Меню

Атмосферное давление и его измерение 7 класс

7 класс. Атмосферное давление. Опыт Торричелли.
методическая разработка по физике (7 класс)

7 класс. Атмосферное давление. Опыт Торричелли.

Скачать:

Вложение Размер
7_klass._atmosfernoe_davlenie._opyt_torrichelli.docx 32.93 КБ

Предварительный просмотр:

Атмосферное давление. Опыт Торричелли

Тема урока . Атмосферное давление. Опыт Торричелли.

Тип урока: урок «открытия» нового знания

Цели урока: ‒ формирование способности учащихся к новому способу действия.

‒ выявление причины существования атмосферного давления, его роли в жизни человека и животных, применение полученных знаний для решения физических задач.

  • формирование представлений об атмосфере, атмосферном давлении, организация усвоения основных понятий по данной теме, формирование научного мировоззрения учащихся
  • развитие умения генерировать идеи, выявлять причинно-следственные связи, пользоваться альтернативными источниками информации, формировать умение анализировать факты при наблюдении и объяснении явлений, при работе с текстом учебника
  • формирование умений управлять своей учебной деятельностью, формирование интереса к физике при анализе физических явлений,формирование мотивации постановкой познавательных задач, раскрытием связи теории и опыта, развитие внимания, аналитического мышления, активизация творческой деятельности

Мотивация познавательной деятельности учащихся.
Атмосферное давление является одним из основных факторов, определяющих состояние погоды и климата, поэтому знания об атмосферном давлении необходимы в прогнозировании погоды. Большое практическое значение имеет умение измерить атмосферное давление. Эти знания необходимы в медицине, в технологических процессах и жизнедеятельности живых организмов.

Межпредметные связи:
‒ с математикой (работа со степенями, задача на математические действия);
‒ с историей (история открытия атмосферного давления, факты из жизни Торричелли);
‒ с биологией (атмосферное давление и жизнедеятельность организмов);
‒ с географией (давление на различных высотах на Земле).

  1. Как обозначается сила?
  2. В чём измеряется площадь?
  3. Что такое m?
  4. В чём измеряется ускорение свободного падения?
  5. Напишите основную формулу для давления.
  1. Как обозначается площадь?
  2. В чём измеряется сила?
  3. Что такое g?
  4. В чём измеряется масса?
  5. Напишите формулу для определения давления внутри жидкости.

ТЕСТ. 7кл. У36. Т23. Давл. в ж-ти. (6 на 5, 4-5 на 4, 3 на 3)

ТЕСТ. 7кл. У36. Т24. Сообщ. сосуды. (6 на 5, 4-5 на 4, 3 на 3)

− давление, возникающее из-за действия силы тяжести на молекулы воздуха.

Атмосфера −газовая оболочка, окружающая планету.

При 0ºС масса 1м 3 воздуха

m возд = 1,29 кг.

− находятся в непрерывном беспорядочном движении;

− их скорость меньше 11,2 − второй космической ск-ти;

− на них действует сила тяжести.

− в 2 раза меньше на высоте 5,5 км;

− в 4 раза − на высоте 11 км.

Л546, 547, 548, 550, 553.

Д.З. §42, 43. Упр. 19, 20. Задание, с. 126. Повт. формулы и обозначения всех величин использовавшихся в контр.работе №2, повт. размерности этих величин.

(наполнить трубку подкрашенной водой, опустить в стеклянную посуду с водой).

(Давит ли воздух на воду? Что произойдёт, если в воду поместить шприц из которого выкачан воздух?)

р атм =р рт − в трубке.

мм.рт. ст. −миллиметр ртутного столба

Выразим давление создаваемое

т.к. p = ρgh (формула для давления внутри жидкости)

Для ртути

p = 13600 · 1 мм =

= 13600 · 9,81 · м ≈

≈133,3Па

Давление 1 мм.рт. ст. = 133,3 Па

р атм = 760 мм.рт. ст. −

р атм =760 ·1 мм.рт. ст. = 760 ·

· 133,3 Па ≈ 101 300 Па,

100 000 Па = 1000 гПа (гектопаскаль).

р атм ≈ 1013 гПа. (Чему равно атмосферное давление в гПа?)

На высоте 0 км ртути 760 мм (как изменяется давление с высотой?)

Упр. 21 ( 1 , 3, 5б),c 131.

Упр. 19 ( 1 ), с. 103. Какова высота столба воды в водяном барометре при атмосферном давлении, равном 760 мм.рт. ст. созданном Паскалем в 1646 г.?

р = 760 мм. рт. ст.

ρ = 1000

g = 9,81

h = = 10,33м.

Источник

Атмосферное давление и его измерение 7 класс

1. Почему нельзя рассчитывать давление воздуха по формуле?

Рассчитать атмосферное давление по формуле для вычисления давления столба жидкости нельзя.
Ведь точной границы у атмосферы нет (т.е. высота столба воздуха неизвестна), да и плотность воздуха с высотой меняется.

2. Как Торричелли измерил атмосферное давление?

В 17 веке итальянский ученый Эванджелиста Торричелли сумел иззмерить атмосферное давление.

Торричелли взял стеклянную трубку длиной около 1 м, запаянную с одного конца и наполнил ее ртутью.
Закрыл открытый конец трубки пальцем, перевернул ее и опустил этот конец трубки в чашку с ртутью.
Под поверхностью ртути он убрал палец с трубки.
Часть ртути из трубки вылилась в чашку, а часть осталась.
Высота столба ртути, оставшейся в трубке, была равна 760 мм.

Как это объяснить?
В перевернутой трубке над ртутью воздуха нет — безвоздушное пространство.
Давление воздуха на ртуть в чашке равно атмосферному давлению.

Давление в трубке на уровне аа1 создается только лишь весом столба ртути в трубке, так как в верхней части трубки над ртутью воздуха нет.
Таким образом давление столба ртути в трубке уравновешивается атмосферном давлением.
р атм = р ртути

Если измерить высоту столба ртути в трубке, то можно рассчитать давление, которое производит столб ртути в трубке.
Оно будет равно атмосферному давлению.

3. Как устроен прибор для измерения атмосферного давления?

Если к трубке с ртутью Торричелли, прикрепить шкалу, то получится ртутный барометр — прибор для измерения атмосферного давления.
При изменении атмосферного давления в природе высота столба ртути в трубке барометра будет меняться.

Если атмосферное давление уменьшится, то столб ртути в трубке Торричелли понизится.
Если атмосферное давление увеличится, то столб ртути в трубке Торричелли повысится.
То есть внешнее атмосферное давление регулирует высоту столба ртути в трубке.


4. Почему для уравновешивания давления атмосферы, высотой в десятков тысяч километров, достаточно столба ртути высотой всего 760 мм?

Плотность ртути очень велика по сравнению с плотностью воздуха.
В результате столб ртути высотой 760 мм создает такое же по величине давление, что и атмосфера Земли.

5. Почему атмосферное давление удерживает столб ртути в трубке, хотя действует на ртуть в чашке сверху вниз?

Ртуть — жидкость, а для жидкости действует закон Паскаля:
Жидкость передает оказываемое на нее давление одинаково во все точки жидкости и по всем направлениям.
Поэтому давление, равное атмосферному, подпирает столб ртути в трубке снизу.


6. Работал бы барометр, если бы верхний конец трубки был открыт?

Нет!
Тогда и на столб ртути в трубке, и на поверхность ртути в чашке действовало бы одинаковое атмосферное давление.
И под действием силы тяжести ртуть полностью выливалась бы из трубки в чашку.

7. Изменится ли высота столба ртути в барометре, если трубку опустить глубже в чашку со ртутью?

Нет!
А как это объяснить?
Рассмотрим левую трубку (на рисунке точка А находится на уровне нижнего края трубки).

На нижний край опущенной в ртуть трубки снизу вверх действует сумма давлений:
наружное атмосферное давление воздуха + весовое давление слоя воды над точкой А (оба давления по закону Паскаля передаются в любую точку жидкости во всех направлениях).
Давление ртути внутри трубки сверху вниз на уровне нижнего края — тоже сумма давлений:
давление «подводного » столба ртути в трубке + давление «надводного» столба ртути в трубке.
Весовое давление слоя воды над точкой А = давлению «подводного» столба ртути в трубке, так как у них одинаковая высота h1.
Эти давления при любой глубине погружения трубки уравновешивают друг друга, и их можно не учитывать.
Вывод:
Погружай — не погружай, только величина атмосферного давления будет влиять на высоту столба ртути в трубке барометра над ртутной поверхностью чашки!

8. Изменится ли показание барометра, если трубку барометра наклонить?

Если считать, что шкала барометра прикреплена к трубке и наклоняется вместе с ней, то показание барометра изменится!
А если шкала как была вертикальна, так и осталась, а трубка наклоняется отдельно, то не изменится!
В любом случае расстояние от уровня поверхности ртути в чашке до верхнего края ртути в наклоненной трубке останется прежним.

Почему?
При расчете давления, создаваемого наклонным столбом жидкости, можно мысленно разделить его на части.
По формуле подсчитать весовые давления, созданные отдельными слоями.
Применить закон Паскаля и прийти к выводу, что для расчета общего давления жидкости в наклонной трубке требуется не длина этой трубки, а расстояние между верхним и нижним уровнем жидкости.


9. В каких единицах измеряют атмосферное давление?

С помощью ртутного барометра можно измерять атмосферное давление высотой ртутного столба.
Тогда за единицу атмосферного давления можно принять 1 миллиметр ртутного столба (1 мм рт. ст.).

Но в системе СИ за единицу давления принят 1 Па (Паскаль).

Соотношение между этими единицами таково:

Давление столба ртути высотой 1 мм равно:

1 мм рт. ст. = 133,3 Па.

В сводках погоды сообщают, что атмосферное давление равно 760 мм рт.ст., это то же самое, что 1013 гПа (гектоПаскалей).
Изменения атмосферного давления связаны с изменением погоды, оно непостоянно, может увеличиваться и уменьшаться.


10. Водяной барометр Паскаля

В барометре Торричелли исползовалась ртуть.
Такие барометры, в которых исползуется жидкость, назвали жидкостными барометрами.

В 1646 году Блез Паскаль построил водяной барометр.

Так как вода имеет значительно меньшую плотность, Паскалю пришлось взять для своего барометра более длинную трубку.
Для того, чтобы показать атмосферное давление 760 мм рт. ст. трубка должна была иметь длину не менее 10,3 метра?

11. Что доказывает опыт Отто Герике?

В 1654 г. Отто Герике в г. Магдебурге с помощью своего знаменитого опыта подтвердил существование атмосферного давления.
Он выкачал воздух из полости между двумя сложенными вместе металлическими полушариями.
Атмосферное давление так сильно прижало полушария друг к другу, что их не могли разорвать восемь пар лошадей.

Источник

Читайте также:  Какое давление должно быть в системе common rail
Adblock
detector