в мировое пространство? Что удерживает их у поверхности Земли? Какая сила? Удерживает сила тяжести! Значит, у атмосферы есть масса и вес?

А почему атмосфера “не оседает” на поверхность Земли? Потому что между молекулами воздуха есть силы не только притяжения, но и отталкивания. К тому же, чтобы покинуть Землю, они должны обладать скоростью не меньше 11,2 км/с, это вторая космическая скорость. Большинство молекул имеют скорость меньше 11,2 км/с.

Опыт 1. Возьмём два резиновых шарика. Один надутый, другой нет. Что в надутом шарике? Положим на весы оба шарика. На одну чашу надутый шарик, на другую сдутый. Что мы видим? (Надутый шарик тяжелее).

Мы выяснили, что на воздух, как и на всякое тело, находящиеся на Земле, действует сила тяжести, обладает массой, и, следовательно, обладает весом.

Ребята, вытяните руки вперед ладонями вверх. Что вы чувствуете? Вам тяжело? А ведь на ваши ладони давит воздух, причем, масса этого воздуха равна массе КАМАЗа, груженого кирпичом. То есть около 10 тонн! Ученые подсчитали, что столб воздуха давит на площадь 1 см 2 с такой силой, как гиря в 1 кг 33 г .

Масса воздуха в 1м³ воздуха: на уровне моря – 1 кг 293г; на высоте 12 км – 310 г; на высоте 40 км – 4г.

Почему же мы не ощущаем этого веса?

Как передаётся давление, производимое на нижний воздушный слой верхним слоем? Каждый слой атмосферы испытывает давление со стороны всех верхних слоёв, а, следовательно, земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха, или, как обычно говорят, испытывают атмосферное давл ение , и, согласно закону Паскаля, это давление передаётся одинаково по всем направлениям.

Из какого вещества состоит атмосфера? Из воздуха? А он что собой представляет? Воздух- смесь газов: 78% - азот, 21%- кислород, 1%- другие газы (углерод, водяной пар, аргон, водород…) . О том, что воз­дух имеет вес, мы часто за­бы­ва­ем. Между тем, плот­ность воз­ду­ха у по­верх­но­сти Земли при 0°С со­став­ля­ет 1,29 кг/м 3 . То, что воз­дух дей­стви­тель­но имеет вес, было до­ка­за­но Га­ли­ле­ем. А уче­ник Га­ли­лея Эван­дже­ли­ста Тор­ри­чел­ли пред­по­ло­жил и смог до­ка­зать, что воз­дух ока­зы­ва­ет дав­ле­ние на все тела, на­хо­дя­щи­е­ся на по­верх­но­сти Земли. Это дав­ле­ние на­зы­ва­ет­ся ат­мо­сфер­ным дав­ле­ни­ем.

Атмосферное давление – давление, оказываемое атмосферой Земли на все находящиеся на ней предметы .

Это современные теоретические знания, а как об атмосферном давлении узнавали на практике?

Предположения о существовании атмосферного давления возникли в 17 веке.

Большую известность по его изучению получили опыты немецкого физика и бургомистра г. Магдебурга Отто фон Герике. Откачивая как-то воздух из тонкостенного металлического шара, Герике вдруг увидел, как этот шар сплющился. Размышляя над причиной аварии, он понял, что расплющивание шара произошло под действием давления окружающего воздуха.

Для доказательства существования атмосферного давления он задумал и провёл такой опыт.

8 мая 1654 года в германском городе Регенсбург при весьма торжественной обстановке собралось много знати во главе с императором Фердинандом III. Все они стали свидетелями поразительного зрелища: 16 лошадей изо всех сил старались разнять 2 приложенных медных полушария, имевших диаметры около метра. Что связывало их? Ничто! – воздух. Однако 8 лошадей тянувших в одну сторону и 8 в другую не могли разнять полушария. Так бургомистр г. Магдебурга Отто фон Герике показал всем, что воздух, вовсе не ничто и что он давит со значительной силой на все тела. (2 помощника)

Кстати “Магдебургские полушария” есть у всех людей – это головки бедренных костей, которые удерживаются в тазовом суставе атмосферным давлением.

Сейчас мы с вами повторим опыт с Магдебургскими полушариями и раскроем его секрет.

Опыт 2. Возьмём два стакана. Поставим зажженный огарок свечи в один из стаканов. Вырежем из нескольких слоёв газетной бумаги кольцо диаметром немного больше, чем внешний край стакана. Смочив бумагу водой, положим на верхний край первого стакана. Осторожно (медленно) поставим на эту прокладку перевёрнутый второй стакан и прижмём его к бумаге. Свеча вскоре потухнет. Теперь, взявшись рукой за верхний стакан, поднимем его. Мы увидим, что нижний стакан как бы прилип к верхнему и поднялся вместе с ним. Почему это произошло? Огонь нагрел воздух, содержащийся в нижнем стакане, а, как мы уже знаем, нагретый воздух расширяется и становится легче, поэтому часть его вышла из стакана. Значит, когда оба стакана были плотно придавлены один к другому, в них было меньше воздуха, чем до начала опыта. Свеча потухла, как только был израсходован весь содержащийся в стаканах кислород. После того как оставшиеся внутри стакана газы остыли, там возникло разряжённое пространство, а атмосферное давление снаружи осталось неизменным, поэтому оно плотно придавило стаканы один к другому, и когда мы подняли верхний из них, то и нижний поднялся вместе с ним. Мы видим, что давление атмосферы - большое.

Как же измерить давление атмосферы?

Рас­счи­тать ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние по фор­му­ле рас­че­та дав­ле­ния стол­ба жид­ко­сти нель­зя. Ведь для этого необ­хо­ди­мо знать плот­ность и вы­со­ту стол­ба жид­ко­сти или газа. Но у ат­мо­сфе­ры нет чет­кой верх­ней гра­ни­цы, а плот­ность ат­мо­сфер­но­го воз­ду­ха умень­ша­ет­ся с ро­стом вы­со­ты. По­это­му Тор­ри­чел­ли пред­ло­жил со­вер­шен­но дру­гой спо­соб для на­хож­де­ния ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния.

Тор­ри­чел­ли взял стек­лян­ную труб­ку дли­ной около од­но­го метра, за­па­ян­ную с од­но­го конца, налил в эту труб­ку ртуть и опу­стил труб­ку от­кры­тым кон­цом в чашу с рту­тью. Неко­то­рое ко­ли­че­ство ртути вы­ли­лось в чашу, но боль­шая часть ртути оста­лась в труб­ке. Изо дня в день уро­вень ртути в труб­ке незна­чи­тель­но ко­ле­бал­ся, то немно­го опус­ка­ясь, то немно­го под­ни­ма­ясь.

Дав­ле­ние ртути на уровне ее поверхности со­зда­ет­ся весом стол­ба ртути в труб­ке, так как в верх­ней части труб­ки над рту­тью воз­ду­ха нет (там ва­ку­ум, ко­то­рый по­лу­чил на­зва­ние «тор­ри­чел­ли­е­ва пу­сто­та»). От­сю­да сле­ду­ет, что ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние равно дав­ле­нию стол­ба ртути в труб­ке. Из­ме­рив вы­со­ту стол­ба ртути, можно рас­счи­тать дав­ле­ние, ко­то­рое про­из­во­дит ртуть. Оно будет равно ат­мо­сфер­но­му. Если ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние умень­ша­ет­ся, то столб ртути в труб­ке Тор­ри­чел­ли по­ни­жа­ет­ся, и на­о­бо­рот. На­блю­дая еже­днев­но за из­ме­не­ни­ем уров­ня стол­ба ртути, Тор­ри­чел­ли за­ме­тил, что он может по­вы­шать­ся и по­ни­жать­ся. Также Тор­ри­чел­ли свя­зал эти из­ме­не­ния с из­ме­не­ни­я­ми по­го­ды.

В настоящее время давление атмосферы, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0°С, принято называть нормальным атмосферным давлением , что соответствует 101 325 Па .

760 мм рт. ст. =101 325 Па 1 мм рт. ст. =133,3 Па

Если к труб­ке Тор­ри­чел­ли при­кре­пить вер­ти­каль­ную шкалу, то по­лу­чит­ся про­стей­ший при­бор для из­ме­ре­ния ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния – ртут­ный ба­ро­метр .

Но ис­поль­зо­ва­ние ртут­но­го ба­ро­мет­ра небез­опас­но, так как пары ртути ядо­ви­ты. Впо­след­ствии были со­зда­ны дру­гие при­бо­ры для из­ме­ре­ния ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния, с ко­то­ры­ми вы по­зна­ко­ми­тесь в ходе сле­ду­ю­ще­го урока.

Атмосферное давление, близкое к нормальному, наблюдается обычно в местностях, находящихся на уровне моря. С увеличением высоты над уровнем моря (например, в горах) давление уменьшается.

Опыты Торричелли заинтересовали многих ученых - его современников. Когда о них узнал Паскаль, он повторил их с разными жидкостями (маслом, вином и водой).

Опыт 3. Если в крышке бутылки с водой сделать отверстие, сжать и выпустить немного воды. Что происходит с формой бутылки? Почему она деформируется? Что нужно сделать, чтобы она распрямилась и вода снова стала интенсивно выливаться? (в результате прокола бутылки атмосферный воздух стал поступать в бутылку и давить на воду, это используется в капельницах при подаче лекарств).

Этот способ изменения давления в бутылке используют хозяйки в кулинарии при отделении желтков от белков. Каким образом?

Атмосферным давлением объясняется и засасывающее действие болота или глины. Когда человек пытается вытащить ногу из болота или глины, под ней образуется разрежение, а атмосферное давление не меняется. Перевес атмосферного давления может достигать 1000 Н на ногу взрослого человека.

Опыт 4. Как достать монетку руками со дна тарелки с водой, не намочив их? Надо в тарелку с водой поставить кусочек картофелины с воткнутыми в него спичками или свечку и зажечь. Сверху накрыть стаканом. Горение прекратилось и вода собралась в стакане и монету можно свободно взять с сухой тарелки. Что же заставило собраться воду под стаканом?

Мы с вами наблюдали интересные явления, которые вызваны действием атмосферного давления. Где вы видели в жизни такие приспособления, действия которых основано на существовании и изменении атмосферного давления?

На вращающийся круг устанавливаем металлическое ведро. В него опускаем небольшой контейнер. Затем в контейнер наливаем жидкость для возгорания либо же спирт. Поджигаем жидкость для возгорания и начинаем вращать круг. Наблюдаем самое настоящее торнадо.

При раскручивании круга, пламя начинает стремиться вверх и закручивается как торнадо. Это происходит потому, что когда вращается ведро, оно увлекает за собой воздух, и внутри образуется некий вихрь, то есть там образуется некое движение воздуха, а если у воздуха есть движение, то внутри будет давление меньше по закону Бернулли и начинает насасывать воздух со всей округи. И он же и раздувает этот огонь, а так как есть восходящий поток, то внутри образуется пламя и благодаря тому, что поток закручивается, закручивается и воздух.

Заполните бутылку на 1/3 горячей водой. Аккуратно установите вареное очищеное яичко на горлышке бутылки. Подождите несколько минут и яйцо упадет на дно бутылки. Когда Вы наливаете горячую воду в бутылку, то она и весь воздух в ней нагревается. Снаружи же воздух прохладней. И пока воздух в бутылке и снаружи разный, горячий воздух стремится покинуть бутылку как можно быстрее. Из-за этих действий происходит перепад давления, что впоследствии заставляет яичко падать на дно бутылки.

3. По размеру фанерной дощечки 10x10 см вырежьте из старой волейбольной камеры резиновую прокладку и прикрепите ее кнопками к фанере. В полулитровую стеклянную банку налейте немного воды, а на воду — немного спирта. Подожгите спирт. Дав ему недолго погореть, закройте банку дощечкой. Огонь погаснет. Через 1—2 сек поднимите дощечку. Вместе с ней поднимается банка, в которую втянулась резина. Чем объяснить подъем банки с дощечкой и втягивание резины? Где на практике используется данное явление? При горении воздух нагревается. После закрытия банки процесс горения прекращается. Воздух начинает охлаждаться. В банке возникает разрежение, благодаря которому она прижимается атмосферным давлением к фанере. Втягивание резины объясняется также атмосферным давлением. На этом явлении основано лечение с помощью медицинских банок.

4. ОПЫТ СО СТАКАНАМИ (Магдебургские полушария).

Вырежьте резиновое или бумажное кольцо с учетом диаметра граненого стакана и положите его на стакан. Подожгите кусок бумаги или маленькую свечку, опустите в стакан и почти сразу закройте его вторым стаканом. Через. 1—2 сек поднимите верхний стакан, за ним поднимается и нижний.

5. Пульверизатор

Цель: узнать, как работает пульверизатор. Потребуется стакан, ножницы, две гибкие соломинки.

Налейте в стакан воды.

Обрежьте одну соломинку возле гофрированной части и поставьте ее вертикально в стакан, чтобы она выходила гофром на 1 см из воды.

Вторую соломинку расположите так, чтобы она своим краем касалась верхнего края стоящей в воде соломинки. Используйте для упора складки гофра на вертикальной соломинке.

Сильно подуйте через горизонтальную соломинку.

Вода поднимается по стоящей в воде соломинке и распыляется в воздухе.
ПОЧЕМУ? Чем быстрее движется воздух, тем большее разрежение создается. А поскольку воздух из горизонтальной соломинки движется над верхним срезом вертикальной соломинки, то давление в ней также падает. Атмосферное давление воздуха в комнате давит на воду в стакане, и вода поднимается вверх по соломинке, откуда она выдувается в виде мельчайших капелек. Когда вы давите на резиновую грушу пульверизатора, происходит то же самое. Воздух из груши проходит через трубку, давление в ней падает, и из-за этого разрежения воздуха одеколон поднимается вверх и распыляется.

6. Вода не выливается

7. Как только свеча перестанет гореть, вода в стакане поднимается.

8. Как достать из воды монету, не намочив пальцев?

Положите монету на большую плоскую тарелку. Налейте столько воды, чтобы она покрыла монету. А теперь предложите гостям или зрителям достать монетку, не намочив при этом пальцев. Для проведения опьта необходим еще стакан и несколько спичек, воткнутых в плавающую на воде пробку. Зажгите спички и быстро накройте плавающий горящий кораблик стаканом, не захватив при этом монетки. Когда спички погаснут, стакан наполнится белым дымом, а затем под ним сама собой соберется вся вода из тарелки. Монета останется на месте, и вы можете взять ее, не намочив пальцев.

Объяснение. Сила, вогнавшая воду под стакан и удерживаюшая ее там на определенной высоте, - атмасфероное давление. Горящие спички нагрели в стакане воздух, давление его возросло, часть газа вышла наружу. Когда спички погасли, воздух снова остыл, но при охлаженин его давление уменьшилось, под стакан вошла вода, вгоняемая туда давлением наружного воздуха.

9. Как работает Водолазный колокол.

10. Опыты с вантузом.

Опыт 1. Возьмите вантуз, который применяется в сантехнике, смочите его края водой и прижмите к чемодану, который положен на стол. Выдавите часть воздуха из вантуза, а затем поднимайте его. Почему вместе с ним поднимается чемодан? В процессе прижимания вантуза к чемодану мы сокращаем объем, занимаемый воздухом, и часть его выходит из-под вантуза. При прекращении давления вантуз расправляется и под ним образуется разрежение. Внешнее атмосферное давление прижимает вантуз и чемодан друг к другу.

Опыт 2. Прижмите вантуз к классной доске, подвесьте к нему груз массой 5—10 кг. Вантуз удерживается на доске вместе с грузом. Почему?

11. Автоматическая поилка для птиц.

Автоматическая поилка для птиц состоит из бутылки, наполненной водой и опрокинутой в корытце так, что горлышко находится немного ниже уровня воды в корытце. Почему вода не выливается из бутылки? Если уровень воды в корытце понизится и горлышко бутылки выйдет из воды, часть воды из бутылки выльется.

12. Как мы пьем. Взять две соломинки, одну целую, у второй проделать небольшое отверстие. Через первую вода поступает в рот, через вторую нет. 13. Если откачивать воздух из воронки, широкое отверстие которой затянуто резиновой пленкой, то пленка втягивается внутрь, а затем даже лопается.

Внутри воронки давление уменьшается, под действием атмосферного давления пленка втягивается внутрь. Так можно объяснить следующее явления: Если приложить к губам кленовый лист и быстро втянуть воздух, то лист с треском разорвется.

14. «Тяжелая газета»

Оборудование: рейка длиной 50-70 см, газета, метр.

Проведение: Положим на стол рейку, на нее полностью развернутую газету. Если медленно оказывать давление на свешивающийся конец линейки, то он опускается, а противоположный поднимается вместе с газетой. Если же резко ударить по концу рейки метром или молотком, то она ломается, причем противоположный конец с газетой даже не поднимается. Как это объяснить?

Объяснение: Сверху на газету оказывает давление атмосферный воздух. При медленном нажатии на конец линейки воздух проникает под газету и частично уравновешивает давление на нее. При резком ударе воздух вследствие инерции не успевает мгновенно проникнуть под газету. Давление воздуха на газету сверху оказывается больше, чем внизу, и рейка ломается.

Замечания: Рейку нужно класть так, чтобы ее конец 10 см свешивался. Газета должна плотно прилегать к рейке и столу.

15. Занимательные опыты с атмосферным явлением

АВТОКОЛЕБАНИЯ

Механическое колебательное движение обычно изучают, рассматривая поведение какого-нибудь маятника: пружинного, математического или физического. Поскольку все они тела твердые, интересно создать устройство, демонстрирующее колебания жидких или газообразных тел.

Для этого можно воспользоваться идеей, заложенной в конструкцию водяных часов. Две полуторалитровые бутылки соединяют так же, как и в водяных часах, скрепив крышки. Полости бутылок соединяют стеклянной трубкой длиной 15 сантиметров, внутренним диаметром 4—5 миллиметров. Боковые стенки бутылок должны быть ровными и нежесткими, легко сминаться при сдавливании.

Для запуска колебаний бутылку с водой располагают сверху. Вода из нее начинает сразу же вытекать через трубку в нижнюю бутылку. Примерно через секунду струя самопроизвольно перестает течь и уступает проход в трубке для встречного продвижения порции воздуха из нижней бутылки в верхнюю. Порядок прохождения встречных потоков воды и воздуха через соединительную трубку определяется разницей давлений в верхней и нижней бутылках и регулируется автоматически.

О колебаниях давления в системе свидетельствует поведение боковых стенок верхней бутылки, которые в такт с выпуском воды и впуском воздуха периодически сдавливаются и расширяются. Поскольку процесс саморегулируется, эту аэрогидродинамическую систему можно назвать автоколебательной.

ТЕПЛОВОЙ ФОНТАН

В этом опыте демонстрируют водяную струю, вылетающую из бутылки под действием избыточного давления в ней. Основной деталью конструкции фонтана является жиклер, установленный в бутылочной крышке. Жиклер представляет собой винт, вдоль продольной оси которого имеется сквозное отверстие малого диаметра. В опытной установке удобно

использовать жиклер от выработанной газовой зажигалки.

Мягкая пластиковая трубка плотно надета одним концом на жиклер, а другой ее открытый конец располагается близ дна бутылки. Примерно треть объема бутылки занимает прохладная вода. Крышка на бутылке должна быть герметично закручена.

Для получения фонтана бутылку обливают из кувшина теплой водой. Заключенный в бутылке воздух быстро прогревается, его давление повышается, и вода выталкивается наружу в виде фонтанчика на высоту до 80 сантиметров.

Этот опыт можно использовать для демонстрации, во-первых, зависимости давления газа от его температуры и, во-вторых, работы по поднятию воды, совершаемой расширяющимся воздухом.

АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ

Все мы постоянно пребываем на дне воздушного океана под прессом тяжести его многокилометровой толщи. Но тяжесть эту мы не замечаем, как не задумываемся и о необходимости время от времени вдыхать и выдыхать этот воздух.

Для показа действия атмосферного давления нужна горячая вода, но не крутой кипяток, чтобы бутылка не деформировалась. Сто—двести граммов такой воды наливают в бутылку и несколько раз интенсивно встряхивают, прогревая тем самым находящийся в бутылке воздух. Затем воду выливают, а бутылку сразу же плотно закрывают крышкой и ставят на стол для обозрения.

В момент закупоривания бутылки давление воздуха в ней было одинаково с наружным атмосферным давлением. Со временем воздух в бутылке остывает и давление внутри нее падает. Возникшая разница давлений по обе стороны стенок бутылки приводит к ее сдавливанию, сопровождающемуся характерным хрустом

Как понять сложные законы физики. 100 простых и увлекательных опытов для детей и их родителей Дмитриев Александр Станиславович

71 Еще об атмосферном давлении, или Опыт в «Макдоналдсе»

Еще об атмосферном давлении, или Опыт в «Макдоналдсе»

Для опыта нам потребуется: напиток с соломинкой.

Мы помним опыт с перевернутым стаканом, из которого не выливалась вода. А подобный опыт, только упрощенный, можно проделать для своих друзей во время посещения любого кафе, например «Макдоналдса», где подают напитки с соломинкой. Возьмите соломинку, опустите в жидкость и заткните сверху пальцем. Теперь, не отпуская пальца, поднимите соломинку, держа ее над стаканом.

На фото я вытягиваю соломинку из банки с подкрашенной жидкостью. Внутри видно, что верхняя часть – желтая, а дальше содержится жидкость.

Понятно, что роль листочка бумаги, который не давал воде вылиться, прижимаемого атмосферным давлением в опыте с перевернутым стаканом, играют силы поверхностного натяжения жидкости. Они формируют упругую пленку, невидимую глазу, но достаточно крепкую. Воздух давит снизу на жидкость и не дает ей вылиться из соломинки.

Если мы уберем сверху палец, воздух начнет давить на жидкость одинаково с двух сторон – и под действием силы тяжести жидкость выльется обратно в стакан.

Этот опыт легко проделать в любом кафе и показать своим друзьям без всякой подготовки.

Из книги Что такое теория относительности автора Ландау Лев Давидович

Опыт должен решить Что делать с этим противоречием? Прежде чем высказывать те или иные соображения по этому поводу, обратим внимание на следующее обстоятельство.Противоречие между распространением света и принципом относительности движения мы получили исключительно

Из книги Капля автора Гегузин Яков Евсеевич

Опыт Плато

Из книги Эволюция физики автора Эйнштейн Альберт

Опыт Рэлея-Френкеля

Из книги Физика на каждом шагу автора Перельман Яков Исидорович

Геометрия и опыт Наш следующий пример будет более фантастичным, чем пример с падающим лифтом. Мы должны подойти к новой проблеме, проблеме связи между общей теорией относительности и геометрией. Начнем с описания мира, в котором живут лишь двумерные, а не трехмерные

Из книги Движение. Теплота автора Китайгородский Александр Исаакович

Опыт с лампочкой Брат – все еще в полутьме – наполовину отделил газету от печки и поднес лампочку цоколем к бумаге. Легкий треск, искра – и на мгновение вся лампочка наполнилась нежным зеленоватым сиянием.– Вот мой любимый опыт, – сказал брат, приближая лампочку к

Из книги О чем рассказывает свет автора Суворов Сергей Георгиевич

Опыт с водяной струей Мы пустили из крана тонкую водную струйку, гулко ударявшую о дно раковины.– Сейчас я заставлю эту струю, не прикасаясь к ней, течь иначе. Куда хочешь, чтобы она отклонилась: вправо, влево, вперед?– Влево, – ответил я.– Хорошо! Не поворачивай крана, я

Из книги На кого упало яблоко автора Кессельман Владимир Самуилович

Как узнали об атмосферном давлении Еще древней цивилизации были известны всасывающие насосы. С их помощью можно было поднять воду на значительную высоту. Вода удивительно послушно следовала за поршнем такого насоса.Древние философы задумывались о причинах этого и

Из книги автора

Волновые свойства света. Опыт Юнга Ньютоновская корпускулярная гипотеза света господствовала очень долго - более полутораста лет. Но вот в начале XIX века английский физик Томас Юнг (1773-1829) и французский физик Огюстен Френель (1788-1827) произвели такие опыты, которые

Из книги автора

Опыт, который не стоит повторять «Хочу сообщить вам новый и страшный опыт, который советую самим никак не повторять», - писал голландский физик ван Мушенбрук парижскому физику Реомюру и сообщал далее, что, когда он взял в левую руку стеклянную банку с наэлектризованной