"Конспект уроку з фізики на тему "Атмосферний тиск""

Конспект уроку: Атмосферний тиск.

Мета: ознайомити з поняттям  атмосферного тиску, про способи вимірювання атмосферного тис­ку, одиниці тиску, прилади для вимірювання ат­мосферного тиску;  залучати кожного учня до активної пізнавальної діяльності;

розвивати в учнів пізнавальний інтерес до вивчення фізики, самостійність, логічне мислення;

виховувати уважне, доброзичливе ставлення до відповідей однокласників; виховувати особисту відповідальність за виконання колективної роботи.

Основні поняття: атмосферний тиск, барометр-анероїд, ртутний барометр.

Обладнання: барометр, шприц, яйце, картки з завданнями, деревяний брусок, посудина з водою, відеоролик «дослід Торрічеллі», презентація «Рослини - барометри».

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Хід уроку:

І. Організаційний момент.

(Клас поділений на три команди «Фізики», «Географи», «Біологи».)

ІІ. Актуалізація опорних знань.

Фронтальна бесіда.

1. Що таке тиск?
2. В яких одиницях вимірюється тиск?
3. Завдання «пастка» На дошці записані формули, в одній із них допущена помилка.

Прокоментуйте формули. Виправте помилку. Яка формула є зайвою в даному переліку?

4. В якому випадку тиск більший?

1. Вчитель і учень, які стоять біля дошки – тверді тіла)
2. Тиск рідин)

5. Як практично люди застосовують властивості тиску?
6. Чи можна знаючи властивості тиску  врятувати життя?

ІІІ. Перевірка домашнього завдання

«Фізики»

1. Складіть алгоритм визначення тиску, що чинить брусок на парту.
2. Складіть алгоритм визначення тиску, що чинить вода на дно посудини.

«Географи»

Визначте висоту гори, якщо барометр показує біля підніжжя гори тиск 120 кПа, а на горі 100 кПа.

 «Біологи»

1. Пострілом з рушниці поцілили в варене та сире куряче яйце. Прокоментуйте та поясніть результат.

ІІІ. Мотивація навчання

«Чорна скринька»

Учитель виносить доволі велику коробку, зафарбовану в чорний колір, і пропонує учням відгадати, що знаходиться в ній.

Підказка 1. Один із його зразків називався іменем винахідника Луєра.

Підказка 2. Одним із його складових є циліндр.

Підказка 3. На циліндрі є позначки в одиницях об’єму.

Підказка 4. У нижній частині циліндра кріпиться металева голка з отвором.

Підказка 5. Застосовується в медицині.

Відповідь: шприц. Демонстрація

Хто може пояснити, чому рідина підіймається  у циліндр шприца? Хто її туди штовхає?

За часів Галілея один майстер побудував для садів герцога Тосканського у Флоренції всмоктувальний насос, поршень якого мав піднімати воду на висоту, більшу за 18 італійських ліктів (більшу, ніж 10 м). Але, як не намагалися підняти цим насосом воду, нічого не виходило. На 10 м вода за поршнем ще піднімалася, а далі поршень відходив від води, й утворювалася порожнеча. Коли до Галілея звернулися з проханням пояснити причини невдачі, він відповів, що природа не любить порожнечі, але до певної межі. Втім, зайнятися вивченням цієї проблеми Галілею не судилося. Після смерті видатного ученого дослідженнями у цій галузі зайнявся Еванжеліста Торрічеллі (1608–1647), італійський фізик і математик.

Чому не можна було підняти воду на висоту більшу ніж 10 м?

На ці та інші запитання ви зможете дати відповіді на сьогоднішньому уроці.

IV. Сприйняття навчального матеріалу

1. Атмосфера

Планета Земля оточена газовою оболонкою – атмосферою. Якщо дивитися на нашу планету з далекого космосу, то вона має вигляд блакитної кулі, обриси якої розмиті серпанком. Ніби ковдра, цей серпанок огортає нашу Землю, відгороджуючи її від космосу. Він оберігає планету людей від згубних випромінювань Всесвіту, від смертонос¬них коливань температури, до яких призводить зміна дня і ночі. Він підтримує незгасний вогонь життя, живлячи його киснем. Це і є атмосфера.

До складу атмосфери входять такі гази, як кисень, азот, вуглекислий газ, водень, гелій тощо. Межі атмосфери чітко визначити не можна, але вважається, що вона сягає кількох тисяч кілометрів.

2. Чому виникає атмосферний тиск?

Молекули газів, які входять до складу атмосфери, перебувають у неперервному русі, але не розлітаються у космос, хоча атмосфера і не має газонепроникних стінок. Чому частинки повітря не покидають Землю? Біля поверхні Землі їх утримує сила тяжіння.

3. Розрахунок атмосферного тиску

Розрахувати атмосферний тиск за формулою p = ρgh не можна, тому що необхідно знати висоту атмосфери й густину повітря. Але певної межі в атмосфери немає, а густина повітря на різній висоті різна. Ось чому атмосферний тиск, як правило, не розраховують, а вимірюють. Уперше виміряв атмосферний тиск Е. Торрічеллі.

1643 р. Торрічеллі поставив свій знаменитий дослід із трубкою, заповненою ртуттю. Торрічеллі узяв запаяну з одного кінця скляну трубку довжиною біля 1 м і заповнив її ртуттю. Потім, щільно закривши другий кінець трубки, перевернув її та опустив незапаяний кінець у чашку із ртуттю. Коли він відкрив цей кінець трубки, частина ртуті вилилася в чашку, а частина залишилася в труб¬ці. Висота стовпа ртуті, що залишилася в трубці, дорівнювала приблизно 760 мм. При цьому між запаяним кінцем трубки і поверхнею ртутного стовпа утворилася пустота (її називають тепер Торрічелевою пустотою) – таким чином було доведено існування атмосферного тиску. Дійсно, ртуть не вилилася з трубки під дією сили тяжіння, оскільки атмосфера, що тисне на відкриту (вільну) поверхню ртуті, протидіє такому виливанню.

Може, тепер хтось із вас зможе пояснити непорозуміння майстра Тосканського герцога?

Своїм дослідом Торрічеллі розв’язав усі непорозуміння, що виникли у майстра Тосканського герцога. Стало зрозуміло, на яку висоту вода буде покірно посуватися слідом за поршнем всмоктувального насосу. Всмоктування води відбуватиметься доти, доки вага стовпа води не стане такою самою, як вага стовпа ртуті. А оскільки густина ртуті у 13,6 разів більша від густини води, то і стовп води буде вищим у 13,6 разів, ніж стовп ртуті:

760 мм ∙ 13,6 = 10336 мм = 10,336 м.

От чому природа «боїться пустоти».

 Нормальний атмосферний тиск

Дослід Торрічеллі дає підстави стверджувати, що нормальний атмосферний тиск дорівнює тиску стовпчика ртуті висотою 760 мм. Тиск цього стовпчика дорівнює:

р = 9,8 Н/ кг ∙ 13600 кг/м³ ∙ 0,76 м = 101 300 Па.

Тиск 1 мм рт. ст. = 133,3 Па.

5. Барометри

Спостерігаючи щодня за висотою ртутного стовпчика в трубці, Торріччеллі виявив, що ця висота змінюється, тобто атмосферний тиск може збільшуватися і зменшуватися. Прикріпивши до трубки з ртуттю вертикальну шкалу, дістають найпростіший ртутний барометр (від грецьких слів: барос – вага, метрео – вимірюю) – прилад для вимірювання атмосферного тиску.

Ртутний барометр – досить чутливий і точний прилад, однак його використання пов’язане зі значними незручностями. Його складно перевозити через велику масу. Крім того, ртуть – отруйна речовина.

Тому в практиці для вимірювання атмосферного тиску використовують металеві барометри-анероїди (у перекладі з грецької анероїд – безрідинний). Головна його частина–металева коробочка з хвилястою поверхнею. З цієї коробочки викачане повітря, а щоб атмосферний тиск її не роздавив, пружина відтягує кришку коробочки вгору. Коли атмосферний тиск збільшується, кришка прогинається вниз і натягує пружину. Зі зменшенням атмосферного тиску пружина випрямляє кришку.  До пружини прикріплено стрілку-покажчик.  Під стрілкою закріплено шкалу, поділки якої нанесено за показами ртутного барометра.

 

V. Закріплення вивченого матеріалу

. Виконайте завдання:

•    Подайте в кілопаскалях тиск 720 мм рт. ст.

720 мм рт. ст. = 95976 Па

•    Подайте в міліметрах ртутного стовпчика такі тиски: 10 кПа, 75 кПа.

10 кПа = 10000: 133,3 = 75 мм рт. ст.

           75 кПа = 75000: 133,3 = 563 мм тр. ст.

•    Біля підніжжя гори барометр показує 740 мм рт. ст., а на вершині 720 мм рт. ст. Чому дорівнює висота гори?

Відповідь:205 м.

VII. Підсумки уроку

Вправа «мікрофон»

Сьогодні я дізнався…
Тепер я можу…
Було цікаво…
Було складно…
Я зрозумів, що…
Мене здивувало…
Урок дав мені для життя…
Мені захотілося…

VIII. Домашнє завдання

1. § 35 ст. 132  (підручник В. Сиротюк);

№ 229, № 237 ст. 143

2. Підготувати повідомлення: « Фізики» - « Е. Торрічеллі»;                                                                 

                                                         « Географи» - «Природні барометри»;

                                          « Біологи» - «Вплив тиску на організм людини».