Урок на тему "Атмосферний тиск. Вимірювання атмосферного тиску. Барометри."

Атмосферний тиск. Вимірювання атмосферного тиску. Барометри.

Мета: формувати поняття про атмосферний тиск, довести його існування на основі молекулярно-кінетичних уявлень, показати практичне значення теми; формувати знання про принцип дії барометра-анероїда, навчити визначати висоту місцевості, споруд барометричним методом; розвивати вміння і навички проводити дослідницькі експерименти; виховувати інтерес до вивчення фізики, спостережливість.

Тип уроку: вивчення нового навчального матеріалу.

Хід уроку

І. Організаційний момент

ІІ. Перевірка домашнього завдання

Оглянути виконане домашнє завдання в зошитах

Індивідуально - розв'язати задачі

Фронтальне опитування

1) Величину, що визначається відношенням значення сили тиску до площі  поверхні, на яку вона діє називають тиском.

2) Одиницею тиску  є один паскаль

3) Тиск, створюваний на рідину зовнішніми силами, передається у всіх напрямках однаково

4) Тиск зі збільшеннями глибини збільшується.

5) Тиск, створюваний на газ зовнішніми силами, передається у всіх напрямках однаково

6) Тиск рідин, зумовлений силою тяжіння називають гідростатичним.

7) Гідравлічні машини це машини для роботи яких використовується рідина.

8) Сила тиску p=F/S

9) Гідростатичний тиск p=ρ*g*h

10) Переведіть:            1мм^2=0,000001м^2           1см^2= 0,0001м^2

III. Оголошення теми уроку.

Уперше наукове уявлення про це висловлював єгипетський учений Ал Хайсама (Альгазена), який жив в XI столітті.

Усі земляни перебувають на його дні.

Відкриття, зроблені в цій галузі науки, належать двом друзям — учням Галілея.

Доказ того, що це існує, зберігається в одному з музеїв Магдебурга.

Дослід із доведення існування цього увічнений у пам’ятнику.

Це пов’язано з порожнечею.

Якби це зникло, то на Землі:           встановилася б температура −°170C;                        настала б повна тиша;     небо стало б чорним;   припинилося б мерехтіння зір, а самі зорі були б видні не лише вночі, але й удень.

IV. Мотивація до вивчення навчальної діяльності

Цікаві експерименти

1) Скляна банка і надута кулька. Банку нагріваємо всередині за допомогою гарячої води. Покладімо зверху кульку. Через деякий час кулька влізає в банку.

2) У склянку наливаємо воду. Закриваємо аркушем паперу, щільно притискаємо і перевертаємо догори дном. Вода не виливається.

Пояснення цих дослідів ви зробите самостійно, після вивчення нової теми.

Експериментальні завдання (виконують учні)

1) Візьміть шприц, занурте його у воду, спостерігайте, як вона набирається. Зробіть висновок, чому вода наповнює шприц.

2) Візьміть лівер, занурте у воду. Дістаньте з води, закривши верхній отвір пальцем. Відкрийте верхній отвір. Що спостерігаєте? Чому вода вилилась?

3) Візьміть пробірку, налийте в неї воду, закрийте пальцем отвір і занурте в широку посудину з водою отвором униз. Відкрийте отвір під водою. Що спостерігаєте? Чому вода не виливається

з пробірки?

Висновок. Ці досліди пояснюють, що існує атмосферний тиск.

«Чорна скринька»

Учитель виносить доволі велику коробку,  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. Він має поршень.

Підказка 5. У нижній частині циліндра кріпить­ся металева голка з отвором.

Підказка 6. Застосовується в медицині.

Відповідь: шприц.

Хто може пояснити, чому рідина підіймаєть­ся за поршнем 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, 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.

V. Вивчення нового матеріалу

Параграф 25                                        Атмосфера. Вага повітря

Атмосферою називається газова оболонка, що оточує Землю. Ця назва походить від грецьких слів «атмос» — пара і «сфера» — куля.

При цьому основна маса земної атмосфери міститься на висоті не більш ніж 10 км від Землі, оскільки за рахунок земного тяжіння молекули повітря не можуть відлетіти далеко від поверхні Землі. Різкої межі вона не має, її верхні шари дуже розряджені й поступово переходять у порожній міжпланетний простір

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. Перебуваючи у складі атмосфери, молекули повітря не припиняють хаотичного руху, що й приводить до появи атмосферного тиску. Унаслідок дії сили тяжіння верхні шари повітря, подібно до води в морі, стискають нижні шари. Повітряний шар, що прилягає безпосередньо до Землі, стиснений найбільше і за законом Паскаля передає тиск, який діє на нього, в усіх напрямках. У результаті цього земна поверхня піддається тиску всієї товщі повітря, або, як зазвичай говорять, зазнає атмосферного тиску. Щоб зовсім залишити Землю, молекули, як і космічний корабель, повинні мати швидкість, не меншу, ніж 8 км/с. Середня ж швидкість молекул повітря оболонки Землі є значно меншою, ніж ця космічна швидкість. Тому більшість їх «прив’язана» до Землі силою тяжіння, лише мізерно мала кількість молекул летить у космічний простір, залишаючи Землю.

 

На невеликих планетах, де сила тяжіння є малою, повітряна оболонка й атмосферний тиск відсутні.

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 трубці. 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.

Нормальний атмосферний тиск

1 мм рт. ст. = 133,3 Па

760 мм рт. ст. = 101 300 Па = 101 кПа = 0,1 МПа

Залежність атмосферного тиску від погоди та висоти

Атмосферний тиск перед негодою падає, а перед сонячною погодою зростає.

Покази барометра залежать і 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.

Конструкція барометра-анероїда

Самостійне опрацювання сторінка 166 підручника

IV. Розв'язування задач

1) Визначте глибину шахти, якщо на її дні барометр показує 109 297 Па, а на поверхні Землі — 103 965 Па.

2) Виразіть у паскалях такі значення тиску: 380 мм рт. ст., 190 мм рт. ст., 760 мм рт. ст.

V. Домашнє завдання

Читати параграф 25, вправа 25(№7), контрольні запитання.

Додатково - Знайти силу тиску і вагу повітря в кімнаті, де ви мешкаєте.

 

 

 

 

 

 

Індивідуально - розв'язати задачі

 

 

Індивідуально - розв'язати задачі

 

 

Індивідуально - розв'язати задачі

 

 

Індивідуально - розв'язати задачі

 

 

Індивідуально - розв'язати задачі

 

 

Індивідуально - розв'язати задачі