Реквизит: пластиковая бутылка с крышкой и длинная стеклянная трубка диаметром 6-8 мм, открытая с обоих концов (ее вполне может заменить резиновая или пластиковая трубочка).

Ход опыта:

Сделайте в крышке бутылки отверстие, в которое плотно входит трубка.

В самой бутылке ближе к донышку сделайте небольшое отверстие 1-2 мм.

Налейте в бутылку воды и закрутите крышку с трубкой. Конец трубки должен находиться выше уровня отверстия.

Струя из отверстия вытекает с постоянной скоростью, несмотря на понижение уровня жидкости в сосуде! Форма струи не изменяется! Только когда вода опустится до нижнего уровня трубки, напор нечинает уменьшаться.

Напор воды можно менять, изменяя глубину погружения трубки в бутылку.

Объяснение: давление на уровне отверстия равно сумме атмосферного и гидростатического давлений. Оно будет оставаться таким до тех пор, пока уровень воды не опустится до нижнего конца трубки

Реквизит: две пластиковые бутылки с крышками, футляр от фотопленки.

Ход опыта:

В крышках бутылок проделайте одинаковые отверстия диаметром 6 - 8 мм.

Отрежьте донышко от футляра фотопленки.

Вставьте с двух концов получившегося цилиндра крышки с отверстиями резьбой наружу.

Одну бутылку на одну треть заполните водой.

Соедините бутылки крышками.

Поставьте бутылки вертикально так, чтобы бутылка с водой оказалась сверху.

Вода из верхней бутылки вытекать не будет!

Этот эксперимент повторяет описанный в литературе эксперимент с воронкой, вставленной в бутылку. В воронку резко наливают воду из стакана, вода из нее не вытекает. Опыт с воронкой не всегда получается, т.к. требует герметичного соединения воронки и бутылки, а так же уменьшения внутреннего отверстия воронки. Предложенный опыт надежный, получается всегда, вода не выливается месяцами.

Объяснение: при внимательном наблюдении вы заметите, что небольшая порция воды вытекла из верхней бутылки. Следовательно, давление воздуха в ней стало меньше атмосферного, в нижней бутылке - больше атмосферного. Увеличение давления в нижней бутылке оказалось достаточным, чтобы уравновешивать гидростатическое давление воды верхней бутылки. Играет значение и поверхностное натяжение воды.

Реквизит: пластиковая бутылка, горячая вода.

Ход опыта:

Ополосните пластиковую бутылку горячей водой из-под крана.

Плотно закройте бутылку крышкой.

Бытылка сомнётся. В фильме это не показано. Мы видим только результат.

Объяснение: воздух в бутылке остывает до комнатной температуры. Давление внутри бутылки падает и становится меньше атмосферного. Атмосфера сдавливает бутылку с боков. Пластиковая бутылка деформируется. Воздух так быстро охлаждается, что весь опыт занимает около десяти секунд.

Тот же эффект можно получить, воспользовавшись вакуумным насосом. Закройте пластиковую бутылку крышкой с патрубком и соедините ее шлангом с вакуумным насосом. После нескольких тактов откачивания бутылка с характерным звуком превращается в "лепешку". Форма бутылки восстановится, если ее снова накачать воздухом.

Тема для исследования: выпускается большое количество пластиковых бутылок различного объема и формы. Изучите, одинаково ли они деформируются. Объясните результат исследования.

Реквизит: прямоугольная картонка произвольного размера, газета, динамометр (или бельевая резинка), большая скрепка, скотч.

Ход опыта:

В центре картонки с помощью скотча вертикально закрепите большую канцелярскую скрепку, согнутую в виде треугольника.

Положите картонку на стол скрепкой вверх, а на нее развернутую газету. Прорвите газету в том месте, где находится скрепка.

Прикрепите к скрепке динамометр, резко потяните его.

Замерьте динамометром силу, которую необходимо приложить, чтобы оторвать газету с картонкой от стола.

Замерьте вес картонки с газетой.

Сравните результат.

Результаты разительно отличаются. При резком движении требуется в десятки раз большая сила!

Объяснение: сила атмосферного давления, действующая на газету, определяется произведением атмосферного давления на площадь газеты. Эта сила значительно больше веса картонки вместе с газетой.

Введение

Об атмосферном давлении мы слышим практически каждый день, например, когда слышим прогноз погоды или разговор двух бабушек про давление и головную боль. Атмосфера окружает нас повсюду и давит свои весом, но мы никак это давление не ощущаем. Как можно доказать существование атмосферного давления?

Гипотеза : если атмосфера оказывает давление на нас и окружающие нас тела, то его можно обнаружить опытным путем.Цель : экспериментально доказать существование атмосферного давления.Задачи :

1. Подобрать и провести опыты, доказывающие существование атмосферного давления.

2. Показать практическое применение атмосферного давления в быту, технике, природе.

Объект : атмосферное давление.Предмет : опыты, доказывающие существование атмосферного давления.Методы исследования: анализ литературы и материалов сети Интернет, наблюдение, физический эксперимент, анализ и обобщение полученных результатов.Глава 1.Понятие атмосферного давления §1.Из истории открытия атмосферного давления

Впервые атмосферное давление было измерено итальянским ученым, математиком и физиком Эванджелисто Торричелли в далеком 1644 году. Он взял стеклянную трубку длиной 1 метр, запаянную с одного конца, наполнил ее полностью ртутью и перевернул, опустив открытый конец в чашку со ртутью. К удивлению окружающих, из трубки вылилась лишь небольшая часть ртути. В трубке остался столбик ртути высотой 76 см (760 мм). Торричелли утверждал, что столбик ртути удерживается атмосферным давлением. Именно ему впервые пришла эта мысль. Торричелли назвал свой прибор ртутным барометром и предложил измерять атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба (Рис.1).

Рис. 1 Ртутный барометр Торричелли Рис.2 Водяной барометр

С тех пор появилось название барометра (от греч.

барос - тяжесть, метрео - измеряю) .

Эксперименты по измерению атмосферного давления проводил французский ученый Блез Паскаль, в честь которого названа единица измерения давления. В 1646 году он построил водяной барометр для измерения атмосферного давления. Для измерения атмосферного давления величиной 760 мм ртутного столба высота столба воды в этом барометре достигала более 10 метров, что, конечно же, очень неудобно (рис.2).

Современные барометры доступны каждому обывателю. На рисунке 3 изображен современный барометр - анероид (в переводе с греческого языка -

безжидкостный ). Так барометр называют потому, что он не содержит ртути.

Рис.3.Барометр - анероид

Многие ученые пытались доказать существование атмосферного давления, проводили эксперименты. В учебнике физики 7 класса описывается опыт, доказывающий существование атмосферного давления. В 1654 году был проведен опыт с «магдебургскими полушариями». Из плотно прижатых друг к другу металлических полусфер был откачан воздух. Атмосферное давление настолько сильно сжимало их снаружи, что снова разделить полушария не смогли даже 16 (восемь пар) лошадей, тянущих полушария в разные стороны (Рис.4). Проведен этот эксперимент немецким физиком, бургомистром города Магдебурга Отто фон Герике .

Сейчас в Германии памятники знаменитым «магдебургским полушариям» можно встретить на каждом шагу (рис.5).

Рис.4 Опыт с полушариями Рис.5 «Магдебургские полушария»

§2 Особенности атмосферного давления

Каков механизм возникновения атмосферного давления? Ответ на этот вопрос мы нашли в учебниках природоведения, физики, в сети Интернет.

Воздушную оболочку, окружающую Землю, называют атмосферой (от греческого

атмос - пар, воздух, сфера - шар).Атмосфера простирается на высоту нескольких тысяч километров и похожа на многоэтажный дом(рис.6). В результате притяжения Земли верхние слои атмосферы давят своим весом на нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, сжат больше всего и, согласно закону Паскаля, передает давление по всем направлениям на все, что находится на Земле и вблизи неё .

Рис.6 Строение атмосферы Земли.

Наблюдения метеорологов показывают, что атмосферное давление в местностях, лежащих над уровнем моря, в среднем равно 760 мм рт.ст., такое давление называют

нормальным атмосферным давлением . С высотой плотность воздуха уменьшается, что приводит к уменьшению давления. На вершине горы атмосферное давление меньше, чем у её подножья. При небольших подъемах в среднем на каждые 10,5 м подъема давление уменьшается на 1 мм ртутного столба или на 1,33 гПа.

Существованием атмосферного давления могут быть объяснены многие явления, с которыми мы встречаемся в жизни. Например, я узнал из учебника физики 7 класс, что в результате атмосферного давления на каждый квадратный сантиметр нашего тела и любого предмета действует сила равная 10Н, но тело не разрушается под действием такого давления. Это объясняется тем, что оно внутри наполнено воздухом, давление которого равно давлению наружного воздуха. Когда мы вдыхаем воздух, то увеличиваем объем грудной клетки, при этом давление воздуха внутри легких уменьшается и атмосферное давление, вталкивает туда порцию воздуха. При выдыхании происходит наоборот.

Как мы пьем?

Втягивание ртом жидкости вызывает расширение грудной клетки и разрежение воздуха, как в легких, так и во рту. Давление внутри ротовой полости уменьшается. Повышенное, по сравнению с внутренним наружное атмосферное давление «вгоняет» туда часть жидкости. Так организм человека использует атмосферное давление .

На явлении атмосферного давления основаны принципы действия многих устройств. Одним из таких является поршневой жидкостный насос. Насос схематически изображен на рисунке 7.Он состоит из цилиндра, внутри которого ходит вверх и вниз плотно прилегающий к стенкам поршень. При движении поршня вверх вода под действием атмосферного давления поднимается вверх (в пустоту).

По такому же принципу работает медицинский шприц, который нашел широкое применение в медицине.

Любопытен тот факт, что еще в 1648 году французский философ, математик и физик Блез Паскаль, изучая особенности поведения жидкости под давлением, изобрел шприц - забавную конструкцию из пресса и иглы. Настоящий шприц появился только в 1853 году. Любопытно, что сконструировали машинку для инъекций сразу два человека, работавших независимо друг от друга: шотландец Александр Вуд (Wood) и француз Шарль Габриель Праваз (Pravaz). А название «spritze», что означает «впрыскивать, брызгать», придумали немцы .

Рис.7 Насос Рис.8 Гидравлический пресс и фонтан

Действием атмосферного давления объясняется принцип действия гидравлического пресса, домкрата, гидравлического тормоза, фонтана, пневматического тормоза и многих технических устройств (рис.8).

Перепады атмосферного давления влияют на погоду.

При снижении атмосферного давления, повышается влажность воздуха, возможны осадки и повышение температуры воздуха. Когда повышается атмосферное давление, погода становится ясной и не имеет резких перепадов влажности и температур. Для того, чтобы человеку было комфортно, атмосферное давление должно быть равно 750 мм. рт. столба.

Если атмосферное давление отклоняется, хоть на 10 мм, в ту или иную сторону, человек чувствует себя не комфортно и это может сказаться на его состоянии здоровья.

В результате теоретических исследований мы установили, что атмосферное давление существенно влияет на жизнедеятельность человека.

Глава 2.Опыты, подтверждающие существование атмосферного давления Опыт№1 . Принцип действия медицинского шприца и пипетки . Приборы и материалы : шприц, пипетка,стакан с подкрашенной водой.Ход опыта : опустить поршень шприца вниз, затем опустить в стакан с водой и поднять поршень. Вода войдет в шприц (Рис.9). Надавливаем на резинку пипетки, жидкость поступает в стеклянную трубочку.Объяснение опыта : при опускании поршня воздух выходит из шприца и давление воздуха в нем уменьшается. Наружный воздух под действием атмосферного давления вталкивает жидкость в шприц. По такому же принципу «работает» пипетка (Рис.10).

Рис.9 Медицинский шприц Рис. 10 Пипетка

Опыт №2. Как достать монетку из воды не намочив рук? Приборы и материалы : тарелка, свеча на подставке, сухой стакан.Ход опыта : на тарелку кладем монетку, затем наливаем немного воды, ставим зажженную свечу. Накрываем свечу стаканом. Вода оказывается в стакане, а тарелка – сухая.Объяснение опыта : свеча горит и воздух из-под стакана разрежается, давление воздуха там уменьшается. Атмосферное давление снаружи загоняет воду под стакан.

Рис.11 Опыт с монеткой

Опыт№3. Стакан- непроливайка. Приборы и материалы : стакан, вода, лист бумаги.Ход опыта : в стакан налить воду и сверху закрыть бумагой. Перевернуть стакан. Лист бумаги не падает, вода из стакана не проливается.Объяснение опыта : воздух давит со всех сторон и снизу вверх тоже. Сверху на лист действует вода. Давление воды в стакане равно давлению воздуха снаружи.Опыт№4. Как опустить яйцо в бутылку? Приборы и материалы : стеклянная бутылка с широким горлышком, вареное яйцо, спички и свечки для торта.Ход опыта : варенное яйцо очистим от скорлупы, втыкаем свечки в яйцо и подожжем их. Сверху поднесем бутылку и вставим яйцо в неё как пробку. Яйцо втянется в бутылку.Объяснение опыта: огонь вытесняет кислород из бутылки, давление воздуха внутри бутылки уменьшилось. Снаружи давление воздуха осталось прежним и заталкивает яйцо в бутылку(Рис.12).

Рис. 12 Опыт с яйцом Рис.13 опыт с бутылкой

Опыт№5.Сплющенная бутылка. Приборы и материалы : чайник с горячей водой, пустая пластиковая бутылка.Ход опыта : ополоснуть бутылку горячей водой. Воду слить и бутылку быстро закрыть крышкой. Бутылка сплющится.Объяснение опыта : горячая вода нагрела воздух в бутылке, воздух расширился. Когда закрыли пробкой бутылку, воздух остыл. Давление при этом уменьшилось. Снаружи атмосферный воздух сдавил бутылку (Рис.13).

Опыт№6. Стакан с водой и лист бумаги.

Приборы и материалы : стакан, вода и лист бумаги.

Ход опыта : налить воду в стакан (но неполный), накрыть листом бумаги и перевернуть. Лист не отпадет от стакана.

Объяснение опыта : лист бумаги удерживает атмосферное давление, которое с наружи действует с большей силой, чем вес воды в стакане.(рис 14)

Рис. 14 опыт со стаканом

Опыт№7. Отто фон Герике в домашних условиях.

Приборы и материалы : 2 стакан, кольцо листа бумаги диаметром со стакан смоченное в воде, огарок свечи, спички.

Ход опыта : в один стакан ставим зажжённую свечу, сверху ложем бумажное кольцо смоченное в воде и накрываем вторым стаканом и слегка надавливаем. Свеча тухнет, стакан верхний поднимаем и замечаем, что второй стакан прижат к верхнему.

Объяснение опыта : воздух от нагрева расширился и часть его вышла наружу. Чем меньше остается воздуха внутри тем сильнее они сжимаются с наружи атмосферным давлением, которое остается постоянным. Проникнуть внутрь воздуху, мешает смоченное водой, бумажное кольцо

Рис.15 Магдербургские полушария дома.

Глава 3.Практическое использование атмосферного давления.

1.Как мы пьём? Мы приставляем стакан или ложку с жидкостью ко рту и «втягиваем» в себя их содержимое. Почему, в самом деле, жидкость устремляется к нам в рот? Что её увлекает? Причина такова: при питье мы расширяем грудную клетку и тем разрежаем воздух во рту; под давлением наружного воздуха жидкость устремляется к нам в то пространство, где давление меньше, и таким образом проникает в наш рот.

Итак, строго говоря, мы пьём не только ртом, но и лёгкими; ведь расширение лёгких – причина того, что жидкость устремляется в наш рот.

2. Атмосферное давление в живой природе . Мухи и древесные лягушки могут держаться на оконном стекле благодаря крошечным присоскам, в которых создаётся разрежение, и атмосферное

давление удерживает присоску на стекле. Рыбы-прилипалы имеют присасывающую поверхность, состоящую из складок, образующих глубокие «карманы».
При попытке оторвать присоску от поверхности, к которой она прилипла, глубина карманов увеличивается, давление в них уменьшается, и тогда внешнее давление еще сильнее прижимает присоску.

3.Автоматическая поилка для птиц состоит из бутылки, наполненной водой и опрокинутой в корытце так, так что горлышко находится немного ниже уровня воды в корытце. Почему вода не выливается из бутылки? Атмосферное давление удерживает воду в бутылке.

4. Поршневой жидкостный насос вода в цилиндре под действием атмосферного давления поднималаеться за поршнем. На этом основано действие поршневых насосов. Насос схематически изображен на рисунке. Он состоит из цилиндра, внутри которого ходит вверх и вниз плотно прилегающий к стенкам поршень 1. В нижней части цилиндра и в самом поршне установлены клапаны 2, открывающиеся только вверх. При движении поршня вверх вода под действием атмосферного давления входит в трубу, поднимает нижний клапан и движется за поршнем. (см. приложение рис 1). При движении поршня вниз вода, находящаяся под поршнем, давит на нижний клапан, и он закрывается. Одновременно под давлением воды открывается клапан внутри поршня, и вода переходит в пространство под поршнем. При последующем движении поршня вверх с ним поднимается и находящаяся над ним вода, которая заливается в трубу. Одновременно за поршнем поднимается новая порция воды, которая при последующем опускании поршня окажется над ним.

5.Ливер это прибор для взятия различных жидкостей . Ливер опускают в жидкость, затем закрывают пальцем верхнее отверстие и вынимают из жидкости. Когда верхнее отверстие открывают из ливера начинает течь вода

6. Барометр-анероид – это прибор для измерения атмосферного давления, основанного на безжидкостном исполнении. Действие прибора основано на измерении вызываемых атмосферным давлением упругих деформаций
тонкостенного металлического сосуда, из которого откачан воздух.

Алексеева Ксения

Проект «Опыты с атмосферным давлением» предполагает исследовательское освоение ребятами темы «Давление», показывает учащимся значимость данной темы в жизни живых организмов на Земле, подробно знакомит с проектной деятельностью.

Ожидается, что творческая работа над проектом позволит заинтересовать ребят, в результате чего они лучше овладеют основными теоретическими понятиями темы.

Тип проекта: исследовательский

Выполнение проекта способствует развитию творческих, исследовательских и коммуникативных способностей детей, учит получать информацию из разных источников (в том числе из сети Интернет), осмысливать её и применять в своей деятельности.

Скачать:

Предварительный просмотр:

1. Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
2. «Средняя общеобразовательная школа №3»
3. Еманжелинского муниципального района

Проектно-исследовательская работа по физике

«Опыты с атмосферным давлением».

Выполнила: Алексеева Ксения

ученица 7а класса.

Руководитель:

учитель физики Орзуева Н.А.

2018

Введение 3

1. Как было открыто атмосферное давление 4

1. Торричелли 5

1. Роль атмосферного давления в жизни живых организмов 6

Заключение 8

Литература 9

Введение

Мы живём на дне воздушного океана. Над нами – огромная толща воздуха. Воздушную оболочку, окружающую Землю, называют атмосферой .

Атмосфера Земли, простирается на высоту нескольких тысяч километров. А воздух, как он не лёгок, всё же имеет вес. Вследствие действия силы тяжести верхние слои воздуха, подобно воде океана, сжимают нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, сжат больше всего и, согласно закону Паскаля, передает производимое на него давление одинаково по всем направлениям. В результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха, или, как обычно говорят, испытывают атмосферное давление.

Каким же образом выдерживают живые организмы такие огромные нагрузки? Как можно измерить атмосферное давление и от чего оно зависит?

Почему наше здоровье зависит от изменения атмосферного давления?

Цель моей работы изучить влияние атмосферного давления на процессы, протекающие в живой природе; выяснить параметры, от которых зависит атмосферное давление;

Задачи проекта. Изучить информацию об атмосферном давлении. Пронаблюдать проявления атмосферного давления. Выяснить зависимость атмосферного давления от высоты над уровнем моря; зависимость силы атмосферного давления от площади поверхности тела; роль атмосферного давления в живой природе.

Продукт: научно-исследовательская работа; учебное пособие для проведения уроков физики в 7 классе.

В своей работе я показала, что существованием атмосферного давления могут быть объяснены многие явления, с которыми мы встречаемся в повседневной жизни. Для этого провела ряд занимательных опытов. Выяснила зависимость силы атмосферного давления от площади поверхности и значение атмосферного давления от высоты здания, значение атмосферного давления в жизни живой природы.

1. Как было открыто атмосферное давление?

Атмосфера - воздушная оболочка Земли, высотой несколько тысяч километров. Лишившись атмосферы Земля стала бы такой же мертвой, как ее спутница Луна, где попеременно царят то испепеляющий зной, то леденящий холод - + 130 0 С днем и - 150 0 С ночью. По подсчетам Паскаля атмосфера Земли весит столько же, сколько весил бы медный шар диаметром 10км - пять квадриллионов (5000000000000000) тонн!

Впервые весомость воздуха привела людей в замешательство в 1638 году, когда не удалась затея герцога Тосканского украсить сады Флоренции фонтанами - вода не поднималась выше 10,3м. Поиски причин упрямства воды и опыты с более тяжелой жидкостью - ртутью, предпринятые в 1643г. Торричелли, привели к открытию атмосферного давления. Торричелли обнаружил, что высота столба ртути в его опыте не зависит ни от формы трубки, ни от ее наклона. На уровне моря высота ртутного столба всегда была около 760мм.

Ученый предположил, что высота столба жидкости уравновешивается давлением воздуха. Зная высоту столба и плотность жидкости, можно определить величину давления атмосферы. Правильность предположения Торричелли была подтверждена в 1648г. опытом Паскаля на горе Пью-де-Дом. Вследствие притяжения Земли и недостаточной скорости молекулы воздуха не могут покинуть околоземное пространство. Однако они не падают на поверхность Земли, а парят над ней, т.к. находятся в непрерывном тепловом движении.

Благодаря тепловому движению и притяжению молекул к Земле их распределение в атмосфере неравномерно. При высоте атмосферы в 2000-3000км 99% ее массы сосредоточено в нижнем (до 30км) слое. Воздух, как и другие газы, хорошо сжимаем. Нижние слои атмосферы в результате давления на них верхних слоев имеют большую плотность воздуха. Нормальное атмосферное давление на уровне моря в среднем составляет 760 мм рт.ст.= 1013гПа. С высотой давление и плотность воздуха уменьшаются.

1. Торричелли

ТОРРИЧЕЛЛИ, ЭВАНДЖЕЛИСТА (Torricelli,Evangelista) (1608–1647), итальянский физик и математик. Родился 15 октября 1608 в Фаэнце.

В 1627 приехал в Рим, где изучал математику под руководством Б.Кастелли, друга и ученика Галилео Галилея. Под впечатлением трудов Галилея о движении написал собственное сочинение на ту же тему под названием Трактат о движении (Trattato del moto, 1640).

В 1641 переехал в Арчетри, где стал учеником и секретарем Галилея, а позже его преемником на кафедре математики и философии Флорентийского университета.

С 1642, после смерти Галилея, придворный математик великого герцога Тосканского и одновременно профессор математики Флорентийского университета. Наиболее известны труды Торричелли в области пневматики и механики.

Совместно с В. Вивиани, Торричелли провёл первый опыт по измерению атмосферного давления, изобретя первый ртутный барометр - стеклянную трубку, в которой нет воздуха. В такой трубке ртуть поднимается на высоту около 760 мм.

В 1644 развил теорию атмосферного давления, доказал возможность получения так называемой торричеллиевой пустоты.

В основном труде по механике «О движении свободно падающих и брошенных тяжёлых тел» (1641) развивал идеи Галилея о движении, сформулировал принцип движения центров тяжести, заложил основы гидравлики, вывел формулу для скорости истечения идеальной жидкости из сосуда.

1. Роль атмосферного давления в жизни живых организмов .

Роль атмосферного давления в жизни живых организмов очень велика. Многие органы действуют за счёт атмосферного давления.

Мы, наверное, никогда не задумывались над тем, как мы пьём. А стоит задуматься! При питье мы «втягиваем» жидкость в себя. Почему же жидкость устремляется к нам в рот? При питье мы расширяем грудную клетку и тем разряжаем воздух во рту; под давлением наружного воздуха жидкость устремляется в то пространство, где давление меньше, и таким образом проникает к нам в рот.

На существовании атмосферного давления основан механизм вдоха и выдоха. Легкие расположены в грудной клетке и отделены от нее и от диафрагмы герметичной полостью, называемой плевральной. С увеличением объема грудной клетки объем плевральной полости увеличивается, а давление воздуха в ней уменьшается, и наоборот. Так как легкие эластичны, то давление в них регулируется только давлением в плевральной полости. При вдохе объем грудной клетки увеличивается, за счет чего давление в плевральной полости уменьшается; это вызывает увеличение объема легких почти на 1000 мл. При этом давление в них становится меньше атмосферного, и воздух через воздухоносные пути устремляется в легкие. При выдохе объем грудной клетки уменьшается, за счет чего давление в плевральной полости увеличивается, что вызывает уменьшение объема легких. Давление воздуха в них становится выше атмосферного, и воздух из лёгких устремляется в окружающую среду.

Мухи и древесные лягушки могут держаться на оконном стекле благодаря крошечным присоскам, в которых создается разрежение, и атмосферное давление удерживает присоску на стекле.

Рыбы-прилипалы имеют присасывающую поверхность, состоящую из ряда складок, образующих глубокие «карманы». При попытке оторвать присоску от поверхности, к которой она прилипла, глубина карманов увеличивается, давление в них уменьшается и тогда внешнее давление еще сильнее прижимает присоску.

Слон использует атмосферное давление всякий раз, когда хочет пить. Шея у него короткая, и он не может нагнуть голову в воду, а опускает только хобот и втягивает воздух. Под действием атмосферного давления хобот наполняется водой, тогда слон изгибает его и выливает воду в рот.

Засасывающее действие болота объясняется тем, что при поднятии ноги под ней образуется разреженное пространство. Перевес атмосферного давления в этом случае может достигать 1000 Н на площадь ноги взрослого человека. Однако копыта парнокопытных животных при вытаскивании из трясины пропускают воздух через свой разрез в образовавшееся разреженное пространство. Давление сверху и снизу копыта выравнивается, и нога вынимается без особого труда.

Человек, попадая в пространство, где давление значительно ниже атмосферного, например, на высокие горы или при взлёте или посадки самолёта, нередко испытывает боль в ушах и даже во всём теле. Наружное давление быстро уменьшается, воздух находящийся внутри нас, начинает расширяться, производит давление на различные органы и вызывает боль.

При изменении давления меняется скорость многих химических реакций, вследствие чего меняется и химическое равновесие организма. При увеличении давления происходит усиленное поглощение газов жидкостями тела, а при его уменьшении - выделение растворенных газов. При быстром уменьшении давления вследствие интенсивного выделения газов кровь как бы закипает, что приводит к закупорке сосудов, нередко со смертельным исходом. Этим определяется максимальная глубина, на которой могут производиться водолазные работы (как правило, не ниже 50 м). Опускание и поднятие водолазов должно происходить очень медленно, чтобы выделение газов происходило только в легких, а не сразу во всей кровеносной системе.

Заключение.

Сведения, полученные в ходе проекта, позволят следить за своим самочувствием в зависимости от изменения атмосферного давления. На организм человека влияет как пониженное, так и повышенное атмосферное давление. При пониженном атмосферном давлении отмечается учащение и углубление дыхания, учащение сердечных сокращений (сила их более слабая), некоторое падение кровяного давления, наблюдаются также изменения в крови в виде увеличения количества красных кровяных телец.

С понижением атмосферного давления понижается и парциальное давление кислорода, поэтому при нормальном функционировании органов дыхания и кровообращения в организм поступает меньшее количество кислорода. В результате этого кровь недостаточно насыщается кислородом и не обеспечивает в полном объеме доставку его органам и тканям, что приводит к кислородному голоданию.

В тканевой жидкости и в тканях организма растворено очень большое количество газов. При повышенном давлении газы не успевают выделиться из организма. В крови появляются газовые пузырьки; последние могут привести к эмболии сосудов, т.е. закупорке их пузырьками газа. Углекислота и кислород как газы, которые химически связываются кровью, представляют меньшую опасность, чем азот, который, хорошо растворяясь в жирах и липоидах, накапливается в большом количестве в мозгу и нервных стволах, особенно богатых этими веществами. Для особо чувствительных людей повышенное атмосферное давление может сопровождаться болями в суставах и рядом мозговых явлений: головокружением, рвотой, одышкой, потерей сознания.

При этом важную роль в профилактике играет тренировка и закаливание организма. Необходимо заниматься спортом, систематически выполнять ту или иную физическую работу.

Питание при пониженном атмосферном давлении должно быть высококалорийным, разнообразным и богатым витаминами и минеральными солями.

Особенно это надо учитывать людям, которым иногда приходится работать при повышенном или пониженном атмосферном давлении (водолазы, альпинисты, при работе на скоростных подъемных механизмах), причем эти отклонения от нормы иногда бывают в значительных пределах

Литература:

1. Физика: Учеб. для 7 кл. общеобразоват. учреждений / С. В. Громов, Н. А. Родина. – М.: Просвещение, 2001.
2. Физика. 7 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / А. В. Перышкин. – 11-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2007.
3. Зорин Н.И., Элективный курс «Элементы биофизики» - М., «Вако», 2007г.
4. Сёмке А.И., Занимательные материалы к урокам – М., «Издательство НЦ ЭНАС», 2006г.
5. Волков В.А, С.В. Громова, Поурочные разработки по физике,7кл. – М. «Вако», 2005г.
6. Сергеев И.С., Как организовать проектную деятельность учащихся, М., «Аркти», 2006г.
7. Материал из Интернета, CRC Handbook of Chemistry and Physics by David R. Lide, Editor-in-Chief 1997 Edition

ЧТО МОЖЕТ ВОЗДУХ

Опыт 1

Он может, например, подбросить монету! Положи на стол небольшую монетку и забрось ее себе в руку толчком воздуха. Для этого, держа руку щитком позади монеты, резко дунь на стол. Только не на то место, где лежит монета, а на расстоянии 4-5 см перед ней.

Воздух, сжатый твоим дуновением, проникнет под монету и подбросит ее прямехонько тебе в горсть.

Несколько проб - и ты научишься брать со стола монету, не прикасаясь к ней рукой!

Опыт 2

Если есть у тебя узенькая коническая рюмка, можешь сделать еще один забавный опыт с монетами. На дно рюмки положи копейку, а сверху - пятак. Он ляжет горизонтально, словно крышка, хотя и не достает до края рюмки.
Теперь резко дунь на край пятака.

Он встанет ребром, а копейка будет выброшена сжатым воздухом. После этого пятак ляжет на место. Так невидимка помог тебе достать со дна рюмки копейку, не прикасаясь ни к ней, ни к пятаку, лежащему сверху.

Опыт 3

Похожий опыт можно сделать с рюмками для яиц. Поставь две такие рюмки рядом и в ту, что поближе к тебе, положи яйцо.

На случай неудачи яйцо возьми крутое. А теперь сильно и резко дунь в то место, которое указано стрелкой на рисунке, как раз в самый край рюмки.

Яйцо подскочит и «пересядет» в пустую рюмку!
Невидимка-воздух проскочил между краем рюмки и яйцом, ворвался в рюмку, да так сильно, что яйцо подскочило вверх!

У некоторых этот опыт не получается-«не хватает духа». Но если вместо крутого яйца взять пустую, выдутую скорлупу, получится наверняка!

ТЯЖЕЛЫЙ ВОЗДУХ

Возьми широкую деревянную линейку (которую не жалко). Уравновесь ее на краю стола, чтобы при малейшем нажиме на свободный конец линейка падала. А теперь расстели на столе поверх линейки газету. Аккуратно расстели, разгладь руками, расправь все складочки.

Раньше линейку можно было опрокинуть пальцем. Теперь добавилась газета, да много ли она весит? А ну-ка, смелее: встань от линейки сбоку и ударь по ее концу кулаком!

Даже кулак заболел, а линейка лежит, словно гвоздями приколочена. Ну, сейчас мы ей покажем, как упираться! Бери палку и бей со всего размаха. Бах! Линейка пополам, а газета лежит себе как ни в чем не бывало.

Почему же газета оказалась такой тяжелой?
Да потому, что на нее сверху давит воздух. По 1 кг на каждый квадратный сантиметр. А квадратных сантиметров у газеты ой как много! А ну-ка посчитай, какая это площадь? Примерно 60 х 42 = 2520 см2. Значит, воздух давит на нее с силой две с половиной тысячи килограммов, две с половиной тонны!

Поднимай газету медленно - воздух будет и под нее проникать, и снизу давить с такой же точно силой. Но попробуй оторвать ее от стола разом, и ты уже видел, что получается. Воздух не успевает попасть под газету -и линейка ломается пополам!

ПРИСОСКА ИЗ ШКОЛЬНОЙ РЕЗИНКИ

Из трех предметов, названных в заголовке, наименее удобен для опытов спрут. Во-первых, его трудно достать, а во-вторых, со спрутом шутки плохи. Как схватит своими страшными щупальцами, как присосется присосками - не оторвешь!

Зоологи говорят, что присоска спрута имеет форму чашечки с кольцевым мускулом. Спрут напрягает мускул- чашечка сжимается, становится уже. А потом, когда эта чашечка прижмется к добыче, мускул расслабляется.

Смотри, как интересно: для того чтобы удержать добычу, спрут не напрягает мускулы, а расслабляет их! И все равно присоски присасываются. Словно редиска к тарелке!

Опыт

От опытов с живым спрутом нам с тобой пришлось отказаться. Но одну присоску мы все-таки сделаем - искусственную присоску, из школьной резинки.

Возьми мягкую резинку и в середине одной боковой стороны выдолби углубление. Это будет чашечка присоски. Ну, а мускулы используем твои. Они ведь нужны только для того, чтобы сжать присоску сначала, а потом все равно расслабляются, так что руку можно будет убрать.
Сожми резинку, чтобы чашечка уменьшилась, и прижми ее к тарелке. Только смочи сначала: резинка ведь не редиска, у нее своего сока нет. Кстати, спрут тоже «работает» мокрыми присосками.

Прижал резинку?
Теперь отпускай, она присосалась надежно.
Есть и мыльницы с резиновыми присосками. Они прилепляются к кафельной стене ванной. Их тоже надо сначала смочить, а потом придавить к стене и отпустить. Держатся!

Ну, а теперь о мухе!
Скажи-ка, ты никогда не задумывался над тем, как это она ходит по стене и даже по потолку?

Есть даже такая загадка: «Что над нами вверх ногами?» Может быть, у мухи на концах ножек коготки? Крючочки, которыми она цепляется за неровности стен и потолка? Но она ведь и по оконному стеклу гуляет совершенно свободно, и по зеркалу. Там-то уж и мухе зацепиться не за что. Оказывается, на лапках у мухи тоже присоски.

Вот и утверждай после этого, что между мухой и спрутом нет ничего общего.

КАК ОПОРОЖНИТЬ СТАКАН?

Стакан и бутылка наполнены водой. Нужно опорожнить стакан бутылкой, не опорожнив ее.
Проделайте в пробке бутылки два отверстия и проткните через них две соломинки, одну, равную по Длине высоте стакана, другую - вдвое длиннее. Заклейте затем хлебным мякишем один конец меньшей соломинки и заткните бутылку пробкой так, чтобы в бутылку вошли открытые концы соломинок.

Теперь, если вы перевернете бутылку, из большой соломинку начнет вытекать вода. Опрокиньте бутылку над стаканом с водой так, чтобы маленькая соломинка касалась дна стакана, и срежьте ножницами ее конец заклеенный хлебным мякишем. Вода станет вытекать из большой соломинки, пока стакан не опорожнится. Почему?

Это объясняется так: соломинки выполняют роль сифона. Образуемая вытекающей водой пустота в бутылке немедленно наполняется водой из стакана, которую гонит в бутылку давление воздуха на поверхности воды в стакане.

МОУ Октябрьская СОШ №1 Лебединский филиал

Исследовательский проект

по физике

«Опыты с атмосферным давлением»

Выполнила:

Федорец Евгения,

ученица 7 класса

Руководитель:

Суховеенко Н. Н.,

учитель физики

д. Лебедки

2018 г.

Содержание

Введение ……………………………………………………………3

1. Воздух имеет вес………………………………………………. 4

2. Опыты, доказывающие существования атмосферного давления…………………………………………………………… 5

3. Занимательные опыты с атмосферным давлением………… 7

4. Атмосферное давление работает……………………………. 9

Заключение……………………………………………………… 11

Список литературы……………………………………………… 12

Введение

Мы живём на дне воздушного океана, называемого атмосферой земли. Как рыбы, живущие в глубине океана, нечего не знают о давлении воды, так и большинство из нас не представляет, той роли, какую играет в нашей повседневной жизни давление атмосферного воздуха. Воздух прозрачен и, казалось бы, не весом. Так ли это? Имеет ли воздух вес, оказывает ли он давление? В данной работе я хочу разобраться с этими вопросами.

Цель работы:

экспериментальное доказательство существования атмосферного давления.

Задачи:

1. изучить учебник физики 7 класса, дополнительную литературу и ресурсы Интернета по данной теме;

2. провести ряд опытов, доказывающих существование атмосферного давления и объяснить их;

3. найти примеры применения атмосферного давления в жизни и технике.

Гипотеза исследования :

если атмосферное давление существует, и оно достаточно велико, то его проявления можно доказать с помощью опытов

1. Воздух имеет вес

Как известно, воздух окружает всю Землю в виде шарообразного слоя, поэтому воздушную оболочку Земли называют атмосферой. Как и любое тело, она притягивается к Земле. Действуя на тела своим весом, атмосфера создаёт давление, называемое атмосферным давлением . Согласно закону Паскаля оно распространяется в дома, пещеры, шахты и действует на все тела, соприкасающиеся с атмосферным воздухом.

Космические полёты показали, что атмосфера возвышается над поверхностью Земли на несколько сотен километров, становясь всё более разреженной (менее плотной). Постепенно она переходит в безвоздушное пространство – вакуум , в котором отсутствует воздух, а, следовательно, и атмосферное давление.

О том, что все газы имеют массу, мы часто склонны забывать. Каждому приходилось слышать, как говорят о «пустом» стакане, кувшине, бутылке, а между тем 1 м 3 воздуха имеет массу более 1 кг. Из этого следует, что масса воздуха, находящегося в нашем классе, составляет примерно 100 кг!

На опыте покажем, что воздух действительно имеет массу . К левой чаше весов подвешиваем стеклянный шар, и уравновешиваем его гирями на правой чаше.

Затем шар отцепляем от чаши и откачиваем из него воздух. Затем трубку пережимаем зажимом, а шар опять подвешиваем к чаше. Мы видим, что теперь гири «перевешивают», следовательно, масса шара стала меньше массы гирь. То есть опыт подтвердил, что атмосферный воздух обладает массой . Зная объём шара, можно даже подсчитать плотность воздуха, она равна 1,29 кг/ м 3 .

Существование массы воздуха – причина того, что воздух, притягиваясь к Земле, имеет вес . Известно, например, что атмосферный воздух, расположенный над площадью поверхности Земли в 1 м 2 , имеет огромный вес – около 100 тысяч ньютонов!

2. Опыты, доказывающие существования атмосферного давления

Я провела опыты, которые можно объяснить существованием атмосферного давления.

Опыт 1. Вода в перевернутом стакане

Чтобы доказать существование атмосферного мы можем проделать старый, но удивительный фокус: погрузить стакан в воду, перевернуть его под водой вверх дном и медленно вытаскивать из воды. При этом вода остается в стакане, пока край его находится под водой. Или еще, наполним до краев стакан водой и прикроем листком плотной бумаги. Перевернем стакан, придерживая лист бумаги ладонью, а затем убираем руку – вода не выливается! Что же удерживает воду в стакане?

Объяснение: давление атмосферного воздуха снаружи на бумагу больше давления воды на нее изнутри, поэтому бумага остается как приклеенная к краю стакана.

Опыт 2. Подъём воды вслед за поршнем

Возьмем стеклянную трубку, внутри которой находится поршень, плотно прилегающий к стенкам трубки. Конец трубки опущен в воду. Если поднимать поршень, то за ним будет подниматься и вода.

Объяснение:

Происходит это потому, что при подъёме поршня между ним и водой образуется безвоздушное пространство. В это пространство под давлением наружного воздуха и поднимается вслед за поршнем вода.

Опыт 3. Боится ли природа пустоты?

Древнегреческий ученый Аристотель объяснял предыдущий опыт тем, что «природа боится пустоты». Поэтому чтобы окончательно убедиться давление воздуха или боязнь пустоты заставляет воду подниматься, проведем решающий опыт.

Подгоним к бутылке, наполненной водой, пробку с отверстием, через которое проходит стеклянная трубка. Начнем высасывать воду из трубки – вода не поднимается! Повторяем опыт с пробкой, имеющей два отверстия – теперь вода поднимается!

Объяснение:

Так как вода не поднималась по трубке, когда мы пытались ее всасывать без доступа воздуха, и поднимается в присутствии его то, очевидно, что именно воздух производит давление, которое заставляет воду подниматься .

Опыт 4. Магдебургские полушария

Одним из самых ярких доказательств существования атмосферного давления является опыт, проведённый ещё в 1654 году Отто Герике в г. Магдебурге. Воздушным насосом он откачал воздух из полости между двумя металлическими полушариями, сложенными вместе. Давление атмосферы так сильно прижало полушария друг к другу, что их не могли разорвать восемь пар лошадей! [ 3 ]

В классе мы проделали опыт с «магдебургскими тарелками», пытались разъединить их всем классом, но это нам не удалось. Но когда внутрь полушарий впустили воздух, они распались без усилия.

3. Занимательные опыты с атмосферным давлением

Из книги Горева Л.А. «Занимательные опыты по физике», я узнала, что благодаря атмосферному давлению, можно проделать множество занимательных опытов. Я выбрала несколько из них и продемонстрировала их одноклассникам.

Опыт 1. Подъем графина

Возьмём лист бумаги, свернём гармошкой и подожжем. Горящую бумагу отпустим в графин. Через 1-2 с плотно накроем горлышко ладонью. Бумага прекращает гореть, еще через 1-2 с поднимем ладонь, вместе с ней поднимается и графин .

Объяснение:

После того как отпустим горящую бумагу внутри графина сгорает кислород. После того как закрываем горлышко графина рукой, внутри графина получается разряжение, и он присасывается к ладони.

Опыт 2. Яйцо в бутылке

Для опыта нужно сварить вкрутую яйцо и отчистить его от скорлупы. Потом возьмём лист бумаги, свернём гармошкой и подожжем. Горящую бумагу отпустим в бутылку. Через 1-2 с накроем горлышко яйцом. Бумага прекращает гореть, и яйцо начинает втягиваться в бутылку .

Объяснение:

При сгорании бумаги воздух в бутылке нагревается и расширяется. Яйцо вталкивает в бутылку наружное атмосферное давление, которое значительно больше, чем внутри .

Опыт 3. Тяжелая газета

Положим на стол линейку длинной 50-70 см так, чтобы конец ее 10 см свешивался. На линейку положим газету. Если медленно оказывать давление на свешивающейся конец линейки, то он опускается, а противоположный поднимается вместе с бумагой. Если резко ударить по концу линейки, то она сломается, причем конец с газетой почти не поднимается.

Объяснение:

Сверху на газету оказывает давление атмосферный воздух. При медленном нажатии на конец линейки воздух проникает под газету и частично уравновешивает давление на нее. При резком ударе воздух вследствие инерции не успевает мгновенно проникнуть под газету. Давление воздуха на газету сверху оказывается больше, чем внизу, и рейка ломается.

Опыт 4. «Не замочив рук»

Положим на дно блюдца монету и нальем немного воды. Как достать монету, не замочив даже кончиков пальцев?

Нужно зажечь бумагу, внести ее на некоторое время в стакан. Нагретый стакан перевернуть вверх дном и поставить на блюдце рядом с монетой.

Объяснение:

Так как воздух в стакане нагрелся, то его давление увеличится и часть воздуха выйдет. Оставшийся воздух через некоторое время охладится, давление уменьшится. Под действием атмосферного давления вода войдет в стакан, освобождая монету.

Опыт 5. Бутылка-сюрприз

На дне пластиковой бутылки сделаем отверстие. Зажмем отверстие пальцем и нальем в бутылку воды, закроем горлышко крышкой. Осторожно отпускаем палец. Вода из бутылки выливаться не будет. Теперь если открыть крышку, из отверстия польется вода.

4. Атмосферное давление работает

Благодаря атмосферному давлению действует много приборов. Расскажу о некоторых из них.

Заключение

Проделав данную работу, я могу сказать, что с помощью опытов убедилась в существовании атмосферного давления и выдвинутая мной гипотеза подтвердилась.

Работа над проектом дала мне очень многое: я узнала интересные факты об атмосфере, научилась проводить опыты и самое главное объяснять их.

Я поняла, что без атмосферного давления просто невозможно было бы существование жизни: мы дышим и пьем воду благодаря его действию.

А сколько еще интересного можно было бы рассмотреть в данной работе? Но к сожалению это не возможно из за ограниченности объема проекта.

Мне понравилось заниматься проектной работой и в будущем хотелось бы продолжить ее.

Список литературы

Горев Л.А. Занимательные опыты по физике в 6 – 7 классах средней школы. – М.: Просвещение, 1985. (с. 21 – 27)

Кривченко И.В. Физика 7 класс. : учебник – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2015. (c .154 – 155)

Пёрышкин, А. В. Физика. 7 кл.: учебник – М.: Дрофа, 2016. (с. 123 – 131)

Перельман Я. И. Занимательная физика. Книга 1. – М.: Наука, 1979. (с. 98)

Элиот Л., Уилкокс У. Физика. 1976. (с. 92-95)