Давление морских глубин

1.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное
учреждение гимназия №42
Давление морских глубин
Выполнила:
Широлапова Алина,
ученица 7 «А» класса
2016 г.

2.

1. Введение
Актуальность
работы
исследовательской
• межпредметная связь «физики» и «географии»;
• дополнительный материал при изучении темы на
уроках и элективных курсах.

3.

1. Введение
Объект исследования:
мировой океан.
Предмет исследования:
давление морских глубин.
Цель проекта:
• изучить давление в жидкостях;
• установить математическую зависимость;
• рассмотреть примеры.

4.

1. Введение
Задачи:
1. Изучить зависимость давления от различных величин.
2. Вычислить давление морских глубин.

5.

1. Введение
Гипотеза:
я предположила, что давление морских глубин зависит от
высоты столба жидкости (глубины), от плотности воды в море
(океане).

6.

2.2. Зависимость давления воды
Воздух давит на
поверхность Земли - и мы
говорим об атмосферном
давлении.
В земных недрах тоже
есть давление.
Опускаясь в морские
глубины, мы испытываем
давление воды.

7.

2.1. Что такое давление воды
На жидкость, как и на любое тело
на Земле, действует сила тяжести.
Каждый последующий слой
жидкости испытывает давление
всех вышележащих слоев.
Это означает, что давление
существует и внутри жидкости.
Когда в резиновых сапогах зайти
в воду, то можно почувствовать,
как резина плотно прилегает к
ногам.

8.

2.2. Зависимость давления воды
В 1648 году французский ученый
Блез Паскаль опытным путём
подтвердил то, что давление
жидкости зависит от высоты её
столба и плотности.
p = r g h, где
p – давление слоя жидкости, Па,
r – плотность жидкости, кг/м3.
g – коэффициент силы тяжести,
Н/кг,
h – высота слоя жидкости, м.

9.

2.1. Что такое давление воды
Закон Паскаля гласит:
«давление, производимое на жидкость
или газ, передается равномерно в любую
точку и в любом направлении».
Это закон легко подтверждается с помощью
прибора, который называется «Шар Паскаля».

10.

2.2. Зависимость давления воды
Плотность
морской
воды
в
разных местах Мирового океана
изменяется незначительно.
Значит, давление увеличивается
пропорционально глубине.
Графиком является прямая линия.

11.

2.2. Зависимость давления воды
Под
действием
давления
вышележащих слоев происходит
сжатие морской воды.
Оно начинает быть
только
на
очень
глубинах.
заметной
больших
Несмотря на высокое давление в
глубинах океана, морская вода
сжимается незначительно.
Давление растет с глубиной
быстрее.
График давления несколько
отклоняется от прямой линии.

12.

2.3. Погружение в морские глубины
На больших глубинах разность
между
давлением
воды
и
давлением воздуха внутри легких
возрастает настолько, что у
человека уже не хватает сил
увеличивать
объем
грудной
клетки при вдохе и наполнять
свежим воздухом легкие.
Поэтому
на
глубине,
превышающей
1,5
м
можно
дышать только таким воздухом,
который
сжат
до
давления
равного
давлению
воды
на
данной глубине.

13.

2.3. Погружение в морские глубины
Ловцы жемчуга могут нырять на
глубину 20-30 метров, задерживая
дыхание на 1-2 минуты.
В 1943 году Жак Ив Кусто и Эмиль
Ганьян изобрели акваланг –
специальный аппарат со сжатым
воздухом.

14.

2.3. Погружение в морские глубины
На больших глубинах человек
может работать только в жестком
(«панцирном») скафандре. В нем
можно
погружаться
до
300
метров.
Подводная лодка проект 677
«Лада» - последняя российская
инновация в этой области.

15.

2.3. Погружение в морские глубины
Для
исследования
морей
и
океанов на больших глубинах
используют
батискафы
и
батисферы.
Батисферу
используют
для
погружения на глубину 165 – 1000
метров.
С
помощью
батискафа
швейцарцы Ж. Пиккар и Д. Уолш
достигли дна Марианского желоба
в Тихом океане. (Глубина 11022 м.)

16.

2.3. Погружение в морские глубины
При погружении на глубину
более 1000—1500 метров
обнаруживается
препятствие:
невозможно подобрать
материал для костюма и
шлема водолаза, который
бы на такой большой
глубине оставался
непроницаемым для воды.

17.

2.3. Погружение в морские глубины
Опыт показывает, что
на большой глубине
давление воды
настолько велико, что
она просачивается
через
межмолекулярные
пространства самого
вещества, например,
стекла.

18.

Это интересно!
У глубоководных рыб
плавательный пузырь заполнен
не воздухом, а жировой
жидкостью, тело, мышцы и кости
пропитаны водой.
Ее давление уравновешивается с
наружным, и рыбы не тонут и не
всплывают.
Как известно, жидкость почти не
меняет объема при перепаде
давления.
Именно это и позволяет
глубоководным рыбам
выдерживать тяжесть огромной
толщи воды.

19.

Это интересно!
Если вытащить глубоководную
рыбу на поверхность воды,
внутреннее давление перестает
уравновешиваться наружным.
Рыбу раздувает, глаза
выпучиваются, внутренности
выворачиваются через рот.
В таком раздутом виде рыба уже
не может погрузиться на глубину.

20.

3. Исследовательская часть
Чтобы изучить давление в жидкостях я решила узнать давление
на дне одной из глубочайших морских впадин.

21.

3. Исследовательская часть
Давление на дне Марианской
впадины составляет:
Дано:
h = 11035 м
r = 1030 кг/м³
g = 10 Н/кг
p-?
Ответ: 117070 кПа
Решение:
p=rgh+
+0,03 r g h
p = 1030х10х11035+
+ 0,03х113660500 =
= 113660500+
+ 3409815 =
= 117070315 Па

22.

3. Исследовательская часть
Чтобы узнать давление в других морских глубинах, я составила таблицу
впадин Мирового океана, которые входят в первую десятку самых
глубоких и рассчитала давление на их дне.
№
п/п
Название
впадины
Глубина, м
Давление,
кПа
1
Челленджер
Марианский желоб, Тихий океан
11035
117070
2
Витязь-III
Желоб Тонга, Тихий океан
10882
112085
3
Витязь
Курило-Камчатский желоб, Тихий океан
10542
108583
4
Кейп-Джонсон
Филиппинский желоб, Тихий океан
10497
108119
5
Кермадек
Тихий океан
10047
103484
6
Нампо
желоб Идзу-Огасавара, Тихий океан
9984
102835
7
Милуоки
желоб Пуэрто-Рико, Атлантический океан
9200
94760
8
Арго
Северный желоб, Тихий океан
9165
94400
9
Плэнет
Новобританский желоб, Тихий океан
9140
94142
10
Метеор
Ю-Сандвичев желоб, Атлантический океан
8264
85119
Расположение

23.

3. Исследовательская часть
Зависимость давления от глубины погружения представила в виде
графика.
120000
20000
0
11035
10542
10047
9200
9140
Метеор
Плэнет
Арго
Милуоки
Нампо
Кермадек
Кейп-Донсон
40000
Витязь
60000
Витязь-III
80000
Челенджер
100000

24.

3. Исследовательская часть
Зная максимальную
глубину погружения,
вычислила максимальное
гидростатическое
давление, действующее на
человека и средства
погружения.

25.

3. Исследовательская часть
Максимальное
гидростатическое давление,
действующее на:
аквалангиста (на глубине 100 м)
р=1030х9,8х100 = 1 009 400 Па ≈ 10
атм.;
водолаза (на глубине 250 м)
р=1030х9,8х250 = 2 523 500 Па ≈ 25
атм.;
подводной лодки (300 м)
р=1030х9,8х300 = 3 028 200 Па ≈
30 атм.;
батисферы (1400 м)
р=1030х9,8х1400 = 14 131 600 Па ≈
140 атм.;
батискафа (11000 м)
р=1030х9,8х11000= 111 034 000 Па
≈ 1100 атм.

26.

3. Исследовательская часть
По результатам расчетов построила график
1200
1000
800
600
400
200
0
100
аквалангист
250
водолаз
300
подводная лодка
1400
батисфера
11000
батискаф

27.

3. Исследовательская часть
Я решила узнать, знают ли мои
одноклассники про давление морских
глубин.
Попросила ребят ответить на вопросы
анкеты.

28.

3. Исследовательская часть
АНКЕТА
Ф.И.О.__________________________________________________________________
МБОУ гимназия №42, 7 "А" класс
Около правильного
Вопрос
ответа
№ п/п
поставьте "√"
Блез Паскаль
Кто опытным путём подтвердил,
Исаак Ньютон
что давление жидкости зависит от
1
высоты её столба и плотности?
Эванджелиста Торричелли
2
Как изменяется давление по мере
опускания на глубину морей,
океанов?
3
Что происходит под действием
давления вышележащих слоев?
4
5
растет с глубиной быстрее
увеличивается
уменьшается
сжатие морской воды
уменьшение давления
изменение плотности воды
На сколько атмосфер
увеличивается давление при
погружении на каждые ?
Как Вы думаете, какое
максимальное давление на дне
Марианской впадины в Тихом
океане?
Спасибо за участие в анкетировании!
на 1 атмосферу
на 10 атмосфер
на 100 атмосфер
111 034 000 Па
11 103 400 Па
1 110 340 Па

29.

3. Исследовательская часть
Результаты анкеты сведены в таблицу.
Кол-во
опрошенных
человек
Наименование
1
вопрос
2
вопрос
3
вопрос
4
вопрос
5
вопрос
Количество правильных ответов, чел.
11
16
9
11
3
Правильные ответы, %
22
32
18
22
6
Количество неправильных ответов, чел.
14
9
16
14
22
Неправильные ответы, %
19
12
21
19
29
25

30.

3. Исследовательская часть
По результатам анкеты построила диаграмму.
6%
22%
32%
18%
1 вопрос
2 вопрос
22%
3 вопрос
4 вопрос
5 вопрос

31.

3. Исследовательская часть
Результаты анкеты показали, что
ребята недостаточно хорошо знают
эту тему.
Поэтому я решила рассказать
одноклассникам о своей
исследовательской работе.

32.

4. Заключение
В этой работе я изучила:
зависимость давления от плотности
морской воды и глубины;
вычислила давление морских глубин;
подтвердила гипотезу исследования
и пришла к выводам, что:

33.

4. Заключение
• давление морских глубин зависит от высоты столба жидкости
(глубины
• давление увеличивается пропорционально глубине и растет с
глубиной быстрее;
• под действием давления вышележащих слоев происходит
сжатие морской воды;
• на большой глубине давление воды настолько велико, что она
просачивается через межмолекулярные пространства самого
вещества, например, стекла;
• на большую глубину человек может погружаться только в
специальных аппаратах;
• глубоководные рыбы выдерживают тяжесть огромной толщи
воды, так как происходит уравновешивания внутреннего
давления с наружным.

34.

Спасибо за
внимание!