Тема: Атмосферний тиск. Вимірювання атмосферного тиску. Дослід Торрічеллі.. Мета уроку

Сформувати поняття про атмосферний тиск і пояснити його існування на підставі молекулярно-кінетичних уявлень

• 
  розвиток пам’яті та уважності.
  

• 
  формування інтересу до вивчення предмету фізика;
  

І. Організаційна частина.

ІІ. Перевірка виконання домашнього завдання.

ІІІ. Актуалізація опорних знань учнів.

ІV. Вивчення нового матеріалу.

V. Закріплення вивченого матеріалу.

V І. Домашнє завдання.

Хід уроку

- організація класу

- перевірка готовності класу до уроку.

ІІ. Перевірка знань та умінь учнів.

ІІІ. Перевірка виконання домашньої задачі.

(Один з учнів розповідає про хід розв 'язування задачі )

ІV. Актуалізація опорних знань учнів

1. Як розподіляється рідина в сполучених посудинах?

2. Як впливає густина рідини на положення рівня рідини в спо­лучених посудинах?

3. Якщо сполучені посудини залиті різними рідинами, яким буде їхній рівень?

4. Як за допомогою сполучених посудин визначити густину рідин?

5. Який закон природи діє в сполучених посудинах?

6. Чому у відкритому манометрі рівні однорідної рідини в обох ко­лінах однакові?

7. За яким принципом влаштований і діє металевий манометр?

8. Які фізичні закони лежать в основі дії гідравлічної машини?

9. За якої умови гідравлічна машина дає виграш у силі?

10. Яке явище використовують у пристрої поршневого водяного насоса?

11. Чим обмежується висота підняття рідини у всмоктувального насоса?

Атмосфера Землі є сумішшю різних газів, які ут­римуються біля планети завдяки дії сили тяжіння на їх моле­кули, що одночасно хаотично і неперервно рухаються, ство­рюючи тиск. Цей тиск називають атмосферним.

Підтвердити існування атмо­сферного тиску можна простими дослідами.

Які наслідки дії атмосферного тиску

Якщо взяти трубку з поршнем, опустити її одним кінцем у посу­дину з водою і підіймати поршень угору, то вода підніматиметься за поршнем (мал. 102). Це можливо ли­ше тоді, коли тиск води у посудині буде більшим, ніж під поршнем. За рахунок вагового тиску вода не змо­же підніматися, оскільки рівень води під поршнем більший, ніж у посудині, а тому і його тиск біль­ший. Вода повинна вилитися назад у посудину. Отже, на рідину в посу­дині діє додатковий тиск, більший за ваговий тиск стовпа води під пор­шнем. Цей тиск створюють молеку­ли атмосферного повітря. Діючи на

вільну поверхню води, атмосферний тиск у воді передається в усіх напрямах однаково відповідно до закону Паскаля.

Оскільки під поршнем повітря немає, то вода буде заходити в трубку внаслідок дії незрівноваженого тиску.

Наскільки великий атмосферний тиск

Значення атмосферного тиску досить велике. Переконатися в цьому можна на багатьох дослідах.

Візьмемо дві порожнисті півкулі, які мають добре відшліфо­вані поверхні перерізів. Одна з півкуль має спеціальний шту­цер із краном, через який можна відкачувати повітря.

Підвісимо на штативі одну з півкуль, приєднаємо до неї зни­зу другу півкулю і почнемо відкачувати насосом через кран по­вітря з порожнини. Нижня півкуля, міцно притиснеться до верхньої. Це можливо лише тоді, коли тиск у порожнині кулі буде меншим, ніж зовні.

Внаслідок дії повітряного насоса, який відкачує повітря, тиск у порожнині півкуль зменшиться, а зовні залишиться без зміни. Тому нижня півкуля міцно притиснеться до верхньої.

Подібний дослід провів і описав у 1654 р. німецький фізик, бургомістр міста Магдебурга Отто Геріке.

Ця подія залишилася в історії науки завдяки образній гра­вюрі тих часів (мал. 103).

У сучасному виробництві застосовується багато пристроїв, які використовують атмосферний тиск. Для розрахунку ре­зультатів їх роботи потрібно знати значення атмосферного тиску. Спосіб вимірювання атмосферного тиску вперше запропону­вав італійський учений Еванджеліста Торрічеллі.

Він виявив, що коли закриту з одного боку трубку заповни­ти вщерть ртуттю, перевернути і опустити в посудину зі ртут­тю, то виллється лише частина цієї ртуті (мал. 104). Висота стовпчика становила в його дослідах приблизно 760 мм. За ре­зультатами досліду вчений зробив висновок, що тиск ртутного стовпчика зрівноважується атмосферним тиском, який діє на

Як розрахувати атмосферний тиск

Виразимо тиск стовпчика ртуті висотою 760 мм (нормальний) у си­стемних одиницях тиску - паскалях.

З попередніх параграфів відомо, що ваговий тиск рідини розрахо­вується за формулою:

1. Чому існує атмосферний тиск?

2. Хто вперше виміряв атмосферний тиск?

3. Чому не виливається ртуть із трубки в досліді Торрічеллі?

4. Який атмосферний тиск вважається нормальним?

5. Як розрахувати значення атмосферного тиску в паскалях за прчупктлтямі/і ппгпіпи Тпппічрппі?

1. Виразити в кілопаскалях атмосферний тиск 800 мм рт. ст.; 500 мм рт. ст.; 530 мм рт. ст.

2. Визначити висоту стовпа ртуті, який зрівноважується ат­мосферним тиском в 900 гПа; 1100 гПа; 970 гПа.

3. Якої довжини має бути трубка для проведення досліду Торрічеллі з використанням води?

4. Якої висоти водяний стовп зрівноважить атмосферний тиск 500 мм рт. ст.?

V І.. Підсумок уроку

V ІІ.. Домашнє завдання.

Опрацювати у підручнику §34 Вправа 19(4)

Навчальна:

Сформувати поняття про прилад барометр, його основну будову та використання при вімірювані атмосферного тиску; показати залежність величини тиску атмосфери від висоти.

Розвивальна:

• 
  розвиток пам’яті та уважності.
  

• 
  формування інтересу до вивчення предмету фізика;
  

Обладнання: підручник, збірник задач з фізики

План уроку

І. Організаційна частина.

ІІ. Перевірка виконання домашнього завдання.

ІІІ. Актуалізація опорних знань учнів.

ІV. Вивчення нового матеріалу.

V. Закріплення вивченого матеріалу.

V І. Домашнє завдання.

Хід уроку

- організація класу

- перевірка готовності класу до уроку.

ІІ. Перевірка знань та умінь учнів.

ІІІ. Перевірка виконання домашньої задачі.

(Один з учнів розповідає про хід розв 'язування задачі )

ІV. Актуалізація опорних знань учнів

1. Чому існує атмосферний тиск?

2. Хто вперше виміряв атмосферний тиск?

3. Чому не виливається ртуть із трубки в досліді Торрічеллі?

4. Який атмосферний тиск вважається нормальним?

5. Як розрахувати значення атмосферного тиску в паскалях

Проводячи досліди з трубкою зі ртуттю, Торрічеллі помітив, що висота стовпчика ртуті час від часу змінювалася. Звідси він зробив висновок, що атмосферний тиск не залишаєть­ся сталим - він змінюється.

Особливо помітною була зміна висоти стовпчика ртуті в до­сліді Торрічеллі, який показував значення атмосферного тиску перед зміною погоди. Помітивши таке явище, вчений зробив висновок, що так можна передбачати погоду. Щоб не викорис­товувати щоразу лінійку для вимірювань висоти стовпчика, до трубки прикріпили нерухому шкалу з міліметровими поділ­ками. Отриманий прилад назвали барометром (лат: baros -вага; metro - міряю).

Барометр можна використовувати для вимірювання висоти

Проведені дослідження показали, що за змінами атмо­сферного тиску можна розраховувати висоту піднімання над поверхнею Землі. Якщо висота піднімання не перевищує кіль­кох сотень метрів, то можна вважати, що при підніманні на кожні 12 м атмосферний тиск зменшується на 1 мм рт. ст., або на 100 Па кожні 8 м.

Головною частиною анероїда є металева коробочка 5 з хвилястою поверхнею, з якої відкачане повітря. Щоб коробочку не сплющило атмо­сферне повітря, її поверхні утри­муються металевою пружиною 4. При зміні атмосферного тиску коро­бочка деформується, а спеціальний механізм 1 передає ці деформації стрілці 3, яка показує на шкалі 2 значення тиску.

Шкала анероїда градуюється через співставлення його пока­зів із показами ртутного барометра, який фактично є еталон­ним приладом.

За принципом анероїда працює також альтиметр - при­лад, яким вимірюють висоту польоту на невеликих літаках. Його шкала відградуйована безпосередньо в одиницях висоти.

1. Чому атмосфера утримується біля Землі?

2. Чи однакова густина повітря на всіх висотах?

3. Яка залежність між висотою і атмосферним тиском?

4. Як за змінами атмосферного тиску можна визначити висоту?

Вправа 20

1. Чому висотні літаки мають герметичну кабіну?

2. У класі барометр показує тиск 756 мм рт. ст., а в цей самий час біля річки - 760 мм рт. ст. На якій висоті над рівнем річки знаходиться школа?

Опрацювати у підручнику §35