Вследствие чего создается атмосферное давление физика 7 класс
Физика 7 класс Перышкин. вопросы к пар42 про воздух и давление
Кто на все вопросы ответил?
1. Как можно определить массу воздуха?
2. Какое физическое явление мы используем, набирая лекарства пипеткой?
3. Вследствие чего создаётся атмосферное давление?
4. Опишите опыты, подтверждающие существование атмосферного давления.
№1
Для определения массы воздуха воспользуемся весами. На одну чашу положим стеклянный шар, из которого откачан воздух, а на другую гири, которые установят равновесие. Затем откроем зажим и впустим воздух в наш шар, при этом равновесие нарушится. Чтобы его вновь установить, воспользуемся дополнительными гирями; их вес и будет равен весу воздуха.
№2
Перепад давлений. А именно, когда мы разжимаем резиновую часть пипетки, то давление внутри пипетки становится меньше, и жидкость устремляется в пипетку.
№3
Атмосферное давление создается вследствие силы тяжести. Верхние слои воздуха давят на нижележащие. Воздушный слой, прилегающий к земле, сжат больше всего и, согласно закону Паскаля, передает производимое на него давление по всем направлениям. Это давление и называется атмосферным.
№4
На рис. 125 изображен сосуд с водой, в который опущен поршень. Если начать поднимать поршень, то вслед за ним будет подниматься и вода. На рис. 126 изображено поступление воды внутрь сосуда из-за разности атмосферного давления и давления в закрытом сосуде. Эти опыты подтверждают существование атмосферного давления.
Атмосферное давление. 7-й класс
Разделы: Физика
Класс: 7
Вступительное слово учителя.
Во вступительном слове:
Греческий мудрец дал исчерпывающий ответ.
Сегодня на уроке мы увеличим круг наших знаний, изучая подробно про атмосферное давление.
Давление, оказываемое атмосферой Земли на все находящиеся в ней предметы, называется атмосферным давлением.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
В пластмассовую бутылку наливаем воду, перевернем обратно. Вода выливается, а стенки бутылки на верху воды сжимают под действием атмосферного давления.
а) Поднимание чемодана вантузем.
б) Засасывание кожи медицинской банкой.
в) Прилипание бутылки к ладони.
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.
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.
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
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.
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.
Далее в яркой и образной форме пересказывается история пуска фонтана летом 1640 г. в саду герцога Тосканского. Ответ на вопрос
«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.
Далее следует яркий расеказ о знаменитом опыте, произведенном 2 мая 1654 г. немецким физиком любителем из города Магдебурга Отто фон Герике.
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:
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?
7. Может ли человек жить на высоте например 5000 м над уровнем моря?
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.
Вскоре порядок был восстановлен, но раскаты смеха еще долго не смолкали».
Уэйнсток утверждал, что это реальный случай. Хорошо еще, что такие купальники боятся проколов.
Мoжетe ли вы рассчитать, как зависит объем груди стюардессы в купальнике от давления в салоне самолета?
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
в) на тело человека (S=15000см?)
2. Определить силу атмосферного давления в классе
§ 42. Вес воздуха. Атмосферное давление
На воздух, как и на всякое тело, находящееся на Земле, действует сила тяжести, и, следовательно, воздух обладает весом. Вес воздуха легко вычислить, зная его массу.
На опыте покажем, как определить массу воздуха. Для этого можно взять прочный стеклянный шар с пробкой и резиновой трубкой с зажимом (рис. 124). Выкачаем насосом из него воздух, зажмём трубку зажимом и уравновесим на весах. Затем, открыв зажим на резиновой трубке, впустим в шар воздух. Равновесие весов при этом нарушится. Для его восстановления придётся положить на другую чашку весов гири, масса которых и будет равна массе воздуха в объёме шара.
Опытами установлено, что при температуре 0 °С и нормальном атмосферном давлении масса воздуха объёмом 1 м 3 равна 1,29 кг. Вес этого воздуха легко вычислить:
Воздушную оболочку, окружающую Землю, называют атмосферой (от греч. атмос — пар, воздух и сфера — шар).
Атмосфера, как показали наблюдения за полётом искусственных спутников Земли, простирается на высоту нескольких тысяч километров.
Вследствие действия силы тяжести верхние слои воздуха, подобно воде океана, сжимают нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, сжат больше всего и, согласно закону Паскаля, передаёт производимое на него давление по всем направлениям.
В результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха, или, как обычно говорят, испытывают атмосферное давление.
Существованием атмосферного давления могут быть объяснены многие явления, с которыми мы встречаемся в жизни. (Например, мыльница и крючок на присосках, пипетка, шприц.) Рассмотрим некоторые из них.
На рисунке 125 изображена стеклянная трубка, внутри которой находится поршень, плотно прилегающий к стенкам трубки. Конец трубки опущен в воду. Если поднимать поршень, то за ним будет подниматься и вода. Происходит это потому, что при подъёме поршня между ним и водой образуется безвоздушное пространство. В это пространство под давлением наружного воздуха и поднимается вслед за поршнем вода.
Это явление используется в водяных насосах и некоторых других устройствах.
На рисунке 126 показан цилиндрический сосуд. Сосуд закрыт пробкой, в которую вставлена трубка с краном. Из сосуда насосом откачивают воздух. Затем конец трубки 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.
Вопросы
1. Как можно определить массу воздуха?
2. Какое физическое явление мы используем, набирая лекарства пипеткой?
3. Вследствие чего создаётся атмосферное давление?
4. Опишите опыты, подтверждающие существование атмосферного давления.
Упрожнение 19
1. Как для объяснения явлений, изображённых на рисунках 124 и 125, используется закон Паскаля?
Задание
2. На дне пластиковой бутылки (рис. 127) сделайте отверстие. Зажмите отверстие пальцем и налейте в бутылку воды, закройте горлышко крышкой. Осторожно отпустите палец. Вода из бутылки выливаться не будет. Теперь осторожно откройте крышку. Из отверстия польётся вода. Объясните наблюдаемое явление.
3. Напольная поилка для птиц (рис. 128) 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. Почему?
Изготовьте такой прибор и проделайте с ним указанные опыты.
4. На рисунке 129 изображён 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. Проделайте опыт и объясните действие этого прибора.
Физика 7 класс. Атмосферное давление. Конспект
Атмосферное давление
Опытами установлено, что при температуре 0 º С и нормальном атмосферном давлении масса воздуха объемом 1м 3 равна 1,29 кг. Вес этого воздуха определяется по формуле
Опыты подтверждают, что внутри жидкости существует давление и на одном и том же уровне оно одинаково по всем направлениям. С глубиной давление увеличивается.
и равен примерно 13 Н.
Воздушную оболочку, окружающую Землю, называют атмосферой.
Атмосфера простирается на высоту нескольких тысяч километров. Вследствие действия силы тяжести верхние слои воздуха сжимают нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, сжат больше всего и, согласно закону Паскаля, передает производимое на него давление по всем направлениям. В результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха, или, как говорят, испытывают атмосферное давление.
Примеры существования атмосферного давления наглядно видны в действии
шприца, пипетки, мыльницы на присоске.
Беспорядочное движение молекул и действие на них силы тяжести приводят в результате к тому, что молекулы газов «парят» в пространстве около Земли, образуя воздушную оболочку, или атмосферу.
Измерения показывают, что плотность воздуха быстро уменьшается с увеличением высоты. Чем выше над поверхностью Земли. Тем воздух разрежённее. В самых верхних слоях атмосфера постепенно переходит в безвоздушное пространство. Четкой границы воздушная оболочка, окружающая Землю, не имеет.
Измерение атмосферного давления было осуществлено с помощью опыта Торричелли при помощи высоты ртутного столба. За единицу атмосферного давления принимают 1 миллиметр ртутного столба (1 мм. рт.ст.)
1 мм рт. ст. = 133,3 Па.
В настоящее время атмосферное давление измеряют также в гектопаскалях.
760 мм рт. ст. = 1013 гПа.
Атмосферное давление непостоянно, его изменения связаны с изменениями погоды.
Для измерения атмосферного давления используют ртутные барометры , а также безжидкостные металлические барометры, не содержащие ртути, которые называются анероиды .
Знание атмосферного давления важно для предсказания погоды на ближайшие дни.
Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре
0 º С, называется нормальным атмосферным давлением.
Нормальное атмосферное давление равно
760 мм рт. ст. = 101300 Па = 1013 гПа.
Наблюдения показывают, что нормальное атмосферное давление в местностях, лежащих на уровне моря. Чем больше высота над уровнем моря, тем давление в атмосфере меньше.
Анероиды, имеющие шкалу, по которой непосредственно можно отсчитать высоту, называют высотомерами. Их применяют в авиации и при подъемах на горы.
Действие поршневых жидкостных насосов основано на том, что вода под действием атмосферного давления, поднимается за поршнем по трубке.
Для измерения давлений, больших или меньших атмосферного, используют манометры . Манометры бывают жидкостные и металлические.
Гидравлическую машину, служащую для прессования (сдавливания) называют гидравлическим прессом. Гидравлические прессы применяют там, где требуется большая сила, например, для выжимания масла на маслобойных заводах, для прессования фанеры, картона, сена.
Конспект составлен на основании теоретического материала учебника «Физика 7 класс» А.В. Перышкин