Интегрированный урок на тему: "Вес воздуха. Атмосферное давление"

Цель: повторить сведения из курса географии об атмосферном давлении; ввести понятие веса воздуха и рассчитать вес воздуха.

Задачи:

• Образовательная – систематизировать знания учащихся о давлении оказываемыми в различных агрегатных состояниях; умение применять имеющие знания для решения качественных задач; формирование представления об атмосферном давлении и его проявлениях

• Воспитательная: способствовать воспитанию бережного отношения к окружающей природе.

• Развивающая: развивать внимание, мышление, работать над развитием представления о применении знаний о давлении различных тел в быту и в технике, развивать познавательный интерес к изучаемому предмету

Ход урока.

Сегодня на уроке мы продолжим разговор о физической величине, которую мы изучаем, - давлении.

Мы достаточно много говорили о давлении, поэтому давайте остановимся на основных вопросах темы.

I. Фронтальный опрос:

1. Что такое давление?

1. В каких единицах измеряется давление?

2. От чего зависит давление твердого тела?

3. Одинаковое ли давление оказывает брусок на стол в разных положениях? Как это доказать? Экспериментально.

4. Решение экспериментальной задачи. Рассчитать давление бруска на стол в различных положениях. 3 ученика у доски решают.

II. Остальные учащиеся выполняют следующую работу.

Где мы на практике встречаемся с проблемой уменьшения и увеличения давления?

Заполняем таблицу.

Самопроверка.

Оценка: 15 правильных ответов ----- 5

11– 14 ------- 4

7 - 10 ------- 3

1. Проверяем и записываем задачу с доски.

Продолжаем фронтальный опрос.

1. 1. Почему мыльный пузырь принимает форму шара?

2. От чего зависит давление газа?

3. Какова причина давления газов?

4. Что называют гидростатическим давлением?

5. Как объяснить давление жидкости на дно сосуда?

6. Какие живые организмы постоянно испытывают гидростатическое давление?

Давайте на минутку закроем глаза и представим себе, что мы находимся на берегу моря, начинаем погружаться в воду все глубже и глубже. Но даже опытные ныряльщики могут погружаться в воду на глубину не более 12 м. Почему?

Вот что пишет герой книги Ж. Кусто «В мире безмолвия»: «На глубине шести футов (около 2м) уже было тихо и спокойно, но катящиеся наверху валы давали о себе знать до глубины в 20 футов ритмичным усилением давления на барабанные перепонки».

Объясните это явление.

Погружаться на большие глубины стало возможным, используя различные глубоководные аппараты. Несмотря на огромное давление, в холодной воде плавают удивительные на вид рыбы.

Почему же они выдерживают такое давление?

Могут ли они подняться на поверхность?

Итак, завершаем путешествие по дну океана и поднимаемся к родным берегам. При подъеме давление будет уменьшаться, и мы должны помнить, что при изменении давления меняется химическое равновесие организма.

Сообщение биолога: «Газовая эмболия».

Пока будем медленно всплывать ответим на вопросы теста.

Какой ряд быстрее ответит.

1) При уменьшении объёма газа его давление _________________ при условии, что масса и температура остается неизменным.

А. Увеличивается
Б. Уменьшается
В. Не изменяется

2) В сосуды различной формы налита вода, высота уровня воды одинакова. В каком из трех сосудов давление на дно наибольшее?

А. В положении 1

Б. В положении 2

В. В положении 3

Г. Одинаково

1 2 3

3. Пластинки А, Б, В, Г расположены в сосуде с водой. На какие пластинки давление одинаковое?

А. На пластины А и Б

Б. На пластины Б и В

В. Ни на какие

Г. На пластины В и Г.

4) Как изменяется давление на тело с увеличением глубины погружения в жидкость.

А. Увеличивается
Б. Уменьшается
В. Не изменяется

5) В каком положении брусок оказывает наименьшее давление на опору.

А. В положении 1
Б. В положении 2
В. В положении 3

Итак, мы успешно поднялись со дна Мирового океана и оказываемся на дне другого океана – воздушного. Поверхность Земли – дно воздушного океана, называемого атмосферой.

Запись темы урока: «Вес воздуха. Атмосферное давление».

Слайд.

Атмосфе́ра (от. др.-греч. ἀτμός — пар и σφαῖρα — шар) — газовая оболочка (геосфера), окружающая планету Земля.

Совершим небольшой экскурс в географию. Из курса географии нам известно, что атмосфера по своему строению напоминает дом с этажами. Наша информгруппа напомнит нам как называются слои атмосферы и охарактеризует их, а вы записывайте : Строение атмосферы.

Слушаем сообщения учащихся.

Строение атмосферы

1 Тропосфера

2 Стратосфера

3 Мезосфера

4 Термосфера

5 Экзосфера (сфера рассеяния)

1. Тропосфера

Название слова происходит от греческого слова «тропос» - поворот. Этот слой простирается в среднем до 11 км над уровнем моря. Это нижний, основной слой атмосферы. Содержит более 80 % всей массы атмосферного воздуха и около 90 % всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты.

За «нормальные условия» у поверхности Земли приняты: плотность 1,2 кг/м³, давление 101,35 кПа, температура плюс 20 °C и относительная влажность 50 %.

2. Стратосфера

Название слоя происходит от латинского слова «Стратум» - настил, слой. Этот слой атмосферы располагается на высоте от 11 до 50 км. Над уровнем моря. Стратосфера по массе составляет 1/5 часть атмосферы. Здесь - царство стужи, с приблизительно постоянной температурой -40⁰С. Тут лишь иногда появляются перламутровые облака, состоящие из мельчайших кристалликов льда и капель переохлажденной воды. Небо стратосферы черного или темно-фиолетового цвета.

3. Мезосфера

Название слоя происходит от греческого «Мезо» - средний, промежуточный. Мезосфера начинается на высоте 50 км и простирается до 80—90 км. Температура с высотой понижается. Воздух здесь сильно разряжен. Именно в этом слое находится газ озон, который защищает все живое на Земле от губительного действия ультрафиолетовых лучей Солнца.

4. Термосфера

Название слоя происходит от греческого «термо» -тепло, жар. Верхний предел — около 800 км. Температура растёт до высот 200—300 км, где достигает значений порядка 1500 К, после чего остаётся почти постоянной до больших высот. Под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения происходит ионизация воздуха («полярные сияния») — основные области ионосферы лежат внутри термосферы. На высотах свыше 300 км преобладает атомарный кислород.

5. Экзосфера (сфера рассеяния)

Название слоя происходит от греческого «экзо» - снаружи, вне, т.е. —внешняя оболочка атмосферы. Высота этого слоя 500-600км. Газ в экзосфере сильно разрежен. Экзосферу называют «слоем рассеяния», т.к. молекулы воздуха здесь, двигаясь с огромными скоростями, иногда улетают в межпланетное пространство.

Слайд.

Воздух имеет сложный состав. Атмосфера Земли состоит в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения).

Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением воды (H2O) и углекислого газа (CO2).

Из диаграммы видно, что больше всего в воздухе N₂ - 78%, O₂ – 21%.

Слайд.

Состав сухого воздуха

Газ по объёму, % по массе, %

Азот 78,084 75,50

Кислород 20,946 23,10

Аргон 0,932 1,286

Вода 0,5-4

Углекислый газ 0,032 0,046

Неон 1,818×10−3 1,3×10−3

Гелий 4,6×10−4 7,2×10−5

Метан 1,7×10−4 —

Криптон 1,14×10−4 2,9×10−4

Водород 5×10−5 7,6×10−5

Ксенон 8,7×10−6 —

Закись азота 5×10−5 7,7×10−5

А каково значение атмосферы?

Сообщение уч-ка.

Физиологические и другие свойства атмосферы

1. Атмосфера снабжает нас необходимым для дыхания кислородом.

Уже на высоте 5 км над уровнем моря у нетренированного человека появляется кислородное голодание и без адаптации работоспособность человека значительно снижается. Здесь кончается физиологическая зона атмосферы. Дыхание человека становится невозможным на высоте 15 км, хотя примерно до 115 км атмосфера содержит кислород.

На высоте около 19—20 км давление атмосферы снижается до 47 мм рт. ст. Поэтому на данной высоте начинается кипение воды и межтканевой жидкости в организме человека. Вне герметической кабины на этих высотах смерть наступает почти мгновенно. Таким образом, с точки зрения физиологии человека, «космос» начинается уже на высоте 15—19 км.

2. Плотные слои воздуха — тропосфера и стратосфера — защищают нас от поражающего действия радиации. При достаточном разрежении воздуха, на высотах более 36 км, интенсивное действие на организм оказывает ионизирующая радиация — первичные космические лучи; на высотах более 40 км действует опасная для человека ультрафиолетовая часть солнечного спектра.

По мере подъёма на всё большую высоту над поверхностью Земли, постепенно ослабляются, а затем и полностью исчезают, такие привычные для нас явления, наблюдаемые в нижних слоях атмосферы, как распространение звука, возникновение аэродинамической подъёмной силы и сопротивления, передача тепла конвекцией и др.

3. На высотах выше 100 км атмосфера лишена и другого замечательного свойства — способности поглощать, проводить и передавать тепловую энергию путём конвекции (т. е. с помощью перемешивания воздуха).

Если вы внимательно слушали выступление, то поняли, что в экзосфере молекулы воздуха, двигаясь с огромными скоростями, иногда улетают в межпланетное пространство. Наша атмосфера как бы испаряется.

Почему воздушная оболочка Земли стабильна на протяжении многих лет?

Молекулы воздуха находятся в непрерывном беспорядочном движении. Но они и привязаны к Земле силой тяжести. На воздух действует сила тяжести, следовательно, воздух обладает весом. У воздуха есть масса.

Опыт с шаром. Показываем экспериментально, что воздух обладает массой.

Сообщаем, что 1 м³ воздуха имеет массу 1,3 кг. вычисляем с классом вес этого воздуха

P = m g; P = 9,8н/кг * 1,29кг = 13H

Задание классу: оценить массу воздуха в классе. V=abc.

Приводим примеры с интернета.

Исследования показали, что атмосфера простирается на высоту до тыс. км.. Верхние слои атмосферы давят на нижние. Поэтому у поверхности Земли давление самое большое. Все тела на поверхности Земли испытывают атмосферное давление.

Почему мы не чувствуем этого давления? Оказывается, давление жидкости в сосудах человека уравновешивает внешнее давление.

Можно ли обнаружить атмосферное давление? Как доказать его существование?

Демонстрируем опыты с пипеткой, ливером и т.д. Объясняем их. Используем рис учебника. Делаем вывод, записываем.

Все поставленные опыты доказывают существование атмосферного давления.

В заключении говорим об охране окружающей среды.

Сообщение уч-ка.

Загрязнение атмосферы

В природе все тесно связано между собой. И человек, который сам – часть природы, тоже связан с окружающей средой: с землей, водой, воздухом.

Если клубы дыма засоряют воздух, если сточные воды загрязняют реки, то страдает не только природа – болеет и страдает человек. Вот почему то, что мы называем охраной природы, в конечном счете охрана самого человека. Это охрана нашего будущего. Ученые во всем мире подняли тревогу. Они доказали, что нужно тщательно обдумывать всякое вмешательство человека в природу. Заводы и фабрики, электростанции потребляют большое количество воды и одновременно загрязняют ее и воздух различными продуктами отходов. В атмосферу попадают ядовитые вещества. В воде гибнет жизнь, загрязняется воздух.

Результатом деятельности человека стал постоянный значительный рост содержания в атмосфере углекислого газа. За последние 100 лет содержание углекислого газа в атмосфере возросло на 10 %, причём основная часть (360 млрд тонн) поступила в результате сжигания топлива. Использование двигателей внутреннего сгорания приводит к значительному загрязнению атмосферы оксидами азота, углеводородами и соединениями свинца.

Аэрозольное загрязнение атмосферы обусловлено извержением вулканов, пыльными бурями, уносом капель морской воды и пыльцы растений, хозяйственной деятельностью человека (добыча руд и строительных материалов, сжигание топлива, изготовление цемента и т. п.). Интенсивный широкомасштабный вынос твёрдых частиц в атмосферу — одна из возможных причин изменений климата планеты.

В стране принят ряд законов, направленных на защиту окружающей среды, но проблема охраны природы по-прежнему остра.

Надо заботиться о зеленых насаждениях, сажать больше деревьев, не загрязнять водоемы, следить за чистотой окружающей среды.

Закрепление

1. Что такое атмосфера?

2. Что такое воздух?

3. Есть ли у атмосферы четкая граница?

4. Какова плотность воздуха?

5. Чему равна масса 1 кубического метра воздуха?

6. Почему атмосфера давит на нашу планету?

7. Как можно обнаружить атмосферное давление?

8. Как можно использовать атмосферное давление?

9. Какое значение имеет для Земли атмосфера?

Домашнее задание.

Выучить параграф. Зарисовать и объяснить поставленные на уроке опыты.