Атмосферний тиск і його вимірювання. Барометри

1.

УРОК 46
АТМОСФЕРНИЙ ТИСК І ЙОГО
ВИМІРЮВАННЯ. БАРОМЕТРИ
ФІЗИКА 7

2.

Згадаймо
географію 6 клас

3.

Що таке атмосфера?

4.

Що таке атмосферний тиск?

5.

Як вимірюють атмосферний
тиск?

6.

Як вимірюють атмосферний
тиск?

7.

Географія ПЛЮС
Фізика

8.

Сила тяжіння
F тяж
F тяж
F тяж
F тяж

9.

Атмосфера – зовнішня
газова оболонка планети
Атмосфера Землі
складається із суміші газів:
78% – азот, 21% – кисень, 1%
– інші гази
Частинки атмосфери мають
масу, тому вони притягуються
до Землі завдяки гравітаційній
взаємодії
Частинки газів перебувають
у неперервному хаотичному
русі
Фізична
модель
атмосфери
Землі

10.

Атмосферний тиск
Атмосферний тиск – це
тиск, який створює
атмосфера на всі тіла, що в
ній перебувають, а також
на земну поверхню

11.

Чому люди не відчувають дію
атмосферного тиску?
Тиск
атмосфери
Кровоносні судини та інші
порожнини організму, що заповнені
рідинами або газами, чинять на
стінки судин і порожнин такий самий
тиск. Тому тканини організму не
деформуються, а атмосферний тиск
не відчувається. Якщо ж зовнішній
атмосферний тиск змінюється, то
людина відчуває певний
дискомфорт.

12.

Чому рідина у шприці піднімається, коли
піднімається поршень шприцу?
Тиск
атмосфери
Якщо піднімати поршень, то
атмосферний тиск, діючи на
вільну поверхню рідини в
посудині, нагнітатиме рідину
вгору, в порожнечу під
поршнем.

13.

Чому якщо повністю наповнити склянку
водою, закрити аркушем паперу і
перевернути догори дном, аркуш паперу
тримається та вода не виливається?
Тиск води
Тиск атмосфери
Якщо піднімати поршень, то
атмосферний тиск, діючи на
вільну поверхню рідини в
посудині, нагнітатиме рідину
вгору, в порожнечу під
поршнем.

14.

Як виміряли
атмосферний тиск?

15.

Ще в давнину людина помічала, що
повітря чинить тиск на наземні
предмети, особливо під час негоди і
ураганів. Людство користувалася цим
тиском, змушуючи вітер рухати вітрильні
судна, обертати крила вітряних млинів.
Однак, вченим довго не вдавалося
науково довести, що повітря чинить тиск
та виміряти значення цього тиску.
Природа боїться порожнечі, тому вода в насосах
піднімається за поршнем - така думка давньогрецького
філософа Аристотеля підтримувалася вченою спільнотою до
середини 17 ст..
Випадкова історична обставина змінила уявлення вчених
про тиск повітря.

16.

В Італії в 1640 році герцог Тосканський задумав
влаштувати фонтан на терасі свого палацу.
Воду для цього фонтану повинні були
накачувати насосами із сусіднього озера, але
вода не йшла вище 32 футів (10,3 м).
Здивований герцог звернувся за
роз'ясненнями до Галілея, тоді вже глибокого
старця. Великий вчений був збентежений, бо
він не знав як пояснити це явище.
Не знайшовши відповіді на це запитання, Галілей
спочатку відбувся жартом: очевидно, природа
боїться порожнечі тільки до висоти 10 м. Але
вчений почав шукати причини такої «впертості
води» і залучив до пошуку своїх учнів Еванжеліста
Торрічеллі та Вінченцо Вівіані.

17.

Торрічеллі прийшла думка
досліджувати, до якої висоти буде
«боятися порожнечі» ртуть. У 1644
р. він запропонував Вівіані провести
дослід, який зараз вивчається в
школах усього світу.
Для проведення досліду він взяв скляну трубку (приблизно метр
завдовжки), з одного боку вона була запаяна. Вчений наповнив
трубку ртуттю і, перевернувши її, опустив в чашу також зі ртуттю.
Рідина почала виливатися із трубки в посудину, але не вся.

18.

19.

Відповідь на запитання герцога
була знайдена. «Вперта вода» не
могла піднятися за допомогою
насосів вище 33 футів (10,3
метри), бо саме тиск атмосфери
зупиняв її на цій висоті і не давав
можливості підніматися вище.
Наступала так звана рівновага
двох тисків: тиску води і тиску
атмосфери. Це і був секрет
«впертого фонтана».

20.

Виділімо досягнення цього експерименту
Тиск
атмосфери
760 мм
1
• Доказ існування
атмосферного тиску
2
• Винахід ртутного
барометра
3
• Відкриття вакууму
“порожнеча торрічеллі”

21.

Нормальний атмосферний тиск – це тиск, який
створюється стовпчиком ртуті висотою 760 мм
За одиницю атмосферного тиску прийнято один міліметр ртутного стовпа
(1 мм рт. ст.)
Знайдемо співвідношення між мм рт. ст. та Па. Визначимо тиск ртутного стовпа
висотою 1 мм:

22.

Залежність тиску
від погоди і висоти

23.

Зазвичай атмосферний тиск перед негодою падає, а
перед сонячною погодою зростає.
Рівень моря - 760 мм рт. ст.

24.

Атмосферний тиск
зменшується на 1 мм рт. ст.
кожні 11 м підйому.
24

25.

Атмосферний тиск
зменшується на 1 мм рт. ст.
кожні 11 м підйому.
25

26.

Атмосферний тиск
збільшується на 1 мм рт. ст.
кожні 11 м вниз.
Тиск у цій шахті становить
772 мм.рт. ст..
26

27.

Прилади для
вимірювання тиску

28.

Барометр – прилад для вимірювання атмосферного тиску
Ртутний барометр застосовується
здебільшого у фізичних
лабораторіях з такою конструкцією,
щоб зменшити поверхню
випаровування ртуті (бо пара ртуті
отруйна).
Ртутний сифонний барометр складається з заповненої
ртуттю U-подібної скляної трубки, один кінець якої
запаяний, а на другому знаходиться відкритий
резервуар із ртуттю.

29.

Барометр має шкалу з міліметровими
поділками. Атмосферний тиск (у мм рт.ст.)
вимірюють безпосередньо за шкалою
приладу. Він дорівнює висоті стовпа ртуті
між її рівнями в закритому і відкритому
колінах барометра. Важлива перевага
рідинних (ртутних) барометрів - велика
точність їх показань.
Але ці прилади громіздкі, тендітні, а тому придатні для
використання тільки в стаціонарних (лабораторних) умовах.
Зазвичай на практиці для вимірювання атмосферного тиску
використовують металеві барометри-анероїди.
29

30.

Барометр - анероїд
.
Головна його частина - металева
коробочка з хвильовою (гофрованою )
поверхнею. З цієї коробочки відкачано
повітря, а щоб атмосферний тиск не
роздавив коробочку, її кришку
пружиною відтягують вгору.
При збільшенні атмосферного тиску її кришка прогинається вниз
і натягує пружину. При зменшенні тиску, пружина, випрямляє
кришку. До пружини з допомогою передаточного механізма
прикріплена стрілка. – вказівник , яка пересувається вправо або
вліво при зміні тиску Під стрілкою закріплена шкала.
30

31.

Барограф
Прилад для безперервного
запису зміни атмосферного
тиску. Складається з
приймальної частини,
передавального механізму,
з'єднаного з пером, та барабана
з стрічкою, який обертається за
допомогою годинникового
механізму. Розрізняють в
залежності від принципу дії анероїдні та ртутні.
31

32.

Альтиметр
(висотомір)
Використовується у
літальних апаратах для
вимірювання висоти
підйому або висоти над
рівнем моря. Поширена
форма: барометр-анероїд,
що працює за принципом
визначення різниці тиску
повітря на різній висоті.
32

33.

Гра “Так чи ні?”
1. Атмосферний тиск діє в напрямку дії сили
тяжіння, отже, він є векторною величиною
2. 740 мм рт. ст. – це підвищений атмосферний
тиск
3. 1мм рт. ст.= 133,3 Па
4. З висотою атмосферний тиск зменшується
5. Перший барометр був ртутний
6. Зазвичай атмосферний тиск перед негодою
падає, а перед сонячною погодою зростає.
7. Барометр-анероїд складається з заповненої
ртуттю U-подібної скляної трубки
33

34.

Виразіть у кілопаскалях тиск
560 мм рт. ст., 830 мм рт. ст.
34

35.

Розв'язування задач
У квартирі Іванки барометр показує атмосферний тиск 732 мм
рт. ст. У квартирі Дениса той же барометр показує тиск 734 мм.
рт. ст. Вище чи нижче поверхом розміщується квартира Дениса
порівняно з квартирою Іванки? На скільки метрів приблизно
одна квартира розміщена вище другої?

36.

37.

Формуємо компетентність
Я поміркую і зможу дати відповідь

38.

Домашнє завдання

39.

• Опрацювати матеріал презентації
• Виразити у міліметрах ртутного стовпчика
тиск 35 кПа, 90 кПа. Відповідь округлити до
десятих
• За бажанням: знайти інформацію про
природні барометри серед рослин та тварин.
Оформити у формі презентації
• Станція Київського метрополітену
«Арсенальна» вважається найглибшою у
світі, вона розташовується на глибині 105,5 м.
Визначить значення атмосферного тиску на
цій глибині.