Атмосферное давление и его измерение

Атмосфера

и

атмосферное

давление

Атмосфера Земли

Газовую оболочку, окружающую планету, называют атмосферой

(от греческих слов: атмос – пар, воздух,

и сфера – шар).

Состав атмосферы Земли:

7 8 % - азот, 2 1 % кислород,

1 % водяные пары, углекислый газ, аргон

и другие газы.

На высоте 50-55 км слой озона О 3 , поглощающий коротковолновое

( λ

Слои атмосферы (снизу вверх)

• Тропосфера , содержащая свыше 80% массы всей атмосферы и 100% водяных паров, простирается до высоты 12-18 км , где температура падает до - 55 0 С, а атмосферное давление до 26гПа (0,026 атмосфер).

2. Стратосфера – до высоты 50-55 км.

• 2. Стратосфера – до высоты 50-55 км.

3. Верхний слой атмосферы ионизирован и называется ионосфера .

Следы атмосферы прослеживается до высоты почти в 2000 км.

• 3. Верхний слой атмосферы ионизирован и называется ионосфера . Следы атмосферы прослеживается до высоты почти в 2000 км.

Атмосферное давление

Масса атмосферы составляет ~ 6 · 10 18 кг.

За счет притяжения к Земле верхние слои воздуха сжимают нижние.

Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле,

сжат больше всего, и, согласно закону Паскаля,

передает производимое давление по всем направлениям.

В результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха, или говорят, что они испытывают

атмосферное давление.

Давление воздушной оболочки Земли на её поверхность и все тела называют АТМОСФЕРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ.

«Мы находимся на дне воздушного океана…». Э.Торричелли

• Почему нас не раздавила такая тяжесть воздуха?
• Почему не ощущается вес воздуха?
• Как на поверхности Земли проявляется давление атмосферы?
• Можно ли измерить величину атмосферного давления?

Чтобы ответить на эти вопросы, нужно прежде выяснить, как обнаружить давление атмосферы.

Опыты, подтверждающие существование атмосферного давления.

Магдебургские опыты

Опыт, посредством которого показывается, что вследствие давления воздуха два полушария могут быть так прочно соединены,

что их не смогут оторвать друг от друга 16 лошадей.

Я велел изготовить два полушария, или чаши, из меди диаметром около ¾ магдебургского локтя. Они хорошо подходят друг к другу, и при том одно было снабжено клапаном, с помощью которого извлекается находящийся внутри воздух, а доступ воздуха снаружи может быть предотвращен. Кроме того, чаши следует снабдить железными кольцами, чтобы цеплять к ним лошадей, что видно из рисунка. Далее, я велел сшить кольцо из кожи, пропитанное воском (смешанным со скипидаром), так, чтобы оно совершенно не пропускало воздух.

Измерение

атмосферного

давления

Опыт Торричелли

В опыте Торричелли

мы видим, что

столб ртути высотой 76 см

оказывает такое же давление,

что и атмосфера .

Подумай и ответь !

• Зачем в опыте Торричелли трубка запаяна с одного конца?
• Изменится ли результат, если трубку наклонить?
• Можно ли взять трубку для опыта длинной менее или более 1 м?
• Почему взята ртуть, а не другая жидкость?
• Обязательно ли сечение трубки должно быть равным точно 1 кв. см?
• Можно ли использовать трубки другой формы?

Проверь себя!

1. Какова средняя скорость молекул газов, входящих в атмосферу?

а. Больше второй космической скорости

б. Меньше второй космической скорости

в. Равна второй космической скорости.

2. Можно ли считать, что плотность газа в большом объёме строго одинакова?

а. Да, т.к. газы занимают весь предоставленный объём.

б. Нет, т.к молекулы газа под действием силы тяжести стремятся вниз, к поверхности Земли.

3. Почему вода поднимается вслед за поршнем?

а. Под действием веса воды в сосуде.

б. Под поршнем образуется безвоздушное пространство, которое втягивает воду.

в. Под действием давления атмосферы на свободную поверхность жидкости .

Проверь себя!

A. Если опыт Торричелли проводить с водой, спиртом и ртутью, то столбик какой жидкости будет: а) самым коротким? б) самым длинным?

1) столбик воды;

2) столбик ртути;

3) столбик спирта

Б. Атмосферное давление уменьшается с подъёмом в гору, потому что уменьшается:

1) высота воздушного столба;

2) плотность воздуха;

3) сила притяжения Земли.

В. Точность измерений какого барометра выше?

1) жидкостного

2) анероида

Г. Какой барометр можно использовать для измерений на орбитальной космической станции?

1) только жидкостные;

2) только анероид;

3) и тот и другой.

Каким будет результат опыта Торричелли на Луне?

1. Высота столба ртути будет такой же, как и на Земле: 760 мм.

2. Высота столба ртути будет больше, т.к. сила тяжести на Луне

в 6 раз меньше.

3. Столб ртути будет меньше.

4. Ртуть выльется в открытый поддон.

Проверь себя!

• Почему молекулы газов, входящих в состав атмосферы, не улетают в мировое космическое пространство?
• Почему молекулы газов не падают на Землю?
• Почему нельзя рассчитать атмосферное давление так, как рассчитывают давление столба жидкости?
• Какой физический закон использует врач, набирая лекарство в шприц?
• Чем объяснить, что опыт Торричелли позволяет определить величину атмосферного давления?

Ответы на эти вопросы приведены ниже. Найдите их.

• Давление, производимое земной атмосферой, передаётся без изменений по всем направлениям.
• Беспорядочное движение молекул воздуха мешает силе тяжести втянуть все молекулы в нижний, самый плотный слой около Земли.
• Определённой границы земной атмосферы не существует, поэтому нельзя сказать о ее высоте. Кроме того, плотность воздуха убывает с высотой.
• Атмосфера давит на поверхность ртути в чашке, это давление передаётся ртутью с высотой.
• Чтобы покинуть Землю, любое тело должно иметь скорость не менее 11,2 км/с

С какой глубины можно поднять воду?

С какой глубины можно поднять воду?

Жукова Елена Владимировна,

учитель физики

МКОУ «СОШ №1

г. Олонца».