Резюме на урок по физика Измерване на атмосферното налягане
План - резюме на урока
„Измерване на атмосферно налягане. Опитът на Торичели. Анероиден барометър. Атмосферно налягане на различни височини"
Изпълни: Кежутина Олга Владиславовна
Тема на урока:Измерване на атмосферното налягане. Опитът на Торичели. Анероиден барометър. Атмосферно налягане на различни височини
Тип урок: комбиниран.
Методи на обучение: обяснителни и илюстративни с елементи на евристичен разговор
Вид на урока: урок-разговор.
Дидактическа цел: формиране на знания на учениците за измерване на атмосферното налягане.
Образователна цел: да се разшири разбирането за стойността на атмосферното налягане, да се покаже значението на неговото измерване, да се научат физическите причини за намаляване или повишаване на атмосферното налягане с промяна на надморската височина.
изучавайте устройството и принципа на работа на живачен барометър
въвеждане на единица за атмосферно налягане (1 mm Hg, изразяването му в паскали)
да проучи устройството и предназначението на барометъра - анероид
изучаване на физическите причини за намаляване или повишаване на атмосферното налягане с промяна на надморската височина.
да събуди познавателния интерес на учениците към нови знания; култивирайте дисциплина.
да насърчава формирането на научен мироглед, идеи за ролята на физиката в живота на обществото и неговите технически постижения
Създайте условия за формиране на интелектуални операции.
формиране на умения за решаване на задачи за изчисляване на налягането на различни височини.
развиват познавателен интерес към физиката чрез създаванепроблемна ситуация, чрез работа с това устройство, чрез показване на практическата значимост на темата
Оборудване:барометър - анероид, висотомер, маса (барометърни уреди), маса (опит на Торичели).
Добър ден, момчета, седнете.
Всички ли си направиха домашното?
Няколко души подават тетрадки за проверка.
Учениците се включват в урока, предават тетрадки.
Актуализиране на знанията.
В последния урок се запознахме с атмосферното налягане.
На бюрата има листове, където ви се предлагат няколко твърдения (Приложение 1). Срещу верните поставете "+", а грешните - "-". Работата е индивидуална. Ще проверим отговорите ви след няколко минути. Сега разменете работата си и един човек отива до дъската и проверява задачите. Даваме си оценки: 1 грешка - 5, 2 грешни - 4, 3 грешни - 3, повече - 2. Поставете листата на ръба на бюрото.
Отговорете на въпросите в листовките, оценявайте се взаимно.
Мотивационен етап.
Защо не е възможно да се изчисли атмосферното налягане по формулата p =ρ gh ?
Ако е невъзможно да се изчисли атмосферното налягане с тази формула, как може да стане това?
Отговорът на този въпрос ще бъде един много прост експеримент в съдържанието, който е поставен от италианския учен Еванджелиста Торичели.Записване на темата на дъската: „Измерване на атмосферното налягане. Опитът на Торичели. Анероиден барометър. Атмосферно налягане на различни височини"
Днес ще научим кой и как първи измерва атмосферното налягане; защо това налягане се измерва в mm Hg, как се казва уредът за измерване на атмосферното налягане и променя ли се атмосферното налягане на различни височини.
Няма ясна граница на атмосферата - не знаем дълбочината. Плътността на атмосферата не е еднаква.
Запишете темата на урока в тетрадка.
Какво трябва да знаем, за да изчислим атмосферното налягане по тази формула?
Еднаква ли е плътността на атмосферата?
Изучаване на нов материал.
Е. Торичели, ученик на Г. Галилей, е първият, който измерва атмосферното налягане. Името Торичели влезе завинаги в историята на физиката като името на човека, който пръв доказа съществуването на атмосферно налягане и създаде първия барометър.
Опитът на Торичели е следният: (демонстрация на таблицата - опит на Торичели) Стъклена тръба с дължина около 1 м, затворена от единия край, се пълни с живак. След това, плътно затваряйки другия край на тръбата, тя се обръща, спуска се в чаша с живак и краят на тръбата се отваря под живака. Живакът от тръбата започва да се излива, но не целият!
Над живака в тръбата няма въздух, има безвъздушно пространство.
-Защо живакът се изля от тръбата?
-Защо живакът спря да излиза от тръбата?
Напишете на дъската:
След това, като измерите височината на живачната колона, можете да изчислите налягането, което живакът произвежда. То, както казахме, ще бъде равно на атмосферното налягане.
Наблюдавайки всеки ден височината на живачната колона в тръбата, Торичели открива, че нейната височина се променя, т.е. атмосферното налягане не е постоянно, то може да се увеличава и намалява. Торичели също забеляза, че промените в атмосферното налягане са свързани с промените във времето. Хората казват: "При лошо време налягането пада, а при хубаво време се повишава."
Ако атмосферното налягане се повиши, тогава живакът ще се издигне в тръбата, а ако атмосферното налягане намалее, височината на живачния стълб също ще стане по-малка. Следователно на практика налягането може да се измери с височината на живачния стълб (в милиметри).
ако,например атмосферното налягане е 780 mm. rt. Чл., това означава, че въздухът произвежда същото налягане като вертикален живачен стълб с височина 780 mm.
Ако прикрепим вертикална скала (линийка) към тръбата на Торичели, получаваме най-простия уред за измерване на атмосферното налягане - живачен барометър (от гръцки "барос" - гравитация, "метрео" - измервам).
Това устройство измерва налягането в mm Hg.
Така се появи единицата за атмосферно налягане - 1 mm Hg. Но в SI атмосферното налягане се измерва в паскали. Нека дефинираме връзката между единиците за налягане - паскал и милиметър живачен стълб:
Използвайки формулата за хидростатично налягане p=rgh и знаейки, че плътността на живака е r=13600 kg/m3, намираме налягането на живачен стълб с височина 1 mm:
p = gph
p = 9,8 N/kg • 13 600 kg/m3 • 0,001 m = 133,3 Pa,
1 mmHg = 133.3 Pa.
Понастоящем е обичайно атмосферното налягане да се измерва в хектопаскали (1 hPa = 10 2 Pa).
Например метеорологичните доклади могат да показват, че налягането е 1013 hPa, което е същото като 760 mm. Hg
На практика за измерване на атмосферното налягане се използва металенбарометър, наречен анероид (в превод от гръцки -безтечен.Този барометър се нарича, защото не съдържа живак).
Демонстрация на масата - устройство на анероиден барометър: Основната му част е метална кутия 1 с вълнообразна (гофрирана) повърхност. Въздухът се изпомпва от тази кутия и така че атмосферното налягане да не смачка кутията, капакът й се издърпва нагоре от пружина 2. С повишаване на атмосферното налягане капакът се огъва надолу и опъва пружината. Когато налягането намалее, пружината изправя капака. До извора странсмисионният механизъм 3 е прикрепен към стрелката на показалеца 4, която се движи надясно или наляво, когато налягането се промени. Под стрелката е фиксирана скала, чиито деления са маркирани според показанията на живачен барометър. И така, числото 750, срещу което стои анероидната стрелка, показва, че в момента в живачния барометър височината на живачната колона е 750 mm, следователно атмосферното налягане е 750 mm Hg. чл., или ≈ 1000 hPa.
Познаването на атмосферното налягане е много важно за прогнозиране на времето за следващите дни, тъй като промените в атмосферното налягане са свързани с промените във времето. Барометърът е основен инструмент за метеорологични наблюдения.
Демонстрация на анероиден барометър.
Торичели установява, че височината на живачния стълб в неговия експеримент не зависи от формата на тръбата, нито от нейния наклон. На морското равнище височината на живачния стълб винаги е била около 760 mm.
Налягането на течност зависи от нейната плътност и дълбочината на слоя (височината на колоната). Установена е една и съща стойност на плътността на течността на различни дълбочини, поради ниската свиваемост на течността. Какво не може да се каже за газовете. Преди това установихме, че по-голямата плътност на газовете, които изграждат атмосферата близо до повърхността на Земята, и по-ниската плътност на атмосферата на голяма надморска височина, както и налягането зависи от плътността и височината. Смятате ли, че има някаква закономерност в промяната на налягането в атмосферата с височината?
Да, наистина такава зависимост съществува. Наблюденията показват, че атмосферното налягане в районите, разположени на морското равнище, е средно 760 mm. Hg
Така(запис в тетрадка) атмосферно налягане, равно на налягането на живачен стълб с височина 760 mm при температура 0oC, се нарича нормално атмосферно налягане.
Нормално атмосферно налягане:
760mm.Hg = 101300 Pa = 1013 hPa = 105Pa
Колкото по-висока е надморската височина, толкова по-ниско е налягането.
Забележка в тетрадка: Наблюденията показват, чес малки повишения, средно на всеки 12 m, налягането намалява с 1 mm Hg. (или 1,33 hPa).
Познавайки зависимостта на налягането от надморската височина, е възможно да се определи височината над морското равнище чрез промяна на показанията на барометъра. Анероидите, които имат скала, по която можете да прочетете височината, се наричат висотомери. Използват се в авиацията и при изкачване на планини. Алтиметър - уред за измерване на височина.Демонстрация на алтиметър.
Принципът му на работа е много прост. От едната страна се подава въздух, който компресира мембраната. От мембраната механичната сила се предава на стрелките на устройството. Всъщност алтиметърът се различава от барометъра само по скалата.