Проект на тему "Атмосферное давление и его влияние на человека"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Пржевальская средняя школа Демидовского района Смоленской области

Атмосферное давление и его влияние на человека

Подготовила: Даниленкова Дарья Сергеевна 9 класс

Руководитель: Свистунова Галина Тимофеевна

Пржевальское 2023

Введение

С темой «Атмосферное давление» я познакомилась в 7 классе на уроках физики и  узнала много интересного: что такое атмосферное давление и чем оно обусловлено, как зависит атмосферное давление от высоты подъёма над Землёй и какими приборами оно измеряется.

Еще совсем недавно на заявление человека, что его самочувствие ухудшилось со сменой погоды, многие бы недоверчиво улыбнулись. Сейчас каждый третий человек ощущает дискомфорт от магнитных бурь, солнечной активности, колебаний погодных условий, также большое влияние на самочувствие человека оказывает атмосферное давление.

Сообщая по радио о погоде, дикторы в конце обычно сообщают: атмосферное давление 760мм ртутного столба (или 749, или 754...). Но многие ли понимают, что это значит, и откуда синоптики берут эти данные? Как измеряется атмосферное давление, и какое давление считается нормальным? Оказывает ли оно влияние на самочувствие человека? Использует ли человек атмосферное давление в быту и технике? На все эти вопросы я попыталась ответить в своей работе.

Цель работы: узнать более подробно о явлении атмосферного давления и его роли в жизни человека.

Задачи:

- Изучить, что же такое атмосферное давление и из чего оно складывается;

- Познакомиться с историей измерения атмосферного давления;

- Изучить виды приборов, предназначенных для измерения атмосферного давления, изготовленных человеком.

- выявить влияние атмосферного давления на самочувствие человека.

Гипотеза: С атмосферным давлением каждый хорошо знаком, как минимум, благодаря урокам физики и прогнозам погоды. Однако с научной точки зрения понятие давления, а также особенности его возникновения выглядят намного сложнее. Кроме того, интерес вызывают нюансы влияния давления на человека.

Нередко в пасмурные дни мы замечаем появление слабости, головной боли или общего недомогания. Некоторые люди считают, что могут, например, предугадывать дождь по болям в суставах. Все это – проявления метеочувствительности, то есть реакции организма на погодные условия. Причина плохого самочувствия часто кроется в изменении атмосферного давления, связанного с погодой. Как атмосферное давление влияет на организм человека? А может ли существовать человек без атмосферного давления. На все эти вопросы попытаемся сегодня дать ответ.

2

История открытия атмосферного давления

До 17 века человечество не задумывалось о том, имеет ли воздух массу. Не было и никаких представлений о том, что такое атмосферное давление. Однако, когда герцог Тосканский решил оборудовать знаменитые флорентийские сады фонтанами, его проект с треском провалился. Высота водяного столба не превышала 10 метров, что противоречило всем представлениям о закономерностях природы в то время. Именно здесь берет начало история открытия атмосферного давления.

Изучением этого феномена занялся ученик Галилея, итальянский физик и математик Эванджелиста Торричелли. С помощью опытов на более тяжелом элементе, ртути, спустя несколько лет ему удалось доказать наличие веса у воздуха. Он впервые создал вакуум в лаборатории и разработал первый барометр. Торричелли представлял стеклянную трубку, заполненную ртутью, в которой под воздействием давления оставалось такое количество вещества, которое уравнивало бы давление атмосферы. Для ртути высота столба равнялась 760 мм. Для воды – 10,3 метра, это именно та высота, на которую поднялись фонтаны в садах Флоренции. Именно он открыл для человечества, что такое атмосферное давление и как оно влияет на жизнь человека. Безвоздушное пространство в трубке было названо в его честь «торричеллиевой пустотой».

3

Что такое атмосфера

Слово «атмосфера» имеет греческое происхождение, дословно оно переводится как «пар» и «шар». Это газовая оболочка вокруг планеты, которая вращается вместе с ней и образует единое целое космическое тело. Она простирается от земной коры, проникая в гидросферу, и заканчивается экзосферой, постепенно перетекая в межпланетное пространство.

Атмосфера планеты – это важнейший ее элемент, обеспечивающий возможность жизни на Земле. В ней содержится необходимый человеку кислород, от нее зависят показатели погоды. Границы атмосферы весьма условны. Принято считать, что они начинаются на расстоянии около 1000 километров от поверхности земли и затем на расстоянии еще 300 километров плавно переходят в межпланетное пространство. По теориям, которых придерживается NASA, эта газовая оболочка заканчивается на высоте около 100 километров.

Она возникла в результате извержения вулканов и испарения веществ в космических телах, падавших на планету. Сегодня атмосфера Земли состоит из азота, кислорода, аргона и других газов.

В состав атмосферы входит огромное количество газов. Преимущественно это азот и кислород (98%). Также имеется углекислый газ, неон, аргон и др. Атмосфера начинается с пограничного слоя толщиной 1-2 км и заканчивается экзосферой на высоте около 10 000 км, где плавно переходит в межпланетное пространство. Состав атмосферы влияет на давление за счет плотности. Каждый компонент имеет свою плотность. Чем больше высота, тем тоньше слой атмосферы и ниже его плотность. Соответственно снижается и давление.

4

Что такое атмосферное давление.

Сейчас известно, что давление воздуха появляется из-за того, что атмосфера силой гравитации притягивается к земле. Верхний слой атмосферы давит на нижний, и так создается атмосферное давление.

Один из ключевых инструментов метеорологии - изучение движения и перемещения воздушных масс. После того как было доказано, что воздух имеет вес, стало ясно, что на него, как и на любое другое тело на планете, действует сила притяжения. Именно этим обуславливается возникновение давления, когда под влиянием гравитации находится атмосфера. Атмосферное давление может колебаться из-за различий массы воздуха на разных участках. Там, где воздуха становится больше, оно более высокое. В разреженном пространстве наблюдается снижение атмосферного давления. Причина изменения массы воздуха кроется в его температуре. Он нагревается не от лучей Солнца, а от поверхности Земли. Нагреваясь, воздух становится легче и поднимается вверх, в то время как охлажденные воздушные массы опускаются вниз, создавая постоянное, непрерывное движение воздушных масс. Каждый из этих потоков имеет разное атмосферное давление, что провоцирует появление ветров на поверхности нашей планеты.

5

Приборы для измерения атмосферного давления.

Для измерения атмосферного давления существует специальный прибор – барометр. Есть 2 разных типа таких приборов – ртутный и анероидный.

Ртутный состоит из трубки длиной 84 см, которая с одной стороны закрыта, а с другой – изогнута. Когда давление воздуха повышается, она давит на ртуть с одной стороны трубки и уровень ртути повышается. С уменьшением давления ртуть опускается. Маленький поплавок, который повторяет движения ртути, приводит в движение стрелку циферблата, так можно легко отследить изменение погоды. При повышении атмосферного давления можно говорить о том, что погода будет устойчивой и хорошей, при резком понижении – ожидать облачность, насыщения воздуха влагой. Ртутные барометры более точные, но и более сложные в применении. Их используют на метеорологических станциях.

Анероидные барометры представляют собой металлическую коробку с очень тонкими стенками. Внутри находится разряженный воздух. К коробке прикреплена пружина, двигающая стрелку на шкале. При понижении давления коробка расширяется, при повышении – сужается, и пружина двигает стрелку, указывающую уровень атмосферного давления.

Атмосферное давление измеряется в миллибарах (мбар), гектопаскалях (гПа) и миллиметрах ртутного столбика. Нормальным давлением на уровне моря считается 760 мм рт. ст. или 1013,2 мбар (гПа). Самое высокое атмосферное давление, которое было зафиксировано у земной поверхности было зарегистрировано 19 декабря 2001 года на территории Монголии и составило 108,56 кПа (814,27 мм рт. ст.), самое низкое – во время тайфуна в Тихом океане в 1979 году — равное 652,6 мм ртутного столба и составило 87 кПа.

6

Погодные перепады давления и влияние на человека.

Нормальные показатели, характерные для местности проживания человека, не должны оказывать никакого воздействия на его самочувствие. Вместе с тем атмосферное давление и жизнь на Земле неразрывно связаны. Его изменение - повышение или понижение - может спровоцировать развитие сердечно-сосудистых заболеваний у людей с повышенным артериальным давлением. Человек может испытывать боли в области сердца, приступы беспричинной головной боли, снижается работоспособность.

Для людей, страдающих заболеваниями дыхательных путей, опасными могут стать антициклоны, приносящие повышенное давление. Воздух опускается и становится более плотным, увеличивается концентрация вредных веществ. Во время колебаний атмосферного давления у людей снижается иммунитет, уровень лейкоцитов в крови, поэтому не рекомендуется в такие дни нагружать организм физически или интеллектуально.

Для нормальной жизнедеятельности организма необходимо, чтобы атмосферное давление составляло не менее 750 мм. рт. столба. При изменении атмосферного давления хотя бы на 10 мм происходит негативное воздействие на деятельность органов и систем органов человека. Человек, находясь в области повышенного давления, например, в горах, взлете самолета, нередко испытывает боль в ушах и даже во всём теле. Наружное давление резко понижается и воздух внутри организма, начинает расширяться, производит давление на различные органы и вызывает боль.

При повышении давления происходит интенсивное поглощение газов, а при его уменьшении — выделение растворенных газов. При понижении давления из-за выделения газов, кровь закипает и это приводит к закупорке сосудов, нередко со смертельным исходом.

При уменьшении атмосферного давления повышается влажность воздуха, что может привести к осадкам и повышению температуры воздуха. Первыми, кто ощущает, снижение атмосферного давления в воздухе ощущают люди с пониженным артериальным давлением — гипотоники и люди, имеющие заболевания сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Самыми распространенными симптомами являются общая слабость, затрудненный вдох, чувство нехватки воздуха, возникает одышка. Наиболее сильно ощущают снижение атмосферного давления люди, имеющие повышенное внутричерепное давление. У них обостряются приступы мигрени. Изменения претерпевает пищеварительный тракт — появляется дискомфорт в кишечнике, за счет повышенного газообразова

7

Влияние повышенного атмосферного давления на состояние организма.

Повышение атмосферного давления само по себе для организма человека не опасно, и при соблюдении правил безопасности не вызывает дисфункции органов. Но если оно оказывается на производстве, в условиях замкнутого пространства, которое напрямую не сообщается с окружающей средой: строительство подводных тоннелей, метро, при проведении водолазных работ. Так отмечается небольшое сокращение частоты пульса и снижение минимального кровяного давления, более редким становится дыхание, понижается слух и обоняние, голос становится приглушенным, появляется чувство онемевшего кожного покрова, сухость слизистых оболочек, сжатие кишечных газов.

Рекомендации при повышенном атмосферном давлении: нормализовать артериальное давление и поддерживать его на оптимальном уровне, делать утреннюю зарядку, принимать контрастный душ, употреблять продукты, содержащие калий (творог, курага, бананы), не переедать в течение дня.

8

Влияние пониженного атмосферного давления на состояние организма.

При подъеме на высоту атмосферное давление понижается: чем выше над уровнем моря, тем ниже атмосферное давление. При пониженном атмосферном давлении наблюдается учащение и углубление дыхания, учащение сердцебиения, падение кровяного давления, отмечаются изменения в крови в виде повышенного количества эритроцитов.

Пониженное атмосферное давление встречается достаточно редко, и в некоторых условиях может привести к довольно серьезным последствиям — к «горной болезни». В основе этой болезни лежит кислородное голодание тканей организма, при котором наблюдается увеличение уровня углекислого газа. Сосуды органа реагируют на повышение концентрации оксида углерода, который, значительно повышает давление в большом круге кровообращения.

Кислородное голодание затрагивает клетки головного мозга, что вызывает головокружение, тошноту, рвоту, расстройство координации движений, понижение памяти, а также сонливость. Недостаток кислорода выражается в мышечной слабости и быстрой усталости.

Основными мерами профилактики при работе в области пониженного давления являются использование фильтров для вдыхания чистого кислорода, а также использование теплой и удобной одежды.

Огромное значение имеет выбор профессии, связанные с работой в условиях низкого парциального содержания кислорода, регулярные медицинские осмотры, постоянной тренировкой в помещении с высоким содержанием кислорода в воздухе.

Рекомендации при пониженном атмосферном давлении:

нормализовать артериальное давление и поддерживать его на оптимальном уровне, употреблять большое количество жидкости, утром пить кофе, принимать настойки женьшеня и лимонника, принимать контрастный душ после рабочего дня.

Ведение здорового образа жизни и регулярные тренировки повысят общую выносливость организма и его способность противостоять неблагоприятным факторам окружающей среды, включая перепады атмосферного давления.

9

Выводы

Подводя итог, можно с уверенностью сказать, что моя работа – это только начало пути моих исследований. И тем не менее я смогла сделать вывод, что изменения атмосферного давления действительно оказывают влияние на самочувствие и здоровье человека, и без профилактики, которая поможет смягчить их отрицательное воздействие на организм, не обойтись.

Данная работа углубила мои познания в области физики, в частности, об атмосферном давлении. В ходе моих исследований я добилась поставленной цели, ответив на вопрос: какое влияние оказывает атмосферное давление на самочувствие людей, а также изучила рекомендации по устранению негативного влияния его резкого изменения.

Здоровый человек практически не ощущает на себе это давление, из-за более сильного внутреннего кровяного давления, но с возрастом оно дает о себе знать.

Знание атмосферного давления весьма важно. Эта тема меня очень сильно заинтересовала, и я намерена продолжить ее изучение в дальнейшем плане.

10

Список литературы

1. Алтаева, Н. К. Влияние атмосферного давления на организм человека / Н. К. Алтаева, М. С. Батыргалиева. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 20 (258). — С. 160-161. — URL: https://moluch.ru/archive/258/59092/

2. Как атмосферное давление влияет на человека и организм. // SOVETS.NET. URL: https://sovets.net/15427-kak-atmosfernoe-davlenie-vliyaet-na-cheloveka.html.

3. Влияние атмосферного давления на здоровье человека. // Studbooks.net.URL:https://studbooks.net/1851481/meditsina/vliyanie_atmosfernogo_davleniya_zdorove_cheloveka.

4. Атмосферное давление // allbest. URL: https://revolution.allbest.ru/physics/00734056_0.html

5. Лоренц Э. Н. Природа и теория общей циркуляции атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 260 с.
   
   
   
   

11

Содержание