«Атмосферное давление на различных высотах»

Урок физики по теме: «Атмосферное давление на различных высотах»

Класс: 7

Межпредметные связи: информатика, биология, география.

Цели урока:

Образовательные: знакомство с нормальным атмосферным давлением, измерением давления

Развивающие: расширение кругозора, общеучебных умений и навыков, навыков применения ИКТ на уроках

Воспитательные: привитие интереса учащихся к предмету «физика», воспитание культуры общения, патриотизма.

Тип урока: комбинированнный.

Ход урока

1. Орг. Момент.

Ребята, наверняка вы любите путешествия, и сегодня у нас с Вами урок-путешествие. Мы с вами окажемся в самых разных уголках мира. А девиз нашего урока будет такой же, как и девиз Олимпийских игр: «Сitius, Altius, Fortius». Это три латинских слова. Может быть кто-то знает что они означают? Сейчас один человек сядет на компьютер и найдет в Интернете перевод этих слов. (Использование поисковой системы, онлайн переводчика)

Ну а пока запишем тему нашего урока «Атмосферное давление на различных высотах»

Ну вот готов и перевод: «Быстрее, выше, храбрее». В применении к нашему уроку мы должны будем быстро справляться со всеми заданиями, храбро решать все самые сложные задачи и подниматься все выше на пути к знаниям.

В путь всегда нужно брать с собой багаж. Он всегда пригодится в пути. Нашим багажом будут наши знания.

А теперь в начале нашего пути ответим на вопросы:

1. Фронтальный опрос

Что называется атмосферным давлением?

Атмосферное давление— давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и земную поверхность.

С помощью какого прибора измеряется атмосферное давление?

С помощью барометра

В каких единицах измеряется давление?

1 ПА= 1 Н/м²

1 мм рт. ст = 133,3 Па

1. Повторение

Итак, перенесемся на берег океана. Мы видим ныряльщика, который пытается достать со дна моря археологические находки. Ныряльщик может без специального оборудования опуститься на дно 20 м.

А чуть дальше мы видим с корабля опускается водолаз в специальном костюме. Он может опуститься на глубину 250 м.

Итак, определим давление на водолаза и ныряльщика.

Так же мы посмотрим давление на них в озере Байкал. Где пресная вода. Скажите, разное давление будет на них в пресной и соленой воде?

Да, т.к. плотности соленой и пресной воды разные.

1 вариант решает задачу с пресной водой , второй с соленой.

Итак, видим по решению задачи, что давление в жидкости зависит не только от высоты столба жидкости, но и от плотности.

Дано: Решение

h₁=250 м 1 вариант р₁= ρ g h₁=2375 кПа ; р₂= ρ g h₂=206 кПа

h₂=20 м 2 вариант р₁= ρ g h₁=2500 кПа ; р₂= ρ g h₂=200 кПа

1 вар

ρ=1030 кг/м³

2 вар

ρ=1000 кг/м³

р₁=?

Р₂=?

1. Объяснение нового

Итак, мы увидели, что давление сильно зависит от плотности жидкости, причем, плотности ее мы брали одинаковой на разной глубине. Ведь мы знаем, что жидкость плохо сжимаема.

А вот про плотность воздуха этого сказать нельзя. Газы легко сжимаются и на разной высоте плотность воздуха тоже будет разной. Поэтому и давление атмосферы на разной высоте будет изменяться по более сложным законам.

Наблюдая за показаниями барометра люди выяснили, что давление на уровне моря и при 0⁰С равно 760 мм рт. ст. Оно называется нормальным атмосферным.

Давайте определим какое оно в Паскалях

Что для этого нужно сделать?

1 человек подойдите компьютеру и посчитайте в программе Калькулятор. Правильно , нужно умножить 760 мм. Рт. ст. на 133,3 Па = 101308 Па. Итак, запишите в тетрадь что такое нормальное атмосферное давление из учебника.

В каждой точке атмосферы А. д. равно весу вышележащего столба воздуха; с высотой убывает.

Далее наблюдая за показаниями барометра люди заметили, что на каждые 12 м подъема давление уменьшается на 1 мм рт. ст. Итак перенесемся в горы и решим задачу. Мы измерили атмосферное давление на вершине горы и видим, что оно 724 мм ртутного столба. Какова высота горы?

(760 - 724)*12 = 432 м

Давление воздуха на нашей планете может изменяться в широких пределах. Если давление воздуха больше 760 мм рт. ст., то оно считается повышенным, меньше - пониженным.

Так как с подъемом вверх воздух становится все более разреженным, атмосферное давление понижается (в тропосфере в среднем 1 мм на каждые 10,5 м подъема). Поэтому для территорий, расположенных на разной высоте над уровнем моря, средним будет свое значение атмосферного давления. Например, Москва лежит на высоте 120 м над уровнем моря, поэтому среднее атмосферное давление для нее — 748 мм рт. ст.

Атмосферное давление в течение суток дважды повышается (утром и вечером) и дважды понижается (после полудня и после полуночи). Эти изменения связаны с изменением температуры и перемещением воздуха. В течение года на материках максимальное давление наблюдается зимой, когда воздух переохлажден и уплотнен, а минимальное — летом.

Распределение атмосферного давления по земной поверхности носит ярко выраженный зональный характер. Это обусловлено неравномерным нагреванием земной поверхности, а следовательно, и изменением давления.

Влияние атмосферного давления на живые организмы

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. Вопрос: Почему люди выдерживают такое давление?

Мы справляемся с такой нагрузкой, т.к. внешнее атмосферное давление уравновешивается давлением внутри нашего организма.

Тело человека приспособлено к атмосферному давлению и плохо переносит его понижение. При подъеме на высокие горы, (примерно с 4000 м, а иногда и ниже) многие люди чувствуют себя плохо, появляются приступы «горной болезни»: становится трудно дышать, как-бы не хватает воздуха, из ушей и носа нередко идет кровь, можно даже потерять сознание.

И все же люди приспосабливаются и к таким непростым условиям, например, в мире несколько стран (Боливия, Мексика, Перу, Эфиопия, Афганистан), в которых большинство населения проживают на высоте свыше 1000 м над уровнем моря. В Тибете граница обитания человека превышает 5000 м над уровнем моря. Потоси, город, который ещё во времена Инков являлся крупнейшим месторождением серебра в Южной Америке, построен он на высоте 4090 метров и имеет население около 160 тысяч человек. Это самый высокий город на земном шаре.

Переносимость атмосферного давления человеком:

Более 8 км (Джомолунгма)

Смертельная зона: человек может находиться на этой высоте без дыхательного аппарата лишь короткое время – 3 мин., на высоте 16 км – 9 сек, после чего наступает смерть

6 – 8 км

Критическая зона: серьезные функциональные расстройства жизнедеятельности организма.

4 -5 км (Эльбрус, Ключевская сопка)

Зона неполной компенсации: ухудшение общего самочувствия

2 -4 км

Зона полной компенсации: некоторые нарушения в деятельности сердечно – сосудистой системы, органов чувств и др., которые благодаря мобилизации резервных сил организма быстро исчезают.

1,5 – 2 км

(Ай – Петри)

Безопасная, или индеферентная зона, в которой не наблюдается каких – либо существенных изменений физиологических сил организма.

Р8*105Па-дыхание становится учащённым.

Р

Итак, мы перемещаемся теперь на аэродром. Мы садимся в дальнемагистральный самолет, который совершает перелеты на высоте более 10000м. Зачем корпус самолет делают герметичным?

Так как давление и плотность воздуха на такой высоте малы, а в самолете больше, то при разгерметизации воздух выйдет из самолета. Верно.

Рассчитайте, какое давление на высоте 10000 м. Если на Земле оно нормальное. Работа в тетрадях, 1 учник у доски. Тот, который первым решит на месте

Пока мы поднимались, мы видели воздушный шар, его объем при подъеме увеличивался. Объясните почему?

Так как при подъеме уменьшается давление и плотность воздуха.

Итак, наш самолет приземлился в столице нашей Родины. И идем на экскурсию в Московский университет. Вопрос. На 1 и этаже и на высоте 230 м находятся одинаковые помещения. Одинаковая ли масса воздуха в них?

Ответ. Нет. Так как плотность воздуха с высотой уменьшается. А масса равна плотность умножить на объем. Объем одинаковый.

Ну а теперь мы спускаемся в метро. Там барометр показывает 101674 Па. А при входе он показывал 101300 Па. Определите, на какой глубине мы теперь находимся?

Ну что же вот мы и побывали на уроке и в горах и на берегу океана, и в самолете.

1. Рефлексия. Скажите, что нового вы узнали на уроке.?

Какое настроение у вас после урока?

1. Подведение итогов. Выставление оценок ученикам, наиболее часто и правильно отвечающим на вопросы и решавшим задачи. Ну а закончить урок мне хочется словами популярной телеведущей Натальи Грейс: «Если завтра ты хочешь владеть тем, чего у тебя нет сегодня, ты должен узнать то, чего не знал вчера».

Д.З. п.46 стр.136