Атмосферний тиск. Вимірювання атмосферного тиску
РОЗДІЛ II
ВЗАЄМОДІЯ ТІЛ
УРОК № 15/28
Тема уроку. Атмосферний тиск. Вимірювання атмосферного тиску
Тип уроку: засвоєння нових знань.
Мета уроку: сформувати уявлення про атмосферний тиск, про способи його вимірювання; показати практичне значення знань про атмосферний тиск; продовжувати розширювати кругозір учнів; розвивати вміння спостерігати й аналізувати фізичні явища.
Обладнання: пластикова пляшка з кришкою; склянки; скляна трубка з поршнем; барометр-анероїд; посудина з водою.
План уроку
Етапи | Час | Прийоми і методи |
I. Актуалізація опорних знань | 10 хв. | Бесіда |
II. Вивчення нового матеріалу | 20-25 хв. | Розповідь учителя; бесіда; демонстрація дослідів; спостереження й аналіз; виділення головного; записи на дошці й у зошитах |
III. Закріплення нового матеріалу | 10 хв. | Питання класу; відповіді біля дошки і з місця |
IV. Домашнє завдання | 1 хв. | Коментар учителя; записи на дошці й у щоденниках |
Хід уроку
I. Актуалізація опорних знань
Бесіда
Актуалізуємо
Питання класу
– Що ж таке атмосфера? (Це повітряна оболонка Землі.)
– Із чого складається атмосфера? (Це суміш газів: 78 % – азот, 21 % – кисень, а також присутні аргон, вуглекислий газ, гелій, неон, двоокис сірки, аміак, озон і водяна пара. До речі, саме слово “атмосфера” було придумане російським ученим М. Ломоносовим.)
– Чим утримується атмосфера поблизу поверхні Землі? (Силами притягання до Землі.)
– Чи у всіх планет Сонячної системи є атмосфера? (Ні. Наприклад, атмосфера відсутня на Місяці й практично її немає на Меркурії.)
– Які шари розрізняють в атмосфері? (Це: тропосфера – найтепліший шар повітря, у якому й відбувається в основному формування погоди на Землі; стратосфера – саме тут перебуває озоновий шар, що захищає Землю від ультрафіолетового випромінювання; мезосфера – найхолодніший шар атмосфери; термосфера (розділяється на іоносферу та магнітосферу) – саме тут відбуваються північні сяйва. Завдяки атмосфері над нами блакитне небо, а, наприклад, на Місяці – над планетою чорна безодня, з яскравими зірками.)
– Яке значення має атмосфера для нашої планети? (Атмосфера містить кисень, необхідний нам для дихання, підтримує тепловий баланс на нашій планеті, захищає нас від ультрафіолетового випромінювання і від метеоритних бомбардувань.)
II. Вивчення нового матеріалу
Розповідь учителя
Відомо, що повітря має вагу. Внаслідок дії сили тяжіння верхні шари повітря стискають нижні, і цей тиск відповідно до закону Паскаля передається в усіх напрямках.
Демонстрація 1. Учитель наповнює водою склянку, накриває зверху аркушем паперу, притискає його рукою і перевертає склянку. Руку прибирає – аркуш паперу тримається, вода не виливається.
Коментар: аркуш паперу втримується атмосферним тиском, що діє в усіх напрямках.
Як люди дізналися про існування атмосферного тиску? Ще в Давній Греції люди вміли користуватися усмоктувальними повітряними насосами. Щоб зрозуміти, як вони працюють, проведемо дослід.
Демонстрація 2. Скляну трубку з поршнем відкритим кінцем униз опускають у воду. При підйомі поршня під ним утвориться безповітряний простір. Цей простір під тиском зовнішнього повітря (тобто атмосфери) заповнюється водою, яка піднімається слідом за поршнем.
Демонстрація 3. Скляну трубку, запаяну з одного кінця, наповнюють водою. Закриваючи відкритий кінець трубки рукою, перевертають її, опускають у резервуар з водою і там відкривають. Вода із трубки не виливається – її утримує зовнішній атмосферний тиск.
Але що було дивно: вода за поршнем піднімалася максимум на 10,33 м, далі насоси “відмовлялися” працювати. Розгадав і пояснив таке дивне “поводження” насосів учень і послідовник Галілея італійський учений Еванджеліста Торрічеллі. Він провів експеримент, описаний вище (див. демонстрацію 3), тільки замість води використав ртуть. Рідина в трубці перебуває в рівновазі, отже, тиск рідини в трубці врівноважений тиском повітря на рідину в резервуарі (чашці). Зміна тиску повітря (тобто атмосферного тиску) приведе до зміни висоти стовпа рідини в трубці. Прикріпивши до трубки шкалу, одержують прилад для вимірювання атмосферного тиску – ртутний барометр, а з ним і одиницю атмосферного тиску – 1 міліметр ртутного стовпа. Встановлюється зв’язок між цією одиницею й одиницею СІ – паскалем.
Запис у зошитах: 1 мм рт. ст. = 133,3 Па.
Записавши показання барометра за досить великий проміжок часу, встановили середнє значення показань цього приладу на рівні моря і взяли за нормальний атмосферний тиск значення 760 мм рт. ст., або 105 Па, або 1 атмосферу.
Ртутний барометр – досить точний, але не зовсім зручний для використання прилад. Тому на практиці використовують безрідинні барометри, або барометри-анероїди. “Анероїд” перекладається з грецької мови як діючий без допомоги рідини.
Демонстрація 4. Учитель демонструє барометр-анероїд, називає основні його частини і пояснює принцип дії цього приладу.
Завдяки атмосферному тиску “працюють” такі всім добре відомі пристрої, як піпетка, шприц, сифон, всілякі присоски. Можна показати кілька цікавих дослідів, у яких проявляється дія атмосферного тиску. Учитель розповідає про дослід Отто фон Геріке з магдебурзькими півкулями та демонструє сам кілька дослідів, наприклад такі:
Демонстрація 5. Пластикову пляшку наповнюють гарячою водою, коли пляшка прогріється, воду виливають, а пляшку закривають пробкою. Через кілька хвилин під дією атмосферного тиску пляшка стиснеться.
Демонстрація 6. У блюдце наливають воду. На дно кладуть пластилін із закріпленими в ньому сірниками. Сірники запалюють. Накривають склянкою. Через кілька хвилин атмосферний тиск зажене воду під склянку.
Демонстрація 7. У графин або скляну пляшку опускають палаючий папір. Через 1-2 с горлечко накривають яйцем (звареним круто й очищеним від шкарлупи). Коли горіння припиняється, яйце під впливом атмосферного тиску втягується усередину графина (пляшки).
Демонстрація 8. Вирізають гумове кільце за розміром зовнішнього діаметра склянки, кладуть його на склянку. Підпалюють і опускають усередину склянки папір і одразу ж накривають зверху другою склянкою, перевернувши її догори дном. Через 1-2 с склянки виявляться так притиснуті одна до одної, що при підйомі верхньої за нею піднімається й нижня.
III. Закріплення нового матеріалу
Питання класу
– Внаслідок чого створюється атмосферний тиск?
– Чому молекули газів, що складають атмосферу, не залишають Землю? не падають на Землю?
– Чому тиск атмосфери не можна обчислити так само, як тиск рідини?
– Як називається прилад для вимірювання атмосферного тиску?
– Чи зміняться показання ртутного барометра, якщо трубку нахилити? опустити глибше в чашку із ртуттю?
– Наведіть свої приклади, що підтверджують існування атмосферного тиску.
IV. Домашнє завдання
[1]: § 20 (п. 1-3); впр. № 20 (задачі 1, 3-5).
[2]: § 14.
[3]: СР – задачі 18.1-18.4;
ДР – задачі 18.8; 18.9; 18.11; 18.12;
ВР – задачі 18.20-18.23.
Творче завдання. Сконструюйте і виготовте дозатор рідини об’ємом не менше 50 см3.
Скарбничка цікавих фактів
O А скільки це в тоннах?
Загальна вага газів, що становлять атмосферу, дорівнює 4,5-1015 т.
O Крім Землі
Атмосферу має Сонце, вісім планет Сонячної системи і три супутники планет.
O Як розподіляється?
Основна частина повітря зосереджена у нижніх шарах атмосфери. Приміром, у перших 5 км міститься 50 %; у перших 10 км – 3/4; ; у перших 20 км – 19/20.
O Барометр-гігант
Установлено у Нідерландах. Це водяний барометр висотою 12 м.
O Найвищий, найнижчий
Найвищий (815 мм рт. ст.) атмосферний тиск був зареєстрований у 1968 році в сел. Акапа (Сибір, Росія).
Найнижчий (645 мм рт. ст.) – у 1988 році під час урагану в Тихому океані.
Виміри проводилися на рівні моря.
O Живі барометри
У берегів Японії водяться дрібні рибки, які мають незвичайну будову плавального міхура, що сприймає найтонші перепади тиску. Навіть сучасні технічні засоби не в змозі змагатися у чутливості з цими рибками. За їхнім поводженням в акваріумі стежать навіть капітани сучасних суден.
O Чому муха не падає зі стелі?
Завдяки присоскам на лапках, які притискаються до поверхні атмосферним тиском.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...