Меню

Атмосферное давление на различных высотах задачи

Атмосферное давление на различных высотах задачи

1. Почему атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты подьема над уровнем Земли?

Газы сильно сжимаемы.
Чем сильнее сжат газ, тем больше его плотность, тем большее давление он производит.

Слои воздуха у поверхности Земли сжаты всеми вышележащими слоями воздуха, находящимися над ними.
Но чем выше от поверхности слой воздуха, тем слабее он сжат, тем меньше его плотность.
Следовательно, тем меньшее давление он производит.

Воздушный шарик, наполнили водородом у поверхности Земли,
Давление газа внутри шарика и внешнего атмосферного давления уравновесились.
Шарик выпустили, он стал подниматься над Землей.
По мере подъема давление атмосферного воздуха на шар становится меньше.
Почему?
Так как высота столба воздуха над ним уменьшается
И так как с высотой уменьшается плотность воздуха.
Что в результате?
Давление воздуха внутри шарика становится больше атмосферного давления.
Воздушный шшарик раздувается.

2. Какое атмосферное давление называют нормальным?

Атмосферное давление в местностях, лежащих на уровне моря, в среднем равно 760 мм рт. ст.

Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре О °С, называется нормальным атмосферным давлением.

Нормальное атмосферное давление равно 760 мм рт.ст. = 101 300 Па = 1013 гПа.

Чем больше высота над уровнем моря, тем давление меньше.
При небольших подъемах в среднем на каждые 12 м подъема давление уменьшается на 1 мм рт. ст. (или на 1,33 гПа).

У подножия горы барометр показывает 760 мм рт. ст., а на вершине 722 мм рт. ст.
Какова примерно высота горы?
Атмосферное давление изменилось на: 760 мм рт.ст — 722 мм рт.ст. = 38 мм рт.ст
Если на каждые 12 м подъема давление уменьшается на 1 мм рт. ст., тогда: 12м х 38 = 456 м
Высота горы составляет 456 метров.

3. Как называют прибор для измерения высоты по атмосферному давлению?

По изменению показаний барометра можно определить высоту над уровнем моря.
Существуют приборы, которые называются высотомерами.
Это барометры-анероиды, имеющие измененную шкалу, по которой можно непосредственно отсчитать высоту.
Их применяют в авиации и при подъемах на горы.

Источник

Сегодня на уроке:
Барометр-анероид. Атмосферное давление на разных высотах

В практике для измерения атмосферного давления используют металлический барометр, намазываемый анероидом (в переводе с греческого — безжидкостный). Так барометр называют потому, что в нем нет ртути.

Внешний вид анероида изображен на рисунке 1. Главная часть его — металлическая коробочка 1 с волнистой (гофрированной) поверхностью (рисунок 2). Из этой коробочки выкачан воздух, а чтобы атмосферное давление не раздавило коробочку, ее крышка 2 пружиной оттягивается вверх. При увеличении атмосферного давления крышка прогибается вниз и натягивает пружину. При уменьшении давления пружина выпрямляет крышку. К пружине с помощью передаточного механизма 3 прикреплена стрелка-указатель 4, которая продвигается вправо или влево при изменении давления. Под стрелкой укреплена шкала, деления которой нанесены по показаниям ртутного барометра. Так, число 750, против которого стоит стрелка анероида (рисунок 1), показывает, что в данный момент в ртутном барометре высота ртутного столба 750 мм.

Следовательно, атмосферное давление равно 750 мм рт. ст. или ≈ 1000 гПа.

Значение атмосферного давления весьма важно для предвидения погоды на ближайшие дни, так как изменение атмосферного давления связано с изменением погоды. Барометр — необходимы прибор для метеорологических наблюдений.

Атмосферное давление на различных высотах.

В жидкости давление, как мы знаем, зависит от плотности жидкости и высоты ее столба. Вследствие малой сжимаемости плотность жидкости на различных глубинах почти одинакова. Поэтому, вычисляя давление, мы считаем ее плотность постоянной и учитываем только изменение высоты.

Сложнее дело обстоит с газами. Газы сильно сжижаемы. А чем сильнее газ сжат, тем больше его плотность и тем большее давление он производит. Ведь давление газа создается ударами его молекул о поверхность тела.

Слои воздуха у поверхности Земли сжаты всеми вышележащими слоями воздуха, находящимися над ними. Но чем выше от поверхности слой воздуха, тем слабее он сжат, тем меньше его плотность. Следовательно, тем меньшее давление он производит. Если, например, воздушный шар поднимается над поверхностью Земли то давление воздуха на шар становиться меньше. Это происходит не только потому, что высота столба воздуха над ним уменьшается, но еще и потому, что уменьшается плотность воздуха. Вверху она меньше, чем внизу. Поэтому зависимость давления воздуха от высоты сложнее, чем жидкости.

Наблюдения показывают, что атмосферное давление в местностях, лежащих на уровне моря, в среднем равно 760 мм рт. ст.

Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 °С, называется нормальным атмосферным давлением.

Нормальное атмосферное давление равно 101 300 Па = 1013 гПа.

Чем больше высота над уровнем моря, тем давление меньше.

При небольших подъемах в среднем на каждые 12 м подъема давление уменьшается на 1 мм рт. ст. (или на 1,33 гПа).

Зная зависимость давления от высоты, можно по изменению показаний барометра определить высоту над уровнем моря. Анероиды, имеющие шкалу, имеющие шкалу, по которой непосредственно можно измерить высоту над уровнем моря, называются высотомерами. Их применяют в авиации и при подъеме на горы.

Источник

Урок Барометр-анероид. Атмосферное давление на различных высотах
методическая разработка по физике (7 класс) на тему

Урок, на котором закрепляют знания об атмосферном давлении; объясняют изменение атмосферного давления с изменением высоты на основании молекулярно-кинетических представлений; знакомится с устройством и принципом действия барометра – анероида; развивают навыки решения задач.

Скачать:

Вложение Размер
urok_barometr-aneroid._atmosfernoe_davlenie_na_razlichnyh_vysotah.docx 66.77 КБ

Предварительный просмотр:

Урок Барометр-анероид. Атмосферное давление на различных высотах

Цель урока: закрепить знания об атмосферном давлении; объяснить изменение атмосферного давления с изменением высоты на основании молекулярно-кинетических представлений; познакомиться с устройством и дать понятие о принципе действия барометра – анероида; развивать навыки решения задач.

Методические цели урока:

Образовательные: изучить устройство и принцип действия барометра-анероида , научиться пользоваться ими; научить рассчитывать по показаниям барометра (высотомера) высоту (глубину) над уровнем моря.

Развивающие: развитие речи, мышления; способность наблюдать, выделять существенные признаки объектов, выдвигать гипотезы.

Воспитательные: формировать познавательный интерес, логическое мышление, формировать познавательную мотивацию осознанием ученика своей значимости в образовательном процессе.

Тип урока: изучение и первичное закрепление новых знаний.

Приветствие учителя. Подготовка учащихся к работе на уроке: готовность класса и оборудования. Проверка наличия учебных принадлежностей. Проверка присутствующих. Запись домашнего задания.

2. Повторение изученного материала

Проверка письменного домашнего задания

1. p атм. = p рт = p в

2. p рт = g • ρ рт • h рт

3. g • ρ рт • h рт = g • ρ в • h в

ρ рт • h рт = ρ в • h в

4. p 1 = 9,8 • 13600 • 0,74=98627,2(Па)

p 2 = 9,8 • 13600 • 0,78= 103958,4(Па)

4. F= 100000000 • 0,0000001=10 (H)

3.Этап актуализации знаний

  1. Что представляет собой атмосфера Земли?
  2. Вследствие чего создается атмосферное давление?
  3. Опишите и проведите опыты, подтверждающие существование атмосферного давления.
  4. Почему нельзя рассчитывать давление воздуха так же, как рассчитывают давление жидкости на дно и стенки сосуда?
  5. Объясните, как с помощью трубки Торричелли можно измерить атмосферное давление.
  6. Что означает запись «атмосферное давление равно 740 мм рт. ст.»?
  7. Как называется прибор для измерения атмосферного давления?
  8. Скольким гектопаскалям равно давление ртутного столба высотой 1 мм?
  9. Почему давление многокилометрового слоя воздуха над поверхностью Земли уравновешивается давление столбика ртути высотой всего 76 мм?
  10. Объясните эксперимент. Если взять алюминиевый бидон, закрыть крышкой и перевернуть – крышка упадет. Если бидон заполнить водой, закрыть крышкой и перевернуть, то крышка не упадет. Почему?

4. Этап постановки целей и задач урока

На этом уроке продолжим разговор об атмосферном давлении и о приборах для его измерения. С каким прибором для измерения атмосферного давления мы уже познакомились? (Ртутный барометр).

Скажите, а как же измерять высоту полета – летчикам, глубину шахты – шахтерам? Пассажирам стюардесса всегда сообщает, на какой высоте летит самолет. Как это она узнает?

Ртутный барометр в данных случаях очень не удобен для измерения атмосферного давления. Нужен другой по конструкции прибор.

  • Как вы думаете, какая цель будет стоять перед нами на этом уроке?

Цель, которую мы ставим сегодня перед собой: изучить устройство и принцип действия барометра-анероида , научиться пользоваться ими; научить рассчитывать по показаниям барометра (высотомера) высоту (глубину) над уровнем моря.

Откройте свои рабочие тетради и запишите тему сегодняшнего урока «Барометр-анероид. Атмосферное давление на разных высотах».

5. Этап усвоение новых знаний и способов действий

Ртутные барометры использовались более двух веков, и лишь в середине 19 века был сконструирован первый безжидкостный барометр. Его назвали барометр-анероид (от греческого слова «анерос» – безжидкостный).

Внешний вид барометра показан на слайде. Главная часть его – металлическая коробочка 1 с волнистой поверхностью. Из этой коробочки откачан воздух, а чтобы атмосферное давление не раздавило коробочку, её крышку пружиной 2 оттягивают вверх. При увеличении атмосферного давления крышка прогибается вниз и натягивает пружину. При уменьшении давления пружина выпрямляет крышку. К пружине с помощью передаточного механизма 3 прикреплена стрелка – указатель 4, которая передвигается вправо и влево при изменении давления. Под стрелкой укреплена шкала, деления которой нанесены по показаниям ртутного барометра.

Барометры – анероиды очень надежны и компактны по сравнению с ртутными барометрами. Хотя с течением времени упругость мембраны, которая воспринимает изменения атмосферного давления, уменьшается, и показания становятся неточными.

Такие барометры фиксируют изменения давления при перемещении его на высоту два-три метра. Так как с увеличением высоты над землей атмосферное давление падает, то при помощи барометра можно определять высоту подъема над поверхностью Земли.

При малых подъемах атмосферное давление падает примерно на 1 мм рт.ст. на высоту 12 м. Такая зависимость используется в приборах, которые измеряют высоту подъема тела – высотометров.

Используя барометр-анероид можно определить высоту здания. Измерив, давление у основания и на крыше здания, используя известное соотношение, вычисляется высота здания.

Обобщение: знание атмосферного давления важно для предсказывания погоды на ближайшие дни, так как изменение атмосферного давления связано с изменением погоды. Барометр – необходимый прибор при метеорологических наблюдениях.

Атмосферное давление на различных высотах

  • Почему плотность жидкости на различных глубинах почти одинакова? (из-за малой сжимаемости жидкости.)
  • А одинаковая ли плотность газов на разных высотах? (нет, чем ближе к поверхности Земли, тем плотность газов больше (вследствие явления тяготения), а значит газ сжат сильнее. А чем сильнее сжат газ, тем больше ударов молекул о поверхность тела, а значит, тем большее давление он производит.)

Вывод: давление воздуха на тело при его поднятии над поверхностью Земли уменьшается не только потому, что уменьшается высота столба воздуха над ним, но и потому, что уменьшается плотность воздуха.

Исходя из наблюдений замечено, что атмосферное давление на уровне моря, в среднем равно 760 мм рт. ст. Это давление и называют – нормальным атмосферным давлением (при температуре 0 0 С).

760 мм рт. ст. = 101300 Па.

Из наблюдений и опытов замечено, что на каждые 12 метров подъема давление уменьшается на 1 мм рт. ст.

Исходя из зависимости давления от высоты, по показаниям барометра можно определить высоту над уровнем моря (или глубину шахты).

Для того чтобы рассчитать высоту (глубину) над уровнем моря, необходимо:

h = • 12, где p 1 – конечное давление, p 0 – нормальное атмосферное давление.

Был сконструирован прибор для измерения высоты по атмосферному давлению – высотомер (альтиметр). Он применяется в авиации.

6. Этап обобщения и закрепления нового материала

  • Что такое атмосферное давление?
  • Какими приборами его измеряют?
  • Из чего состоит барометр?

Задача 1. На какой глубине находится станция метро, если барометр на платформе показывает 763 мм рт.ст., а при выходе в метро – 760 мм рт.ст.? (Ответ: 36м)

Задача Л. № 580 (Ответ: 481м)

Задача 2. Давление, развиваемое насосом водонапорной башни, равно 500кПа. На какую высоту сможет поднимать воду такой насос? (Ответ: 50м)

7.Контроль и самопроверка знаний

Использование презентации: вывести правильные ответы.

  • Что вам понравилось на сегодняшнем уроке?
  • Что не понравилось?
  • Достигли ли Вы тех целей, которые поставили в начале урока?
  • А теперь давайте выставим оценки.

Домашнее задание: §43,44, упр.21 (1,2) , Л. № 521

1.Изобразить воздушный шар у

подножия горы и на вершине горы

1.Изобразить воздушный шар у подножия шахты и внутри шахты.

2. Определите глубину шахты, если на ее дне барометр показывает 109297 Па, а на поверхности Земли — 103965 Па. Ответ: 481 м.

2.У подножия горы барометр показывает 98642 Па, а на ее вершине — 90317 Па. Используя эти данные, определите высоту горы. Ответ: 751 м.

На какой высоте летит самолет-опылитель, если барометр в кабине летчика показывает 100 641 Па, а на поверхности Земли давление нормальное?

При входе в метро барометр показывает 101,3 кПа. Определите, на какой глубине находится платформа станции метро, если барометр на этой платформе показывает давление, равное 101 674 Па.

Самостоятельная работа учащихся

1.Изображение шара на вершине горы больше, чем у подножия горы.

1. Изображение шара внутри шахты меньше, чем у подножия шахты.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Презентация к уроку физики для 7 класса по теме «Барометр-анероид. Атмосферное давление на различных высотах».

В феврале 2013 года проведен открытый урок физики в 7 классе по теме «Методы измерения давления. Атмосферное давление на различных высотах». Это урок изучения нового материала комбинированного типа.

Презентация для 7 класса.

Презентация к уроку физики в 7 классе по теме: «Барометр-анероид. Атмосферное давление на различных высотах».

Образовательная цель урока: изучение устройства барометра-анероида, выяснение зависимости атмосферного давления от высоты.Деятельностная цель: понять принцип действия и устройство барометра-анеро.

План – конспект урока в 7 классеТема урока: Барометр-анероид. Атмосферное давление на различных высотах.Тип урока: изучение и первичное закрепление новых знаний.

Презентация к уроку на тему: Барометр-анероид. Атмосферное давление на различных высотах.

Источник

Читайте также:  Давление насыщенных паров метилового спирта
Adblock
detector