Презентация "Атмосферное давление"

Вес воздуха. Атмосферное давление

Атмосфера

От греч. Атмос – пар, воздух ; сфера - шар

Вес воздуха

• На воздух, как и на всякое тело, находящееся на Земле, действует сила тяжести,и,следовательно,воздух обладает  весом.

Вес воздуха легко вычислить, зная его массу. Рассмотрим опыт определения массы воздуха. Видео 1

• Опытами установлено, что при температуре 0С и нормальном атмосферном давлении масса воздуха объёмом 1 куб.м равна 1.29 кг.
• Вес этого воздуха - 13 Н

Атмосфера простирается на высоту нескольких тысяч километров

Вследствии действия силы тяжести верхние слои воздуха сжимают нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, сжат больше всего. В результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают атмосферное давление.

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

Видео 2

Почему существует воздушная оболочка Земли

Молекулы газов, входящих в состав воздушной оболочки Земли, притягиваются к Земле. Кроме этого, эти молекулы находятся в непрерывном и беспорядочном движении. Однако скорость этого движения значительно меньше той скорости, какую надо иметь молекуле, чтобы она могла покинуть планету.( 11,2 км/с – вторая космическая скорость)

Беспорядочное движение молекул и действие на них силы тяжести приводит в результате к тому, что молекулы газов «парят» в пространстве около Земли, образуя воздушную оболочку, или атмосферу .

Такой увидел советский космонавт Г. Титов атмосферу Земли из

кабины космического корабля.

Лишившись атмосферы Земля стала бы

такой же мертвой, как ее

спутница Луна, где

попеременно царят то

испепеляющий зной, то

леденящий холод –

+ 130 С днем и - 150 С ночью.

По подсчетам Паскаля атмосфера Земли весит столько же, сколько весил бы медный шар диаметром 10км - пять квадриллионов

( 5.000.000.000.000.000 ) тонн!

Земная поверхность и все тела на ней испытывают давление

толщи воздуха, т.е. испытывают атмосферное давление.

Явления и опыты, подтверждающие существования атмосферного давления

Фонтан в колбе

Стакан с водой и бумага

Поилка для птиц

Шприц

Насос

Пипетка

Вешалки - присоски

Как мы пьем

Атмосферное давление зависит от:

• плотности воздуха. Плотность воздуха уменьшается с высотой. Если плотность воздуха уменьшается, то число ударов молекул друг о друга уменьшается и, значит, уменьшается давление. Чем меньше плотность воздуха, тем меньше АД.
•   температуры   воздуха . При нагревании объем воздуха увеличивается, он становится менее плотным и легким. Из-за этого уменьшается  атмосферное давление. При охлаждении происходят обратные явления. С увеличением температуры воздуха АД уменьшается.
• высоты. Чем выше, тем воздух разреженнее, менее плотный. А если плотность воздуха меньше, то и давление меньше. Чем выше, тем меньше АД.

Как же измерить атмосферное давление?

Можно ли это сделать по формуле давления жидкости ?

• Плотность воздуха уменьшается с высотой . Мы не знаем плотность воздуха на различных высотах.

• Чёткой границы атмосфера не имеет. То есть мы не знаем её высоту.

• Вывод: этой формулой для расчёта атмосферного давления пользоваться нельзя!!!

Эванджелиста Торричелли Evangelista Torricelli

• Дата рождения:

15 октября 1608

• Место рождения:

Фаэнца

• Дата смерти:

15 октября 1647 (39 лет)

• Место смерти:

Флоренция

Опыт Торричелли.

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. 1 мм.рт.ст=133,3 Па

Безвоздушное пространство

Опыт Торричелли подтверждает существование атмосферного давления.

Высота столба ртути h = 760 мм =76см. По закону о сообщающихся сосудах давление, создаваемое столбом ртути в трубке, равно атмосферному давлению.

Чем больше атмосферное давление, тем выше столб ртути в опыте Торричелли.

Атмосферное давление

Используя формулу для расчёта гидростатического давления р=ρgh и зная, что плотность ртути ρ=13600кг/м 3 находим, что

p = 760 мм рт.ст. = 101300 Па = 101,3 кПа.

1 мм.рт.ст - ? Па.

1*760 мм рт.ст. = 101300 Па

1 мм рт.ст . = 101300 Па / 760 = 133,3 Па

1мм рт.ст. = 133,3Па

Единица атмосферного давления – 1 мм.рт.ст .

На каждые 12м подъема давление уменьшается на 1мм.рт.ст. или на 133,ЗПа .

Нормальное атмосферное давление

• Высота ртутного столба не зависит ни от формы, ни от сечения, ни от наклона трубки
• Атмосферное давление, уравновешиваемое при 0°С столбом ртути высотой h = 760 мм, считается нормальным

Нормальное атмосферное давление р = 101300 Па

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

Прикрепим шкалу и получим – ртутный барометр- прибор для измерения АД .

Прибор для измерения атмосферного давления- баро́метр ( греч. βάρος, «тяжесть», греч. μετράω, «измерять»).

• В жидкостных барометрах давление измеряется высотой столба жидкости (ртути) в трубке запаянной сверху, а нижним концом опущенной в сосуд с жидкостью. Ртутные барометры — наиболее точные, используются на метеостанциях.

• В быту обычно используются механические барометры- анероиды. В анероиде жидкости нет (греч. «анероид» – «безводный»).

Атмосферное давление на различных высотах

• 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. С высотой давление и плотность воздуха уменьшаются.

• На небольших высотах каждые 12м подъема уменьшают атмосферное давление на 1 мм рт.ст.

На больших высотах эта закономерность нарушается, потому что высота воздушного столба, оказывающего давление, при подъеме уменьшается. Кроме того, в верхних слоях атмосферы воздух менее плотен.

Магдебургские полушария

• Магдебургские полушария — знаменитый эксперимент немецкого физика Отто Фон Герике для демонстрации силы давления воздуха.
• В эксперименте использовались «два медных полушария около 14 дюймов (35,5 см) в диаметре, полые внутри и прижатые друг к другу». Из собранной сферы выкачивался воздух, и полушария удерживались давлением внешней атмосферы.
• В 1654 г.в Магдебурге фон Герике продемонстрировал эксперимент. После выкачивания из сферы воздуха, 16 лошадей, по 8 с каждой стороны (больше в Магдебурге лошадей не нашлось) не смогли разорвать полушария.

Это интересно !

• Как мы дышим?

• Как мы пьем?

• За счет мышечного усилия мы увеличиваем объем грудной клетки, при этом давление воздуха внутри легких уменьшается. Далее атмосферное давление «вталкивает» в легкие порцию воздуха. При выдыхании происходит обратное явление.

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

• Ртуть, пары которой ядовиты, можно заменить на любую другую жидкость. Какой высоты будет столб воды в водяном барометре?