Урок "Атмосферний тиск. Вимірювання атмосферного тиску. Вплив атмосферного тиску на людину"

Тема уроку: Атмосферний тиск. Вимірювання атмосферного тиску. Вплив атмосферного тиску на людину.

Мета уроку:

Навчальна:

сформувати поняття атмосферний тиск;

поглибити розуміння учнями фізичних понять, що характеризують тиск;                   

скласти уявлення про значення атмосферного тиску в житті людини;   

навчити учнів вимірювати атмосферний тиск, артеріальний тиск.

Розвивальна:

розвивати інтелектуальні та творчі здібності, мислення, пам’ять;        

актуалізувати і розширити знання учнів про вплив атмосферного тиску на здоров’я людини.

Виховна:

продовжити формування пізнавального інтересу до фізики і позитивного  ставлення до навчання;

виховувати дбайливе ставлення до здоров'я.

Очікувані результати:

учні повинні давати визначення атмосферного тиску, пояснити його  існування на підставі молекулярно-кінетичних уявлень, показати практичне значення знань про атмосферний тиск.

Обладнання:

мультимедійна дошка, презентація до уроку, тематичні ілюстрації, для дослідів на кожну групу: прозора склянка з підфарбованою водою, прозора  трубка для коктейлів, звичайний шприц, для вчителя: склянка прозора з водою, аркуш паперу, барометр, тонометр.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Епіграф до уроку:

Те, що я чую, я забуваю,

Те, що я бачу й чую, я трохи пам'ятаю.

Те, що я чую, бачу й обговорюю, я починаю розуміти.

Коли я чую, бачу, обговорюю й роблю, я набуваю знань і навичок,

Коли я передаю знання іншим, я стаю майстром (з китайської педагогіки)

Хід уроку:

І. Організаційний момент.

Я трохи хвилююся. Хочу обговорити з вами дуже важливі питання, відповісти на які, здавалося б, легко, але насправді – складно. Дуже хочу, аби наш урок був вдалим. Заплющте очі. Побажайте в думках своїм однокласникам, собі й мені успіхів.

ІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Ви вже знаєте, що людина не може перебувати на дні океану без спеціальних засобів і можете пояснити чому. А я стверджую, що всі ми живемо на дні океану і перебуваємо без спеціальних засобів, чому так?

Не дивуйтесь всі ми живемо на дні повітряного океану. Повітряні маси огортають нашу Землю як величезна ковдра, як куля з повітря. З природознавства ви знаєте, що з грецької повітря, пара - атмос, куля – сфера, отримуємо..? (атмосфера).

Сьогодні я хочу показати вам, що повітряні маси можуть діяти на нас, хто знаходиться на поверхні Землі, тиснувши. Це і є тиск, ми будемо називати його атмосферний тиск.

Всі молекули з яких складається атмосфера притягуються до Землі завдяки силі тяжіння. Верхні шари атмосфери тиснуть на нижні шари атмосфери і т.д. і т.д. Виявляється, що нижні шари атмосфери зазнають найбільший тиск. Тиск, який діє на всі шари атмосфери за законом  Паскаля передається в усіх напрямках однаково. І на нас з вами, тих хто знаходиться на поверхні Землі діє найбільший тиск . А чи впливає це на здоров’я людини? І про це ми з Вами дізнаємось під час уроку.

Про атмосферний тиск потрібно знати людям різних професій. Атмосферний тиск – це величина, яка дозволяє передбачати погоду. Якщо атмосферний тиск збільшується – це говорить про те, що погода буде хороша, зимою морозна, а літом – спекотна, якщо ж атмосферний тиск знижується – це може свідчити про погіршення погоди, опади; літом – пониження температури, а зимою – потепління.

Часті стрибки атмосферного тиску можуть мати негативний вплив на самопочуття людини. Підвищення атмосферного тиску небезпечне для людей з серцево-судинними захворюваннями

ІІІ. Актуалізація опорних знань

Перш ніж ознайомитися з атмосферним тиском згадаємо відомості

Усне опитування:

1.Що таке атмосфера (у перекладі з грецької – «пара» і «сфера»)?

 Повітряна оболонка Землі

2.Чому існує повітряна оболонка Землі?

-         повітря, як і будь-які інші речовини, складається з молекул і атомів;

-         молекули й атоми мають масу, тому вони притягуються до Землі завдяки дії сили тяжіння;

-         молекули газів, що складають атмосферу, перебувають у неперервному хаотичному русі - весь час вони зіштовхуються, відскакують одна від одної, змінюють значення та напрямок свого руху… Через це вони не падають на Землю, а перебувають у просторі біля неї.

IV. Вивчення нового матеріалу

1.Атмосфера Землі.

За підрахунками, атмосфера Землі має масу близько 5·10^18 кг. Під дією сили тяжіння верхні шари атмосфери тиснуть на її нижні шари, тому повітряний шар навколо поверхні Землі стиснутий найбільше і, згідно із законом Паскаля, створює тиск на поверхню Землі й на всі тіла поблизу неї. Це і є атмосферний тиск (p_атм).

Тиск, який створює атмосфера на всі тіла, що в ній перебувають, а також на земну поверхню, називають атмосферним тиском.

2. Дія атмосферного тиску.

Переконаємося в існуванні атмосферного тиску й спостерігаємо його дію провівши ряд дослідів:

Дослід 1.

У кожної групи є прозора  трубка для коктейлів. Давайте візьмемо її і опустимо в підфарбовану воду. Закриємо верхню частину трубки пальцем, і піднімемо. Бачимо, що вода не витікає з трубки, хоча нижня частина залишається відкритою. Як тільки відпустимо палець, який закриває верхній отвір трубки – рідина відразу виливається.

В чому ж справа?

Давайте ще раз повторимо цей дослід. Опускаємо трубку у рідину, це означає, що частина повітря виходить з трубки. Рідина витісняє це повітря. Закриваємо пальцем отвір і підіймаємо трубку. Зараз атмосферний тиск знизу більший ніж тиск стовпа повітря всередині трубки.

Ми можемо розглянути дію атмосферного тиску і за допомогою іншого прикладу.

Дослід 2.

У кожної групи є звичайний шприц. Випустимо повітря з-під циліндра і опустимо в воду. Будемо переміщати поршень вверх, і побачимо, що рідина підіймається за поршнем. Чому це відбувається? Чому рідина підіймається за поршнем?

В чому ж справа?

Давайте ще раз звернемо увагу. Між поршнем і рідиною в нас немає повітря. Це означає, що зверху на поверхню рідини в нас тисне атмосферний тиск. По закону Паскаля він передається в будь-яку точку цієї рідини і буде тиснути на рідину, яка і заходить у нас з вами в шприц.

За цим же принципом працюють і всмоктувальні насоси, що піднімають воду з колодязів. Атмосферний тиск зумовлює існування всмоктування – підняття рідини за поршнем (у насосах, шприцах тощо).

Розглянемо дію атмосферного тиску ще на таких дослідах.

Дослід 3. Перевернута склянка.

Учитель наповнює водою склянку, накриває зверху аркушем паперу, притискає його рукою і перевертає склянку. Руку прибирає — аркуш паперу тримається, вода не виливається.

В чому ж справа?

Під час притискання долонею аркуша до країв склянки ми мимоволі втискуємо його у склянку. Коли склянку перевернуто і рука не підтримує аркуш, на нього діють згори тиск стовпа води і повітря, знизу – атмосферний тиск.. Спочатку тиск згори на аркуш більший, тому виникає сила, яка виштовхує аркуш, збільшуючи його радіус кривизни. Потім тиски на аркуш згори і знизу стають рівними. Аркуш паперу втримується атмосферним тиском, що діє в усіх напрямках.

Дослід 4. Склянка на столику.

 В чому ж справа?

Вода не може вилитися зі склянки, тому що атмосферний тиск більший, ніж тиск стовпа води у склянці.

Дослід 5. Склянка і повітряна куля.

В чому ж справа?

Надуваючи кульку ми збільшуємо її радіус. Об’єм повітря став більшим, що спричинило зменшення тиску. Сила різниці тисків атмосферного повітря і повітря у склянці притискає гумову кулю і склянку одне до одного.

3.Вимірювання атмосферного тиску.

У середині ХVII ст. у ході спорудження фонтанів у Флоренції зіткнулися з незрозумілим – виявилося, що вода, яку всмоктують насоси, не піднімається вище за 10,3 м. Розв’язуючи цю проблему, Торрічеллі вперше довів існування атмосферного тиску.

 ЕВАНЖЕЛІСТА ТОРРІЧЕЛЛІ

Біографія: Народився  15 жовтня 1608 року у Фаенці. 

1627 році приїхав до Риму, де вивчав математику під керівництвом Бенедетто Кастеллі, друга і учня Галілео Галілея.  Під враженням праць Галілея про рух написав власний твір на ту ж тему під назвою «Трактат про рух» (Trattato del moto, 1640).

1641 року переїхав до Арчетрі,  де став учнем і секретарем Галілея, а пізніше його наступником на кафедрі математики і філософії Флорентійського університету.

З 1642 року, після смерті Галілея, придворний математик великого герцога Тосканського і одночасно професор математики Флорентійського університету. Найбільш відомі праці Торрічеллі в галузі механіки і пневматики. 

1644 року розвинув теорію атмосферного тиску, довів можливість отримання так званої «торічелієвої порожнечі» і винайшов ртутний барометр.

Дослід Торрічеллі

Скляну трубку завдовжки близько метра, запаяну з одного кінця, Торрічеллі доверху наповнив ртуттю. Потім, щільно закривши отвір, перевернув трубку, опустив її в чашу із ртуттю і відкрив отвір – частина рідини з трубки вилилася в чашу. У трубці залишився стовп ртуті приблизно 760 мм заввишки, а над ртуттю утворилася порожнеча. Провівши численні досліди, Торрічеллі встановив: висота стовпа ртуті, що залишається в трубці, не залежить ані від довжини трубки, ані від її діаметра. Висота трохи змінюється тільки залежно від погоди.

Торрічеллі також знайшов відповідь на те, чим визначається саме така висота стовпа ртуті.

Однорідна рідина в трубці та чаші не рухається, і це означає, що згідно із законом Паскаля, тиск на поверхню ртуті з боку атмосфери і гідростатичний тиск стовпа ртуті в трубці є однаковим. Тобто тиск стовпа ртуті висотою 760 мм дорівнює атмосферному.

Тиск, який створює стовп ртуті висотою 760 мм, називають нормальним атмосферним тиском:

р _{атм. н} = 760 мм рт. ст.

За одиницю атмосферного тиску прийнято один міліметр ртутного стовпа (1 мм рт. ст.).

Подамо нормальний атмосферний тиск  в одиницях СІ – паскалях.

Гідростатичний тиск обчислюють за формулою: .

, =9,8 , =0,76 м

760 мм рт. ст.=

1 мм рт.ст.= 133,3 Па

У фізиці й техніці також використовують позасистемну одиницю атмосферного тиску – фізичну атмосферу (1 атм).

1 атм100 кПа

4. Прилади для вимірювання атмосферного тиску.

Якщо вдосконалити трубку Торрічеллі, приєднавши до неї вертикальну шкалу (лінійку) отримаємо найпростіший барометр.

Барометр — прилад для вимірювання атмосферного тиску.

Для вимірювання атмосферного тиску використовують ртутний барометр, барометр-анероїд і барограф.

Сьогодні частіше застосовують барометри-анероїди – прилади для вимірювання атмосферного тиску, які діють без допомоги рідини. Барометри-анероїди зручніші у використанні, ніж ртутні прилади: вони легкі, компактні та безпечні. Це прилад для вимірювання атмосферного тиску за деформацією пружної металевої коробки, без повітря. Деформація коробки через систему важелів передається на стрілку, що переміщується по шкалі.

Рис.25.5. Барометр-анероїд:

а – зовнішній вигляд; б – будова

Ртутний барометр

При зміні атмосферного тиску ртуть у чашечці піднімається або опускається. Ртутний барометр показує атмосферний тиск як висоту ртутного стовпа, яку можна виміряти за прикріпленою поруч шкалою. Ртутний барометр – це скляна трубка довжиною біля 90 см , заповнена ртуттю, запаяна з одного кінця і перекинута в чашку з ртуттю. Величина атмосферного тиску визначається за висотою ртутного стовпчика в трубці.

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.

5. Залежність атмосферного тиску від погоди та висоти

Спостерігаючи за барометром, легко виявити, що його покази змінюються в разі зміни погоди. Перед негодою атмосферний тиск падає, а перед сонячною погодою зростає.

Показання барометра залежать також від висоти місця спостереження над рівнем моря. Чим вище вгору, тим меншим є атмосферний тиск. Поблизу поверхні Землі через кожні 11 м висоти тиск меншає приблизно на 1 мм рт. ст.

Завдяки тому, що атмосферний тиск залежить від висоти, барометр можна проградуювати так, щоб за тиском повітря визначати висоту. Так було винайдено альтиметр – прилад для вимірювання висоти.

     6. Вплив атмосферного тиску на організм людини

Як атмосферний тиск впливає на людину

Сьогодні кожна третя доросла людина дуже чутливо сприймає будь-які погодні зміни. Таких людей, які відчувають дискомфорт від магнітних бур, коливань погодних умов, сонячної активності, називають метеочутливими. Вплив атмосферного тиску на організм людини, рівня вологості, температури навколишнього середовища, швидкості вітру, потоків сонячної радіації і багатьох інших факторів вивчає наука біометрологія. Для комфортного самопочуття людини, необхідно, щоб атмосферний тиск становив 750 мм.рт.ст., ця цифра називається нормальним атмосферним тиском. Якщо ж значення змінюється більш ніж на 10 одиниць як у більшу, так і у меншу сторону, людський організм реагує загальним погіршенням самопочуття. 

Як на людину впливає низький атмосферний тиск?

Циклоном називається знижений атмосферний тиск. Він зазвичай супроводжується підвищеною вологістю, хмарністю, опадами і невеликим підвищенням температури. Найбільш схильні до впливу циклону люди, які страждають від низького артеріального тиску, або мають проблеми з судинами і серцем. 

Загальна слабкість, утруднення дихання, нестача повітря, задишка - все це основні прояви негативного впливу циклону на людину. Вони обумовлені тим, що повітря в цей час дуже бідне на кисень, тому люди під час циклону можуть страждати від мігрені.

Найголовніше під час приходу циклону - контролювати рівень кров'яного тиску в організмі людини. Для цього слід вживати протягом дня істотно більше рідини. Контрастний душ, міцний спокійний сон, ранкова чашка кави, а також настоянки лимоннику або женьшеню протягом дня допоможуть підтримати організм в хорошому стані , не піддатися впливу циклону. 

Як на людину впливає високий атмосферний тиск?

Антициклон являє собою підвищений атмосферний тиск. Він, як правило, супроводжується ясною безвітряною погодою й відсутністю різких перепадів рівня вологості або температури. Впливу антициклону найчастіше схильні люди з підвищеним тиском, а також алергіки і астматики. Останні дві групи особливо гостро реагують на наявність в повітрі різних шкідливих домішок, кількість яких у безвітряну погоду збільшується в рази. 

Основними проявами впливу антициклону є серцеві і головні болі, зниження працездатності, а також загальна слабкість і нездужання.

Для полегшення впливу високого атмосферного тиску рекомендується вранці прийняти підбадьорливий контрастний душ, зробити легку гімнастику, а також обмежити споживання їжі протягом дня, віддаючи перевагу фруктам, багатим калієм. Щоб мінімізувати навантаження на нервову та імунну систему людини, краще не починати жодних важливих справ, а по можливості відпочити і відновити сили.

Лікарі рекомендують

Щоб в домашніх умовах виміряти артеріальний тиск з максимальною точністю необхідно мати - Тонометр - це медичний апарат для вимірювання тиску. Людям, які страждають серцево-судинними захворюваннями завжди потрібно тримати його під рукою. У Ваших бабусь напевно є такий прилад. А хто вміє ним користуватися?

Приклад користування тонометром, використовуючи Пам’ятку Правила вимірювання артеріального тиску.

V. Практичне застосування нових знань та вмінь.

1. Виконання завдань. Клас поділений на групи, кожна група отримує завдання і прилади, виконавши обмінюються приладами і завданнями.

Завдання 1

Виміряти і записати атмосферний тиск . Записати значення у Паскалях (1 Па) та міліметрах ртутного стовпа (1 мм рт. ст.). Прилади: барометр-анероїд.

Завдання 2

Виміряти артеріальний тиск, користуючись Пам’яткою. Записати значення . Прилади: тонометр.

2. Обговорення результатів.

VІ. Підсумок уроку

Бесіда за питаннями

1. Що таке атмосфера і чому вона існує?

2. Чому існує атмосферний тиск?

3. Які факти свідчать про існування атмосферного тиску?

4. Якими приладами вимірюють атмосферний тиск.

5. У яких одиницях вимірюють атмосферний тиск?

6. Дайте означення нормального атмосферного тиску.

7. Чому за допомогою барометрів можна передбачати погоду та вимірювати висоту?

8. Як атмосферний тиск впливає на людину

 VIІ. Домашнє завдання.

Опрацювати § 25

Вправа № 25 (5, 7).

Допомогти бабусі виміряти артеріальний тиск.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1.Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

2.Медичний центр Іридомед

https://irydomed.com/news/YAk-atmosfernij-tisk-vplivaye-na-lyudinu.html

\

ПАМ’ЯТКА

Правила вимірювання артеріального тиску

Артеріальний тиск (АТ) – це тиск крові в артеріях людини. Виділяють два взаємодоповнюючих показника АТ.

1. Верхнє (систолічний) АТ – це рівень кров’яного тиску, яке виникає в моменти максимального скорочення серцевого м’яза.
2. Нижнє (діастолічний) АТ – це рівень кров’яного тиску, що виникає в моменти максимального розслаблення серцевого м’яза.

Одиницею вимірювання артеріального тиску є міліметр ртутного стовпа (мм рт. ст.). Припустимо, показник АТ встановився на величині 130/90, що означає наступне: рівень систолічного тиску дорівнює 130 мм рт. ст., а діастолічного – 90 мм рт. ст.

Умови вимірювання артеріального тиску

Вимірювання потрібно проводити в спокійній та комфортній обстановці, в приміщенні повинна бути кімнатна температура. При цьому приблизно за 30-60 хвилин до визначення артеріального тиску слід виключити куріння, вживання тонізуючих напоїв, алкоголю, кофеїну, а також фізичне навантаження.

Вимірювати артеріальний тиск можна тільки після як мінімум п’ятихвилинного відпочинку. Якщо перед процедурою мала місце значна емоційна або фізичне навантаження, щоб домогтися зниження артеріального тиску, потрібно збільшити період відпочинку до 15-30 хвилин.

Артеріальний тиск слід вимірювати вранці, вдень та ввечері. Ноги повинні бути розпрямлені і перебувати на підлозі, а руки потрібно розігнути і вільно розташувати на рівні серця. Слід пам’ятати, що плече не повинно здавлювати одягом, тим більше в корені невірно вимірювати артеріальний тиск через одяг.

Методика вимірювання артеріального тиску

Манжету слід накладати на плече навпаки серця, її нижній край повинен знаходитися на 2 см вище ліктя.

Вмикаєте прилад, і фіксуєте значення.

Вимірювання необхідно провести тричі, інтервал становить 1-3 хв. Рівнем артеріального тиску вважати середнє їх значення.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1.Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

2.Медичний центр Іридомед

https://irydomed.com/news/YAk-atmosfernij-tisk-vplivaye-na-lyudinu.html