Ціль роботи: довести існування атмосферного тиску. Ціль роботи: довести існування атмосферного тиску. Прилади та матеріали: Прилади та матеріали: склянка наповнена водою склянка наповнена водою папір. папір. Виконання роботи Виконання роботи

Наповнимо звичайну склянку до країв водою. Накриємо його листком паперу так, як показано на малюнку. Щільно прикривши його рукою, перевернемо папером донизу. Обережно приберемо руку, тримаючи склянку за дно. Вода не виливається. Наповнимо звичайну склянку до країв водою. Накриємо його листком паперу так, як показано на малюнку. Щільно прикривши його рукою, перевернемо папером донизу. Обережно приберемо руку, тримаючи склянку за дно. Вода не виливається. Це тому, що воду утримує тиск повітря. Тиск повітря поширюється на всі боки однаково (за законом Паскаля), отже, і вгору теж. Папір служить тільки для того, щоб поверхня води залишалася абсолютно рівною. Це тому, що воду утримує тиск повітря. Тиск повітря поширюється на всі боки однаково (за законом Паскаля), отже, і вгору теж. Папір служить тільки для того, щоб поверхня води залишалася абсолютно рівною.

Досвід із склянками. Візьмемо дві склянки, недопалок свічки, трохи газетного паперу, ножиці. Поставимо запалений огарок свічки в одну зі склянок. Виріжемо з кількох шарів газетного паперу, покладених один на інший, коло діаметром трохи більше, ніж зовнішній край склянки. Потім виріжемо середину кола таким чином, щоб більша частина отвору склянки залишилася відкритою. Змочивши папір водою, ми отримаємо еластичну прокладку, яку і покладемо на верхній край першої склянки. Обережно поставимо на цю прокладку перевернуту другу склянку і притиснемо її до паперу так, щоб внутрішній простір обох склянок виявився ізольованим від зовнішнього повітря. Свічка невдовзі згасне. Тепер, узявшись рукою за верхню склянку, піднімемо її. Ми побачимо, що нижня склянка ніби прилипла до верхньої і піднялася разом з нею.

Це сталося тому, що вогонь нагріло повітря, що міститься в нижній склянці, а, як ми вже знаємо, нагріте повітря розширюється і стає легшим, тому частина його вийшла зі склянки. Коли ми повільно наближали до першої склянки другої, частина повітря, що містилася в ньому, також встигла нагрітися і вийшла назовні. Отже, коли обидві склянки були щільно притиснуті одна до одної, у них було менше повітря, ніж до початку досвіду. Свічка згасла, щойно було витрачено весь кисень, що міститься в склянках. Після того, як гази, що залишилися всередині склянки, охолонули, там виник розряджений простір, а повітряний тиск зовні залишився незмінним, тому воно щільно придавило склянки один до одного, і коли ми підняли верхній з них, то і нижній піднявся разом з ним. Склянки були б ще набагато сильніше притиснуті один до одного, якби нам удалося створити всередині них зовсім порожній простір.

Висновок: отже, ми довели існування атмосферного тиску двома дослідами, наведеними вище. Висновок: отже, ми довели існування атмосферного тиску двома дослідами, наведеними вище. Роботу виконали Васильєва Олена та Васильєва Христина Роботу виконали Васильєва Олена та Васильєва Христина

Клас: 7

Вступне слово вчителя.

У вступному слові:

Гуляючи в тінистому гаю, грецький філософ розмовляв зі своїм учнем. "Скажи мені, - запитав юнак, - чому тебе часто долають сумніви? Ти прожив довге життя, навчений досвідом і вчився у великих еллінів. Як же так, що для тебе залишилося так багато неясних питань?"

У роздумі філософ окреслив палицею перед собою два кола: маленький і великий. "Твої знання - це маленьке коло, а мої - велике. Але все, що залишилося поза цими кругами, - невідомість. Маленьке коло мало стикається з невідомістю. Чим ширше коло твоїх знань, тим більше його межа з невідомістю. І надалі, чим більше ти почнеш впізнавати нового, тим більше виникатиме у тебе неясних питань".

Грецький мудрець дав вичерпну відповідь.

Сьогодні на уроці ми збільшимо коло наших знань, детально вивчаючи атмосферний тиск.

I частина уроку - це аукціон із продажу п'ятірок.

Вчитель читає питання, які бажають відповідати.

1. Що є атмосфера Землі. Відповідь: Газова оболонка, що оточує Землю, називається атмосферою (від грецьких слів "атмос" - пар і "сфера" - куля).
2. Що входить до складу повітря? Відповідь: До складу повітря входять азот (78%), кисень (21%) та деякі інші гази.
3. Чому молекули газів, що утворюють атмосферу Землі, не відлітають у космічний простір. Відповідь: У них недостатньо велика швидкість, щоб вийти за межу тяжіння Землі, необхідно розвинути дуже велику швидкість – 11,2 км/с.
4. Чи зміниться щільність атмосфери зі збільшенням висоти? Відповідь: Атмосфера нашої планети простягається на тисячу і більше кілометрів у висоту. Різкої межі вона не має. Верхні шари дуже розріджені.
5. Внаслідок чого створюється атмосферний тиск? Відповідь: Через тяжіння до Землі верхні шари повітря тиснуть на середні, ті – на нижні. Найбільший тиск, обумовлений вагою повітря, відчуває поверхню Землі, а також всі тіла, що знаходяться на ній.

Тиск, що надається атмосферою Землі на всі предмети, що знаходяться в ній, називається атмосферним тиском.

ІІ частина уроку – досліди, які доводять існування атмосферного тиску.

Досвід №1

Усередині скляної трубки знаходиться поршень, що щільно додає до стінок трубки. Кінець трубки опущений у воду. Якщо поршень, то за ним підніматиметься і вода. Відбувається це тому, що при підйомі поршня між ним і водою утворюється безповітряний простір. У цей простір під тиском зовнішнього повітря і піднімається слідом за поршнем вода.

Досвід №2

Посудина закрита пробкою, в яку вставлена ​​трубка з краном. З посудини насосом відкачують повітря. Потім трубку занурюють у воду. Якщо тепер відкрити кран, вода фонтаном бризне всередину судини. Вода надходить у посудину тому, що атмосферний тиск більший за тиск розрідженого повітря в посудині.

Досвід №3

Автоматична напувалка для птахів складається з пляшки, наповненої водою і перекинутою в коритці так, що шийка знаходиться трохи нижче рівня води в коритці. Чому вода не виливається із пляшки? Якщо рівень води в коритці знизиться і шийка пляшки вийде з води, частина води з пляшки виллється.

Досвід №4

Зображено прилад Лівер, що служить для взяття проб різних рідин. Лівер опускають у рідину, потім закривають пальцем верхній отвір і виймають із рідини. Коли верхній отвір відкривають, з лівера починає витікати рідина.

Досвід №5

Яйце входить у пляшку.

Якщо в широкогорлу пляшку, наприклад з-під кефіру, опустити шматочок паперу, що горить, а на шийку покласти зварене круто очищене яйце, то яйце втягується в пляшку. Папірець згасне, пляшка наповниться білим димом, повітря розшириться, зайва частина виходить із пляшки. Усередині пляшки повітря остигає, тиск зменшується і під дією атмосферного тиску яйце входить у пляшку.

Досвід №6

Чому вода піднімається вгору, коли її "втягує через соломинку?"

Якщо нас мучить спрага, ми підносимо склянку з водою до рота і "втягуємо" рідину. Під час пиття ми розширюємо грудну клітину і тим самим розріджуємо повітря в роті; під тиском зовнішнього повітря рідина спрямовується в той простір, де тиск менше, і таким чином проникає в наш рот.

Тут відбувається те саме, що і з рідиною в сполучених судинах: якби над однією з цих судин ми стали розріджувати повітря, під тиском атмосфери рідина з сусідньої судини почала б переходити в перший і рівень у ньому підвищився б. Захопивши губами шийку пляшки, ніякими зусиллями не можна втягнути з неї воду в рот, оскільки тиск повітря в роті та над водою однаково

Опускаючи соломинку в пляшку, ми не заважаємо дії атмосфери, яка тисне на поверхню рідини з силою F. За рахунок розширення легенів відбувається розрідження, і рідина через соломинку спрямовується до камер в рот.

Відповідь: вода піднімається вгору по соломинці за рахунок розширення легень і тиску атмосфери.

Досвід №7

Як дістати з води монету, не намочивши пальців?

Покладіть монету на велику плоску тарілку. Налийте стільки води, щоб вона накрила монету. А тепер запропонуйте гостям чи глядачам дістати монетку, не намочивши при цьому пальців. Для проведення опт необхідний ще склянку і кілька сірників, застромлених у пробку, що плаває на воді. Запаліть сірники і швидко накрийте плаваючий кораблик, що горить, склянкою, не захопивши при цьому монетки. Коли сірники згаснуть, склянка наповниться білим димом, а потім під ним сама по собі збереться вся вода з тарілки. Монета залишиться на місці, і ви можете взяти її, не намочивши пальці.

Пояснення

Сила, що увігнала воду під склянку і утримувала її там на певній висоті, - атмасферний тиск. Сірники, що горять, нагріли в склянці повітря, тиск його зріс, частина газу вийшла назовні. Коли сірники погасли, повітря знову охололо, але при охолодженні його тиск зменшився, під склянку увійшла вода, що вганяється туди тиском зовнішнього повітря.

Досвід №8

У пластмасову пляшку наливаємо воду, перевернемо назад. Вода виливається, а стінки пляшки на вершині води стискають під впливом атмосферного тиску.

Досвід №9

а) Піднімання валізки вантузем.

б) Засмоктування шкіри медичною банкою.

в) Прилипання пляшки до долоні.

Досвід №10

Утримування води в перевернутій і наповненій до країв склянці листом паперу, попередньо щільно притиснутим до горловини.

Налийте в склянку води, закрийте аркушем паперу і, підтримуючи аркуш рукою, переверніть склянку вгору дном. Якщо тепер відібрати руку від паперу, то вода зі склянки не виллється. Папір залишається ніби приклеєним до краю склянки.

Досвід №11

Чому, якщо відкачуєш повітря з лійки, широке отвір якої затягнуте гумовою плівкою, плівка втягується всередину, а потім навіть лопається?

Відповідь: Усередині вирви тиск зменшується, під дією атмосферного тиску плівка втягується всередину. Так можна пояснити наступне явище: Якщо прикласти до губ кленовий лист і швидко втягнути повітря, лист з тріском розірветься.

Досвід №12

Хто може випити морс, щільно обхопивши шийку губами і не розтискаючи їх. (Виконати це завдання нікому не вдавалося). Як ми п'ємо?

Невже й над цим можна замислитись? Ми приставляємо склянку або ложку з рідиною до рота і "втягуємо" їх вміст. Ось це просте "втягування" рідини, до якого ми так звикли, і треба пояснити. Чому, насправді, рідина прямує до нас у рот? Що її захоплює? Причина така: при пиття ми розширюємо грудну клітку і тим самим розріджуємо повітря в роті; під тиском зовнішнього повітря рідина спрямовується в той простір, де тиск менше, і таким чином проникає до нашого рота.

III частина уроку

Історія

Запитання:

1. Чому не можна розраховувати тиск повітря так, як розраховують тиск рідини на дно або стінки судини?

Відповідь: для такого розрахунку треба знати висоту атмосфери та щільність повітря. Але певної межі атмосфера не має, а щільність повітря на різних висотах різна.

Щоб з'ясувати, як вимірювали атмосферний тиск, перевернемо одну сторінку історії:

Щоб перевернути одну сторінку історії, нам допоможе джин. Випускаємо джина із пляшки.

У східних казках часто випускають джина із пляшки. Спочатку з пляшки, барвисто і химерно згинаючись, виходить білий дим, потім із клубів білого диму з'являється джин. Створити джина в домашніх умовах буде важкувато, а от порадувати очі ваших друзів барвистими водяними випарами з пляшки цілком буде до снаги. Візьміть велику прозору посудину з широким горлом або прозору глибоку миску і наповніть дуже холодною водою. Тепер у маленьку, бажано керамічну або глиняну, пляшечку або латаття з вузьким шийкою налийте гарячу воду, попередньо підфарбовану гуашшю, акварельними фарбами, зеленкою і т.д. Щільно закривши отвір глечика пальцем, поставимо його на дно судини і приберемо руку. З шийки, химерно звиваючись, будуть підніматися вгору кольорові струмені води.

Пояснення

Гарячі струмені рідини, як легші, прямують вгору. Химерність вигинів водяних ліній обумовлена ​​перемішуванням гарячих водяних потоків з холодними.

(Роль джина виконує учень)

Крутить ручку електрофорної машини (як у к/ф "Іван Васильович змінює професію", щоб повернутися в історію). Звучить музика (Штраус "Великий вальс"). Карета. У кареті "Торічеллі". Учні розповідають про вчених: Арістотеля, Джанбатіста справи Порте, Торрічеллі, Вівіанне, Паскала, Отто Геріка, Ломоносова.

Давньогрецький філософ Аристотель вирішив перевірити, чи важить повітря. Для цього він поклав на ваги два оцинковані шкіряні бурдюки: один сплюснутий, а інший надутий повітрям. Різниці у вазі він не виявив. На підставі цього Арістотель зробив висновок, що повітря невагоме. У чому помилка Арістотеля?

Далі йдуть оповідання "З історії відкриття атмосферного тиску". Їх ведуть, змінюючи один одного, п'ятьох учнів. Спочатку перший зупиняється на тому факті, що давні вважали повітря невагомим. Негативна відповідь Арістотеля іа питання "Чи має повітря вага?" пояснюється лише тим, що Аристотель зважував повітря повітря. На скільки збільшувалася вага бурдюка при заповненні його повітря, на стільки збільшувалася сила, що виштовхує, що діє на бурдюк. У 1560 р. італієць Джамбатіста делла Порта ставив досліди, які спростовують старі уявлення про невагомість повітря. Інквізнція звинуватила його в єресі та чаклунстві та засудила його до спалення на багатті.

"Чому вода не піднялася слідом за поршнем на висоту, більшцю 10,3 м, незважаючи на те, що насоси справні?" дали досліди, поставлені на пропозицію італійського вченого Еванджеліста Торрічеллі фізиком Вівіані. Детально, з передачею перебігу міркувань вченого розповідається про роботи Торрічеллі в галузі вивчення повітряного тиску. Наголошується, що на честь вченого розріджений простір у заповненій ртуттю барометричної трубки між поверхнею ртуті та запаяним кінцем трубки одержало назву "торрічеллієвої порожнечі", а одиниця тиску, що дорівнює одному міліметру ртутного стовпа, була названа "тор".

3атем говориться про роботи видатного французького вченого Блеза Паскаля, який своїми дослідами підтвердив припущення про існування атмосферного тиску, встановив факт зміни величного атмосферного тиску зі зміною висоти над рівнем моря, довів, що показання барометра залежать від вологості повітря і тим самим можуть служити для передбачення погоди . Паскалю належить "Тракгат про тяжкість маси повітря", опублікований в 1663 вже після смерті вченого.

Останнє повідомлення присвячується працям великого російського вченого М. В. Ломоносова у сфері вивчення властивостей повітря. М. В. Ломоносов один з перших пояснив причину пружності повітря та механізм передачі атмосферного тиску в усіх напрямках без змін. Ним було введено у вжиток такі слова, як "атмосфера", "барометр", "повітряний насос". М. У. Ломоносов багато займався вивченням атмосфери 3емли. Він винайшов і побудував цілий ряд метеорологічних приладів: анемометр - прилад для вимірювання швидкості вітру, морський барометр, спорудив апарат для підйому самописного термометра верхні шари атмосфери, та ін. М. В. Ломоносов є основоположником російської метеорології. Також розповідають про вимірювання атмосферного тиску та про досвід Торрічеллі.

Досліди Торрічеллі зацікавили багатьох учених – його сучасників. Коли про них дізнався Паскаль, він повторив їх з різними рідинами олією, вином та водою). На малюнку зображено водяний барометр,створений Паскалем в 1646 р. Стовп води, що врівноважує тиск атмосфери, виявився набагато вищим за стовп ртуті. У 1648 р. за дорученням Паскаля Ф. Пер'є виміряв висоту стовпа ртуті в барометрі біля підніжжя і на вершині гори Пюї-де-Дом і повністю підтвердив припущення Паскаля про те, що атмосферний тиск залежить від висоти: на вершині гори стовп ртуті виявився меншим. 84,4мм. Для того, щоб не залишилося жодних сумнівів у тому, що тиск атмосфери знижується зі збільшенням висоти над Землею, Паскаль зробив ще кілька дослідів, але вже в Парижі: внизу і вгорі собору Нотр-Дам, вежі Сен-Жак, а також високого будинку з 90 сходинками. Свої результати він опублікував у брошурі "Оповідання про великий експеримент рівноваги рідин"

Велику популярність напівцілі також досліди незмінного фізика Отто фон Геріке (1602-1686). До висновку про існування атмосферного тиску він дійшов незалежно від Торрічеллі (про досліди якого він дізнався із запізненням на дев'ять років). Відкачуючи якось повітря з тонкостінної металевої кулі, Геріке раптом побачив, як ця куля сплющилася. Розмірковуючи над причиною аварії, він зрозумів, що розплющення кулі відбулося під впливом тиску навколишнього повітря.

Відкривши атмосферний тиск, Геріке побудував біля фасаду свого будинку в Магдебурзі водяний барометр, в якому на поверхні рідини плавала фігурка у вигляді чоловічка, що вказує на поділки, нанесені на склі.

У 1654 р. Герике, бажаючи переконати всіх у існуванні атмосферного тиску, зробив знаменитий досвід із " магдебурзькими півкулями " . На демонстрації досвіду були присутні імператор Фердинанд III та члени Регенсбурзького рейхстагу. У їхній присутності з порожнини між двома складеними разом металевими півкулями викачали повітря. При цьому сили атмосферного тиску так сильно притиснули ці півкулі одна до одної, що їх не змогли роз'єднати кілька пар коней.

Вчитель:

Запитання:

1. Як називається прилад вимірювання атмосферного тиску?

Відповідь: а) ртутний барометр; б) барометр-анероїд

2. Який атмосферний тиск називається нормальним?

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

3. На різних висотах відрізняється атмосферний тиск?

Відповідь: атмосферний тиск зменшується із збільшенням висоти.

4. Чому ми не відчуваємо атмосферного тиску?

Відповідь: тиск повітря на організм врівноважується таким самим за величиною тиском зсередини.

5. Чому при підйомі високо в гори у людей часто з вух та носа йде кров?

Відповідь: атмосферний тиск зменшується, кровотеча під впливом внутрішнього тиску організму.

6. Як називається барометричні високометричні висомери?

Відповідь: Альтиметр.

7. Чи може людина жити на висоті, наприклад, 5000 м над рівнем моря?

Відповідь: так, рекордна висота, на якій живе людина – 5200 м (у Памірі)

Цікаві жартівливі історії

1. Рекомпресія шампанського.

Коли було закінчено будівництво тунелю під Темзою в Лондоні, міська влада вирішила відзначити цю подію у самому тунелі. Але там, на жаль, шампанське здалося їм позбавленим звичайної ігристості. Зате, коли вони піднялися на поверхню, вино забурило у них у шлунках, почало роздмухувати животи ледь не запінилося з вух. Одного високопосадовця довелося спускати назад для рекомпресії.

Внаслідок того, що на дні тунелю тиск вищий за атмосферний, частина вуглекислого газу залишалася в розчині. Однак, коли почесні гості піднялися на поверхню, газ почав виходити з розчину, і щоб уповільнити цей процес, їм довелося знову спуститися вниз.

Ось до чого може довести людей пристрасть до алкоголю!

2. "Народна" стюардеса.

Що станеться зі стюардесою, що надягла надувний купальник, коли при наборі висоти в салоні літака знизиться тиск?

Ти маєш рацію, Герман, - купальник надимається.

Як повідомив у п'ятницю кореспондент газети "Лос-Анджелес Таймс" Метт Уейнсток, саме така неприємна пригода сталася на борту літака, який прямував до Лос-Анджелеса. Журналіст тактовно не назвав авіакомпанію та ім'я дівчини.

"Коли вона збільшилася в обсязі приблизно до 46-го розміру, то у відчаї почала шукати вихід зі становища. На очі їй потрапила одна пасажирка, у якої капелюх був заколотий невеликою шпилькою. Вихопивши шпильку, стюардеса приготувалася встромити її собі в груди.

Однак інший пасажир - іноземець - вирішив, що стюардеса обрала такий, далеко не найкращий спосіб зробити харакірі, і кинувся до неї, щоб перешкодити.

Незабаром порядок було відновлено, але гуркіт сміху ще довго не змовкав ".

Уейнсток стверджував, що це справжній випадок. Добре, що такі купальники бояться проколів.

I. Об'єм повітря, що знаходиться в надувному купальнику, обернено пропорційний тиску в літаку. Як відомо, тиск на висоті менший, ніж на рівні землі, тому обсяг купальника збільшився. Якби герметизація пасажирського салону літака несподівано порушилася і тиск у ньому різко впав би до величини атмосферного тиску за бортом літака, то купальник швидше за все вибухнув би.

Практичне завдання

1. Визначити силу атмосферного тиску: а) стіл

б) на книжку

в) на тіло людини (S = 15000 см?)

2. Визначити силу атмосферного тиску у класі

Значення атмосфери та атмосферного тиску в нашому житті:

1. Атмосфера грає найважливішу роль тепловому балансі землі.
2. Атмосфера відбиває і поглинає більшу частину випромінювання, що до Землі з космічного простору.
3. Атмосфера оберігає нас від безперервного бомбардування мікрометеоритів.
4. Атмосферний тиск має велике значення у побуті та в медицині.
5. Атмосфера - дах нашої Землі, під цим одним дахом живуть люди різної національності і ми маємо берегти від забруднення нашу атмосферу.

Література

1. Я. І. Перельман "Цікава фізика" кн.1 стор 94
2. В. П. Синічкін, О. П. Синічкіна "Позакласна робота з фізики" стор 20
3. А. В. Перишкін "Фізика 7"
4. С. В. Громов, Н. А. Батьківщина "Фізика 7"
5. А. А. Гурштейн "Одвічні таємниці неба"
6. "Фізика у школі" №4, 1964 р. стор33
7. Дж Вокер "Фізичний феєрверк".
8. Левітан "Астрономія" 11 клас
9. Громів "Фізика" 11 клас

Про те, що Земля вкрита повітряною оболонкою під назвою атмосфера, ви дізналися на уроках географії, давайте ж пригадаємо, що вам відомо про атмосферу з курсу географії? Вона складається із газів. Вони повністю заповнюють наданий їм обсяг.

Увиникає питання: чому молекули повітря в атмосфері, рухаючись безперервно та безладно, не відлітають у світовий простір? Що утримує їх біля Землі? Яка сила? Утримує сила тяжкості!Отже, атмосфера має масу і вагу?

А чому атмосфера "не осідає" на поверхню Землі?Тому що між молекулами повітря є сили не лише тяжіння, а й відштовхування. До того ж, щоб залишити Землю, вони повинні мати швидкість не менше 11,2 км/с, це друга космічна швидкість. Більшість молекул мають швидкість меншу за 11,2 км/с.

Досвід 1.Візьмемо дві гумові кульки. Один надутий, інший ні. Що в надутій кульці? Покладемо на ваги обидві кульки. На одну чашу надута кулька, на іншу здута. Що ми бачимо? (Надута кулька важча).

Ми з'ясували, що на повітря, як і на всяке тіло, що знаходяться на Землі, діє сила тяжіння, має масу, і, отже, має вагу.

Хлопці витягніть руки вперед долонями вгору. Що ви відчуваєте? Вам тяжко? Адже на ваші долоні тисне повітря, причому маса цього повітря дорівнює масі КАМАЗу, завантаженого цеглою. Тобто, близько 10 тонн! Вчені підрахували, що стовп повітря тисне на площу 1 см 2з такою силою, як гиря в 1 кг 33 г.

Маса повітря в 1м³ повітря:лише на рівні моря – 1 кг 293г; на висоті 12 км – 310 м; на висоті 40 км. – 4г.

Чому ж ми не відчуваємо цієї ваги?

Як передається тиск, що чиниться на нижній повітряний шар верхнім шаром? Кожен шар атмосфери зазнає тиску з боку всіх верхніх шарів, а, отже, земна поверхня і тіла, що знаходяться на ній, зазнають тиску всієї товщі повітря, або, як зазвичай кажуть, відчувають атмосферний тискення, і, згідно із законом Паскаля, цей тиск передається однаково в усіх напрямках.

З якої речовини складається атмосфера? З повітря? А він що є? Повітря - суміш газів: 78% - азот, 21% - кисень, 1% - інші гази (вуглець, водяна пара, аргон, водень ...) . Про те, що повітря має вагу, ми часто забуваємо. Тим часом щільність повітря біля поверхні Землі при 0°С становить 1,29 кг/м 3 . Те, що повітря справді має вагу, було підтверджено Галілеєм. А учень Галілея Еванджеліста Торрічеллі припустив і зміг довести, що повітря чинить тиск на всі тіла, що знаходяться на поверхні Землі. Цей тиск називається атмосферним тиском.

Атмосферний тиск - тиск, що чиниться атмосферою Землі на всі предмети, що знаходяться на ній..

Це сучасні теоретичні знання, а як про атмосферний тиск дізнавалися на практиці?

Припущення про існування атмосферного тиску виникли у 17 столітті.

Велику популярність з його вивчення здобули досліди німецького фізика та бургомістра м. Магдебурга Отто фон Геріке. Відкачуючи якось повітря з тонкостінної металевої кулі, Геріке раптом побачив, як ця куля сплющилася. Розмірковуючи над причиною аварії, він зрозумів, що розплющення кулі відбулося під впливом тиску навколишнього повітря.

Для доказів існування атмосферного тиску він задумав і провів такий досвід.

8 травня 1654 року у німецькому місті Регенсбург за дуже урочистої обстановці зібралося багато знаті на чолі з імператором Фердинандом III. Всі вони стали свідками разючого видовища: 16 коней щосили намагалися розняти 2 прикладені мідні півкулі, що мали діаметри близько метра. Що пов'язувало їх? Ніщо! - Повітря. Однак 8 коней тягнули в один бік і 8 в інший не могли розняти півкулі. Так бургомістр Магдебурга Отто фон Геріке показав усім, що повітря, зовсім не ніщо і що він тисне зі значною силою на всі тіла. (2 помічники)

До речі "Магдебурзькі півкулі" є у всіх людей - це головки стегнових кісток, які утримуються в тазовому суглобі атмосферним тиском.

Зараз ми з вами повторимо досвід із Магдебурзькими півкулями та розкриємо його секрет.

Досвід 2.Візьмемо дві склянки. Поставимо запалений огарок свічки в одну зі склянок. Виріжемо з кількох шарів газетного паперу кільце діаметром трохи більше, ніж зовнішній край склянки. Змочивши папір водою, покладемо на верхній край першої склянки. Обережно (повільно) поставимо на цю прокладку перевернуту другу склянку і притиснемо її до паперу. Свічка невдовзі згасне. Тепер, узявшись рукою за верхню склянку, піднімемо її. Ми побачимо, що нижня склянка ніби прилипла до верхньої і піднялася разом з нею. Чому це сталося? Вогонь нагріло повітря, що міститься в нижній склянці, а, як ми вже знаємо, нагріте повітря розширюється і стає легшим, тому частина його вийшла зі склянки. Отже, коли обидві склянки були щільно притиснуті одна до одної, у них було менше повітря, ніж до початку досвіду. Свічка згасла, щойно було витрачено весь кисень, що міститься в склянках. Після того, як гази, що залишилися всередині склянки, охолонули, там виник розряджений простір, а атмосферний тиск зовні залишився незмінним, тому воно щільно придавило склянки один до одного, і коли ми підняли верхній з них, то і нижній піднявся разом з ним. Ми бачимо, що тиск атмосфери – великий.

Як виміряти тиск атмосфери?

Розрахувати атмосферний тиск за формулою розрахунку тиску стовпа рідини не можна. Адже для цього необхідно знати щільність та висоту стовпа рідини чи газу. Але атмосфера не має чіткої верхньої межі, а щільність атмосферного повітря зменшується зі зростанням висоти. Тому Торрічеллі запропонував зовсім інший спосіб для знаходження атмосферного тиску.

Торрічеллі взяв скляну трубку довжиною близько одного метра, запаяну з одного кінця, налив у цю трубку ртуть і опустив трубку відкритим кінцем у чашу з ртуттю. Декілька ртуті вилилося в чашу, але більшість ртуті залишилася в трубці. День у день рівень ртуті в трубці трохи вагався, то трохи опускаючись, то трохи піднімаючись.

Тиск ртуті на рівні її поверхні створюється вагою стовпа ртуті в трубці, так як у верхній частині трубки над ртуттю повітря немає (там вакуум, який отримав назву «торрічеллієва порожнеча»). Звідси випливає, що атмосферний тиск дорівнює тиску стовпа ртуті в трубці. Вимірявши висоту стовпа ртуті, можна розрахувати тиск, який робить ртуть. Воно дорівнюватиме атмосферному. Якщо атмосферний тиск зменшується, то стовп ртуті в трубці Торрічеллі знижується і навпаки. Спостерігаючи щодня за зміною рівня стовпа ртуті, Торрічеллі помітив, що він може підвищуватися та знижуватися. Також Торрічеллі пов'язав ці зміни із змінами погоди.

В даний час тиск атмосфери, що дорівнює тиску стовпа ртуті заввишки 760 ммпри температурі 0°С, прийнято називати нормальним атмосферним тискомщо відповідає 101 325 Па.

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

Якщо до трубки Торрічеллі прикріпити вертикальну шкалу, то вийде найпростіший прилад для вимірювання атмосферного тиску. ртутний барометр .

Але використання ртутного барометра небезпечно, оскільки пари ртуті є отруйними. Згодом було створено інші прилади для вимірювання атмосферного тиску, з якими ви познайомитеся під час наступного уроку.

Атмосферний тиск, близьке до нормального, зазвичай спостерігається в місцевостях, що знаходяться на рівні моря. Зі збільшенням висоти над рівнем моря (наприклад, у горах) тиск зменшується.

Досліди Торрічеллі зацікавили багатьох учених – його сучасників. Коли про них дізнався Паскаль, він повторив їх з різними рідинами (олією, вином та водою).

Досвід 3.Якщо у кришці пляшки з водою зробити отвір, стиснути та випустити трохи води. Що відбувається із формою пляшки? Чому вона деформується? Що потрібно зробити, щоб вона випрямилася і вода знову стала інтенсивно виливатися?(в результаті проколу пляшки атмосферне повітря почало надходити в пляшку і тиснути на воду, це використовується в крапельницях при подачі ліків).

Цей спосіб зміни тиску у пляшці використовують господині у кулінарії при відділенні жовтків від білків. Яким чином?

Атмосферним тиском пояснюється і дія, що засмоктує, болота або глини. Коли людина намагається витягнути ногу із болота чи глини, під нею утворюється розрідження, а атмосферний тиск не змінюється. Перевага атмосферного тиску може досягати 1000 Н на ногу дорослої людини.

Досвід 4. Як дістати монету руками з дна тарілки з водою, не намочивши їх?Треба в тарілку з водою поставити шматочок картоплини із застроченими сірниками або свічку і запалити. Зверху накрити склянкою. Горіння припинилося і вода зібралася у склянці і монету можна вільно взяти із сухої тарілки. Що змусило зібратися воду під склянкою?

Ми з вами спостерігали цікаві явища, що викликані дією атмосферного тиску. Де ви бачили в житті такі пристрої, дії яких засновані на існуванні та зміні атмосферного тиску?

На коло, що обертається, встановлюємо металеве відро. В нього опускаємо невеликий контейнер. Потім у контейнер наливаємо рідину для загоряння або спирт. Підпалюємо рідину для займання і починаємо обертати коло. Спостерігаємо справжнісіньке торнадо.

При розкручуванні кола полум'я починає прагнути вгору і закручується як торнадо. Це відбувається тому, що коли обертається відро, воно захоплює за собою повітря, і всередині утворюється якийсь вихор, тобто там утворюється якийсь рух повітря, а якщо повітря має рух, то всередині буде тиск менший за законом Бернуллі і починає насмоктувати повітря з усієї округи. І він же і роздмухує цей вогонь, а оскільки є висхідний потік, то всередині утворюється полум'я і завдяки тому, що потік закручується, закручується повітря.

Заповніть пляшку на 1/3 гарячою водою. Акуратно встановіть варене очищене яєчко на шийці пляшки. Зачекайте кілька хвилин, і яйце впаде на дно пляшки. Коли Ви наливаєте гарячу воду в пляшку, вона і все повітря в ній нагрівається. Зовні ж повітря прохолодніше. І поки повітря у пляшці та зовні різне, гаряче повітря прагне залишити пляшку якнайшвидше. Через ці дії відбувається перепад тиску, що згодом змушує яєчко падати на дно пляшки.

3. За розміром фанерної дощечки 10x10 см виріжте із старої волейбольної камери гумову прокладку та прикріпіть її кнопками до фанери. У півлітрову скляну банку налийте трохи води, а воду — трохи спирту. Підпаліть спирт. Давши йому недовго погоріти, закрийте банку дощечкою. Вогонь згасне. Через 1-2 сек підніміть дощечку. Разом з нею піднімається банк, у який втягнулася гума. Чим пояснити підйом банки з дощечкою та втягування гуми? Де практично використовується дане явище? Під час горіння повітря нагрівається. Після закриття банки процес горіння припиняється. Повітря починає охолоджуватися. У банку виникає розрідження, завдяки якому вона притискається атмосферним тиском до фанери. Втягування гуми також пояснюється атмосферним тиском. На цьому явищі ґрунтується лікування за допомогою медичних банок.

4. Досвід зі склянками (Магдебурзькі півкулі).

Виріжте гумове або паперове кільце з урахуванням діаметра гранчастої склянки і покладіть його на склянку. Підпаліть шматок паперу або маленьку свічку, опустіть у склянку і майже відразу закрийте другою склянкою. Через. 1-2 сек підніміть верхню склянку, за ним піднімається і нижня.

5. Пульверизатор

Ціль: дізнатися, як працює пульверизатор. Потрібна склянка, ножиці, дві гнучкі соломинки.

Налийте у склянку води.

Обріжте одну соломинку біля гофрованої частини і поставте вертикально в склянку, щоб вона виходила гофром на 1 см з води.

Другу соломинку розташуйте так, щоб вона своїм краєм торкалася верхнього краю соломинки, що стоїть у воді. Використовуйте для упору складки гофра на вертикальній соломинці.

Сильно подуйте через горизонтальну соломинку.

Вода піднімається по соломинці, що стоїть у воді, і розпорошується в повітрі.
ЧОМУ?Чим швидше рухається повітря, тим більше створюється розрідження. А оскільки повітря із горизонтальної соломинки рухається над верхнім зрізом вертикальної соломинки, то тиск у ній також падає. Атмосферний тиск повітря в кімнаті тисне на воду в склянці, і вода піднімається вгору по соломинці, звідки вона видується у вигляді дрібних крапельок. Коли ви тиснете на гумову грушу пульверизатора, відбувається те саме. Повітря з груші проходить через трубку, тиск у ній падає, і через це розрідження повітря одеколон піднімається вгору і розпорошується.

6. Вода не виливається

7. Як тільки свічка перестане горіти, вода у склянці піднімається.

8. Як дістати з води монету, не намочивши пальців?

Покладіть монету на велику плоску тарілку. Налийте стільки води, щоб вона накрила монету. А тепер запропонуйте гостям чи глядачам дістати монетку, не намочивши при цьому пальців. Для проведення опт необхідний ще склянку і кілька сірників, застромлених у пробку, що плаває на воді. Запаліть сірники і швидко накрийте плаваючий кораблик, що горить, склянкою, не захопивши при цьому монетки. Коли сірники згаснуть, склянка наповниться білим димом, а потім під ним сама по собі збереться вся вода з тарілки. Монета залишиться на місці, і ви можете взяти її, не намочивши пальці.

Пояснення. Сила, що увігнала воду під склянку і утримувала її там на певній висоті, - атмасферний тиск. Сірники, що горять, нагріли в склянці повітря, тиск його зріс, частина газу вийшла назовні. Коли сірники погасли, повітря знову охололо, але при охолодженні його тиск зменшився, під склянку увійшла вода, що вганяється туди тиском зовнішнього повітря.

9. Як працює Водолазний дзвін.

10. Досліди з вантузом.

Досвід 1. Візьміть вантуз, який застосовується в сантехніці, змочіть його краї водою і притисніть до валізи, яка покладена на стіл. Видавіть частину повітря з вантуза, а потім піднімайте його. Чому разом із ним піднімається валіза? У процесі притискання вантуза до валізи ми скорочуємо об'єм, який займає повітря, і частина його виходить з-під вантуза. При припиненні тиску вантуз розправляється і утворюється під ним розрідження. Зовнішній атмосферний тиск притискає вантуз і валізу один до одного.

Досвід 2. Притисніть вантуз до класної дошки, підвісьте вантаж масою 5—10 кг. Вантуз утримується на дошці разом із вантажем. Чому?

11. Автоматична напувалка для птахів.

Автоматична напувалка для птахів складається з пляшки, наповненої водою і перекинутою в коритці так, що шийка знаходиться трохи нижче рівня води в коритці. Чому вода не виливається із пляшки? Якщо рівень води в коритці знизиться і шийка пляшки вийде з води, частина води з пляшки виллється.

12. Як ми п'ємо.Взяти дві соломинки, одну цілу, у другій зробити невеликий отвір. Через першу вода надходить до рота, через другу немає. 13. Якщо відкачувати повітря з лійки, широке отвір якої затягнуте гумовою плівкою, плівка втягується всередину, а потім навіть лопається.

Усередині вирви тиск зменшується, під дією атмосферного тиску плівка втягується всередину. Так можна пояснити наступне явище: Якщо прикласти до губ кленовий лист і швидко втягнути повітря, лист з тріском розірветься.

14. «Важка газета»

Обладнання: рейка завдовжки 50-70 см, газета, метр.

Проведення: Покладемо на стіл рейку, повністю розгорнуту газету. Якщо повільно чинити тиск на кінець лінійки, що звисається, то він опускається, а протилежний піднімається разом з газетою. Якщо ж різко вдарити по кінці рейки метром або молотком, вона ламається, причому протилежний кінець з газетою навіть не піднімається. Як це пояснити?

Пояснення: Зверху на газету тиск атмосферне повітря. При повільному натисканні на кінець лінійки повітря проникає під газету та частково врівноважує тиск на неї. При різкому ударі повітря внаслідок інерції не встигає миттєво проникнути під газету. Тиск повітря на газету зверху виявляється більшим, ніж унизу, і рейка ламається.

Рейку потрібно класти так, щоб її кінець 10 см звисав. Газета повинна щільно прилягати до рейки та столу.

15. Цікаві досліди з атмосферним явищем

АВТОКОЛИВАННЯ

Механічне коливальне рух зазвичай вивчають, розглядаючи поведінку якогось маятника: пружинного, математичного чи фізичного. Оскільки всі вони тіла тверді, цікаво створити пристрій, який демонструє коливання рідких або газоподібних тіл.

Для цього можна скористатися ідеєю, закладеною в конструкцію водяного годинника. Дві півторалітрові пляшки з'єднують так само, як і у водяному годиннику, скріпивши кришки. Порожнина пляшок з'єднують скляною трубкою довжиною 15 сантиметрів, внутрішнім діаметром 4-5 міліметрів. Бічні стінки пляшок повинні бути рівними та нежорсткими, легко змінюватись при здавлюванні.

Для запуску коливань пляшку з водою розташовують зверху. Вода з неї починає відразу витікати через трубку в нижню пляшку. Приблизно через секунду струмінь мимоволі перестає текти і поступається прохід у трубці для зустрічного просування порції повітря з нижньої пляшки у верхню. Порядок проходження зустрічних потоків води та повітря через сполучну трубку визначається різницею тисків у верхній та нижній пляшках та регулюється автоматично.

Про коливання тиску в системі свідчить поведінка бічних стінок верхньої пляшки, які в такт з випуском води та впуском повітря періодично здавлюються та розширюються. Оскільки процес саморегулюється, цю аерогідродинамічну систему можна назвати автоколивальної.

ТЕПЛОВИЙ ФОНТАН

У цьому досвіді демонструють водяний струмінь, що вилітає з пляшки під дією надлишкового тиску в ній. Основною деталлю конструкції фонтану є жиклер, встановлений у пляшковій кришці. Жиклер є гвинт, уздовж поздовжньої осі якого є наскрізний отвір малого діаметра. У дослідній установці зручно

використовувати жиклер від виробленої газової запальнички.

М'яка пластикова трубка щільно одягнена одним кінцем на жиклер, а інший її відкритий кінець розташований біля дна пляшки. Приблизно третину обсягу пляшки займає холодна вода. Кришка на пляшці має бути герметично закручена.

Для отримання фонтану пляшку обливають із глека теплою водою. В'язень у пляшці повітря швидко прогрівається, його тиск підвищується, і вода виштовхується назовні у вигляді фонтанчика на висоту до 80 сантиметрів.

Цей досвід можна використовувати для демонстрації, по-перше, залежності тиску газу від його температури і, по-друге, роботи з підняття води, що здійснюється повітрям, що розширюється.

АТМОСФЕРНИЙ ТИСК

Усі ми постійно перебуваємо на дні повітряного океану під пресом тяжкості його багатокілометрової товщі. Але ця тяжкість ми не помічаємо, як не замислюємося і про необхідність час від часу вдихати і видихати це повітря.

Для показу дії атмосферного тиску потрібна гаряча вода, але не окроп, щоб пляшка не деформувалася. Сто-двісті грамів такої води наливають у пляшку і кілька разів інтенсивно струшують, прогріваючи тим самим повітря, що знаходиться в пляшці. Потім воду виливають, а пляшку відразу щільно закривають кришкою і ставлять на стіл для огляду.

У момент закупорювання пляшки тиск повітря в ній був однаковим із зовнішнім атмосферним тиском. Згодом повітря в пляшці остигає і тиск усередині неї падає. Різниця тисків, що виникла по обидва боки стінок пляшки, призводить до її здавлювання, що супроводжується характерним хрустом.

Як зрозуміти складні закони фізики. 100 простих та захоплюючих досвідів для дітей та їхніх батьків Дмитрієв Олександр Станіславович

71 Ще про атмосферний тиск, або Досвід у «Макдональдсі»

Ще про атмосферний тиск, або Досвід у «Макдональдсі»

Для досвіду нам знадобиться:напій із соломинкою.

Ми пам'ятаємо досвід із перевернутою склянкою, з якої не виливалася вода. А подібний досвід, тільки спрощений, можна зробити для своїх друзів під час відвідування будь-якого кафе, наприклад, «Макдоналдса», де подають напої із соломинкою. Візьміть соломинку, опустіть у рідину та заткніть зверху пальцем. Тепер, не відпускаючи пальця, підніміть соломинку, тримаючи її над склянкою.

На фото я витягаю соломинку із банки з підфарбованою рідиною. Усередині видно, що верхня частина жовта, а далі міститься рідина.

Зрозуміло, що роль листочка паперу, який не давав воді вилитися, що притискається атмосферним тиском у досвіді з перевернутою склянкою, відіграють сили поверхневого натягу рідини. Вони формують пружну плівку, невидиму оку, але досить міцну. Повітря тисне знизу на рідину і не дає їй вилитися із соломинки.

Якщо ми приберемо зверху палець, повітря почне тиснути на рідину однаково з двох сторін - і під дією сили тяжіння рідина виллється назад у склянку.

Цей досвід легко зробити в будь-якому кафе і показати своїм друзям без будь-якої підготовки.

Що таке теорія відносності автора Ландау Лев Давидович

Досвід повинен вирішити Що робити з цим протиріччям? Перш ніж висловлювати ті чи інші міркування з цього приводу, звернемо увагу на таку обставину. Протиріччя між поширенням світла та принципом відносності руху ми отримали виключно

З книги Крапля автора Гегузін Яків Євсійович

Досвід Плато

З книги Еволюція фізики автора Ейнштейн Альберт

Досвід Релея-Френкеля

З книги Фізика на кожному кроці автора Перельман Яків Ісидорович

Геометрія та досвід Наш наступний приклад буде більш фантастичним, ніж приклад з падаючим ліфтом. Ми маємо підійти до нової проблеми, проблеми зв'язку між загальною теорією відносності та геометрією. Почнемо з опису світу, в якому живуть лише двовимірні, а не тривимірні

З книги Рух. Теплота автора Китайгородський Олександр Ісаакович

Досвід із лампочкою Брат – усе ще в напівтемряві – наполовину відокремив газету від грубки і підніс лампочку цоколем до паперу. Легкий тріск, іскра – і на мить вся лампочка наповнилася ніжним зеленуватим сяйвом. – Ось мій улюблений досвід, – сказав брат, наближаючи лампочку до

З книги Про що розповідає світло автора Суворов Сергій Георгійович

Досвід з водяним струменем Ми пустили з крана тонкий водний струмок, що гулко вдаряв об дно раковини. — Зараз я примушу цей струмінь, не торкаючись до нього, текти інакше. Куди хочеш, щоб вона відхилилася: вправо, вліво, вперед? – Вліво, – відповів я. – Добре! Не повертай крана, я

З книги На кого впало яблуко автора Кессельман Володимир Самуїлович

Як довідалися про атмосферний тиск Ще давньої цивілізації були відомі всмоктувальні насоси. З їхньою допомогою можна було підняти воду на значну висоту. Вода напрочуд слухняно йшла за поршнем такого насоса.Древні філософи замислювалися про причини цього і

З книги автора

Хвильові властивості світла. Досвід Юнга Ньютонівська корпускулярна гіпотеза світла панувала дуже довго - понад півтораста років. Але ось на початку XIX століття англійський фізик Томас Юнг (1773-1829) та французький фізик Огюстен Френель (1788-1827) зробили такі досліди, які

З книги автора

Досвід, який не варто повторювати «Хочу повідомити вам новий і страшний досвід, який раджу самим ніяк не повторювати», - писав голландський фізик ван Мушенбрук паризькому фізику Реомюру і повідомляв далі, що коли він узяв у ліву руку скляну банку з наелектризованою