Урок "Атмосферний тиск. Вимірювання тиску. Дослід Торрічеллі"

ТЕМА УРОКУ: АТМОСФЕРНИЙ ТИСК. ВИМІРЮВАННЯ АТМОСФЕРНОГО ТИСКУ. ДОСЛІД ТОРІЧЕЛЛІ.

 

ПОВІТРЯ - ЦЕ ВЕЛИКЕ НІЩО

Арістотель

МЕТА УРОКУ.. Ознайомити учнів з наявністю та вимірюванням атмосферного тиску, з дослідом Торічеллі. шляхом використання мультимедійних засобів та методів , за допомогою яких відбувається навчання творчості: дослідницький і частково пошуковий.

Розвивати вміння і навички проводити дослідницькі експерименти, пошукову діяльність,

аргументовано пояснювати фізичні явища.

Виховувати інтерес до вивчення фізики, увагу, спостережливість.

ОБЛАДНАННЯ: Мультимедійна програма „ Фізика 8 клас”, проектор, медичний шприц, піпетка, склянказ водою, аркуш паперу, папір, сірники, пляшка з під кефіру, барометр

нормально зварене яйце.

 

Хід уроку.

 

І. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ

 ДОБРИЙ ДЕНЬ ВСИМ !

РОЗПОЧИНАЄМО НАШ УРОК. Зараз ми з вами повторимо.

(Гра „ Фізичне доміно".)

 

• а й від площі тієї поверхні, перпендикулярно до якої вона діє.

 Величину, що визначається відношенням значення сили тиску до площі  поверхні, на яку вона діє

• називають тиском.

 Одиницею тиску  є

• один паскаль (1Па)

 Тиск, створюваний на рідину або газ зовнішніми силами, передається

• рідиною або газом однаково у всіх напрямках.

 Тиск усередині рідини на тому самому рівні

• однаковий у всіх напрямках.

 Тиск зі збільшеннями глибини

• збільшується.

 Тиск рідин, зумовлений силою тяжіння

• називають гідростатичним.

 Гідравлічні машини це машини

• для роботи яких використовується рідина.

Гідравлічна машина дає виграш у силі у стільки разів,

• у скільки площа її великого поршня більша за площу малого.

 З’єднані між собою посудини, в яких рідина може вільно перетікати з однієї посудини в іншу

• називають сполучними посудинами.

 Манометр – це вимірювальний прилад

• який призначений для вимірювання тиску.

 Рідинний насос це пристрій

• для підняття води з певної глибини.

Результат дії сили на поверхню залежить не тільки від її значення

 

ІІ. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ (створення проблемної ситуації)

На минулих уроках ми познайомились з властивостями рідин і газів,І тепер можемо пояснити чому людина не може перебувати на дні океану без спеціальних засобів,

Подивіться будь -ласка дослід і спрбуйте його пояснити.

 

Дослід з яйцем у пляшці . Чому яйце вскочило в пляшку?

 

 

 

ІІІ. ОГОЛОШЕННЯ ТЕМИ, МЕТИ УРОКУ

Давайте дамо відповідь на таке запитання.

 На дні якого океану ми живемо?  Повітряного.

 А чи чинить повітряний океан тиск?

Отже тема нашого уроку: " Атмосферний тиск . Вимірювання атмосферного тиску."

 

IV.ЗАСВОЄННЯ НОВИХ ЗНАНЬ

Очікувані результати

Учень повинен знати:

1. Що таке атмосфера ?

2. Чому існує атмосферний тиск?

3. Дослід Торічеллі

4.Дослід Отто Геріке.

5.Чому дорівнює нормальний тиск?

6. Одиниці вимірювання атмосферного тиску .

7. Барометр - анероїд  слайд 4

 

Учень повинен вміти

1.Пояснювати фізичну суть досліду

2.Розвязувати задачі

 

1. Демонстраційна. Програма Фізика8 „Атмосфера землі”

    Поверхня Землі - це дно великого повітряного океану .Висота атмосфери сягає за 2000 км .Зверніть увагу на будову атмосфери.

m_a=5.15*10 ¹⁸kг

F_T= m_a*g=5.15*10¹⁸*9.8=5*10¹⁹H

S=5*10¹⁴м²

Р=F/S=10⁵Па                 ( Тиск атмосфери)

 

Давайте звернемося до історії  відкриття атмосферного тиску

 

2. Інформаційні повідомлення  ІСТОРІЯ ВІДКРИТТЯ АТМОСФЕРНОГО ТИСКУ.       ВИВЧЕННЯ АТМОСФЕРНОГО ТИСКУ.

 

А). Наприкінці ХVІ століття в Італії зароджується наука гідростатика. Своїм бурхливим розвитком вона завдячує видатному італійському вченому - фізику і математику Еванджеліста Торічеллі.

Торічеллі народився в місті Фаєнці в 1608 році. Математичну освіту здобув у Римі під керівництвом Кастеллі, який у свій час був учнем Галілео Галілея.

Торічеллі вдало розвинув ідеї Галілея у своєму трактаті з динаміки " Про рух і вагу ".

В останні роки життя Галілея, Торічеллі допомагав своєму вчителеві опрацьовувати відкриття,дослідження,а після його смерті в 1642 році ,зайняв посаду прфесора математики й фізики і Флорентійському університеті.

Уцей час його зацікавила проблема спорудження фонтанів.

За розповідями , у 1640 році при спорудженні фонтанів на терасах палацу герцога Тосканського Фердинанда майстри ніяк не могли примусити воду піднятися вище ніж на 32 фути (близько 10,33 м ). Пояснити цей випадок взявся в 1643 році Торічеллі.

З давніх часів вважали, що природа "не терпить пустоти". Філософ Авіцена,говорив ,що коли утвориться в природі пустота, само небо розколеться і спуститься на землю,щоб заповнити цю пустоту. Але флорентійські водопровідники виявили, що воду не можна підняти насосом вище ніж на 10 м.

Пояснюючи це явище ,Галілео Галілей висловив міркування , що сила " боязні пустоти" обмежена і не може перевищувати ваги вказаного стовпа води.

Торічеллі довів ,що саме цей стовп води зрівноважує тиск атмосфери на площу,що дорівнює площі основи стовпа.

Замість води Торічеллі взяв найважчу рідину - ртуть. Його припущення, що ртутний стовп повинен бути в стільки разів коротший за водяний , у скільки разів ртуть важча за воду,підтвердилося в досліді,який Торічеллі проробив разом з іншим вченим,учнем Галілея, -Вівіані. Ртуть у скляній запаяній трубці, опущеній у чашку з ртуттю, піднялася лише на висоту 760мм.

Так Торічеллі зробив зразу два дуже важливих відкриття:

довів , що повітря має вагу ;

і винайшов прилад для вимірювання тиску повітря-барометр (від грецького- "вимірювання ваги").

 

3 Демонстрація досліду Торрічеллі ( Програмна наочність)

 

Б). Дослід Торічеллі повторив у 1644 році французький вчений Блез Паскаль.

Він довів ,що коливання висоти ртутного стовпчика пов´язані із зміною погоди.

Пізніше Паскаль використав барометр для вимірювання висоти.

Блез Паскаль народився 19 червня 1623 року в невеликому стародавньому місті в центральній частині Франції - Клермон-Феранні. У чотири роки Паскаль навчився писати і читати , у шість - почав вивичати іноземні мови, цікавитися природничими науками і розв´язувати складні математичні задачі.

Про досліди Торічеллі , Паскаль дізнався в 1644 році. До цього він незалежно від Торічеллі займався дослідженням атмосферноготиску. Проблема "боязні пустоти " не перестає цікавити Паскаля .

У місті Руані Блез Паскаль повторив досліди Торічеллі з атмосферного тиску , але рідиною в нього була вода.Водяний барометр був величезної висоти -46 футів (14м ).

Трубку з водою ,запаяну з одного кінця,складною системою блоків і важелів,було встановлено у вертикальному положенні і занурено у велику посудину з водою.Вода в трубці зупинилась на висоті 32 футів.Над водою залишилось 14футів (4,3м) порожнього простору . Потім він повторив дослід навершині гори. У листі до свого родича Паскаль висловив припущення, що єдиною причиною спостережуваного явищя може бути вага повітря. Дослід повторили з ртутним барометром на горі Пюї-де-Дом (висота1467м),на башті святого Іакова в Парижі . Результат був такий : із збільшенням висоти ртутний стовпчик поступово знижувувся.

Цим важливим дослідом Паскаль встановив залежність тиску від висоти і поклав початок вимірюванню висоти барометром - барометричному нівелюванню.

У своєму "Трактаті про вагу повітря. " ,надрукованому в1663 році,він пояснив зв´язок змін погоди із зміною атмосферного тиску . Це мало дуже важливе значення для метеорології. На основі своєї теорії ,він пояснив дію сифона,показав,що в ньому істотну роль відіграє різниця атмосферних тисків.

 

 4.Рідинний барометр (програмна наочність )

 

 5. Слайд5

В). Висновок про існування атмосферного тиску незалежно від Е. Торрічеллі зробив німецький фізик Отто фон Геріке (1602—1686). Відкачуючи пові­тря з тонкостінної металевої кулі, від побачив, що куля сплющилася. Аналізуючи причини сплющення кулі, він зрозумів, що воно відбулося під дією тиску навколишнього середовища.

• Відкривши атмосферний тиск, Геріке побудував біля фасаду свого будинку в м.Магдебурзі водяний барометр, в якому на поверхні рідини плавала фігурка людини, яка вказува­ла на поділки, нанесені на склі.
• У 1654 р. Геріке, бажаючи переконати всіх в існуванні атмосферного тиску, виконав знаменитий дослід з «магде­бурзькими півкулями». На демонстра­ції досліду були присутні члени Регенсбурзького рейхстагу та імператор Фердинанд III. В їх присутності з по­рожнини між двома складеними разом металевими півкулями викачали пові­тря. При цьому сили атмосферного тиску так міцно притиснули ці півкулі одну до одної, що їх не змогли роз'єднати вісім пар коней

 

 

 

 6.ОДИНИЦІ ВИМІРЮВАННЯ АТМОСФЕРНОГО ТИСКУ: Слайд 6

760 мм рт ст

p=ρgh

p=101292,80 Па≈101,3 кПа

р=13600кг/м.куб*9,8 Н/кг * 0,76м=101292,80Па

Такий самий тиск створює  тиск водяний стовп заввишки 10,34м.

 

нормальний атмосферний тиск

 

101292,80Па=760мм.рт.ст.=10,34 м вод.ст=1 атмосфера

 

Одиниці вимірювання атмосферного тиску : Па, гПа,кПа, мм.рт.ст.

 

7. Задача слайд 7

Ми знаємо ,який тиск чинить атмосфера на тіло людини .Давайте обчислимо силу ,якщо площа поверхні тіла людини 1,6 м.кв.

 

F=P*S

F=101325Па* 1,6 м.кв=162120Н слайд 8

 

.8.Будова і принцип дії барометра. (програмна наочність)

 

 

 

 

 

 

9.Чи є в природі живі барометри?   (випереджаюче завдання, інформаційні повідомлення)

 

"ЯЛИНОВИЙ" БАРОМЕТР

Хвойні дерева мають цікаву здатність: вони опускають свої гілки перед дощем і піднімають їх перед ясною погодою. Найкраще ця здатність проявляється в ялини.

Зберігає здатність реагувати на погоду і сухе дерево, сухі ялинові гілки. Вирізують невелику частину стовбура молодої ялини разом з гілкою ( після Новорічних свят їх можна знайти скрізь), очищують гілку від кори- і « прилад» готовий. Залишається лише прикріпити його основою до якої – небудь опори, найкраще – до стіни будинку, залишивши гілочку вільною. Гілочка починає реагувати на погоду, опускаючи кінець перед дощем і піднімаючи його в гору перед ясною погодою. Для зручності біля кінчика гілочки прикріпляють накреслену на папері шкалу з поділками через 1см. За якийсь час, коли гілочка виявить свої властивості, на школі роблять позначки - «ясна», «дощ», «мінливо», як на звичайному барометрі.

 

природі є понад 400 рослин-барометрів. Квітковий барометр можна
знайти і на городі. Це маленька гілляста травиця-мокрець. По її дрібних
білих квітках можна завбачити погоду протягом цілого літа: якщо вранці
віночки не розкриваються, вдень буде дощ.

 

• Лев Толстой писав, що павук робить павутину відповідно до погоди, яка є
  і яка буде. Дивлячись на павутину, можна дізнатись, яка буде погода: якщо
  павук сидить, забившись всередину павутини, і не виходить — це на дощ.
  Якщо він виходить з гнізда і робить нові павутини — це на ясну погоду.

 

V. ФОРМУВАННЯ ВМІНЬ ТА НАВИЧОК

А) Пояснення дослідів (програмна наочність)

Б)Групова робота

Кожна група, з приладів ,що знаходяться в них на столі, повинна, придумати і показати дослід на підтвердження існування атмосферного тиску,

1.ДОСЛІД :Піднімання рідини у склянній трубці під дією атмосферного тиску.

2ДОСЛІД: з медичним шприцем,піпеткою.

3.ДОСЛІД: з медичною банкою

4.ДОСЛІД:склянка води закрита аркушем паперу і перевернута догори дном.

5.ДОСЛІД переливання води з одніє посудини в другу через лійку.

В) Вирішення проблемного питання

 

VI.ПІДВЕДЕННЯ ПІДСУМКІВ

Програма.  Нові поняття.  Слайд 4.

 

VII.ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

 

Вивчити §27   №203-210  Слайд 9.