вага повітря
Конспект уроку з фізики на тему: Вага повітря. Атмосферний тиск. Чому існує повітряна оболонка Землі. Вимірювання атмосферного тиску. Дослід Торрічеллі.
Тип уроку: вивчення нового матеріалу.
Мета уроку: 1. Чи зупиниться на основних помилках, допущених при виконанні контрольної роботи.
2. З'ясувати, чи володіє навколишній нас повітря вагою. Якщо так, то як його виміряти?
Структура уроку: 1. Організаційний момент.
2. Рецензія помилок, допущених при вирішенні контрольної роботи.
3. Пояснення нового матеріалу.
4. Закріплення матеріалу.
5. Завдання домашньої роботи.
- Привіт хлопці, сідайте. Мене звуть Наталя Валеріївна, уроки фізики у Вас тепер буду вести я.
2. Рецензія помилок, допущених при вирішенні контрольної роботи.
Сьогоднішній урок ми почнемо з розбору помилок, допущених в контрольній роботі. Найбільше утруднення викликали завдання під номерами 5 і 6. Давайте їх розберемо.
Завдання № 5 (викликати до дошки Круглова Діму)
У ємність, довжиною 40 см і шириною 20 см налитий гас до висоти 35 см. Який тиск чинить гас на дно ємності?
Учень біля дошки записує дано, визначити, рішення. В цей час задати класу питання:
Хлопці, якою буквою ми позначимо довжину і ширину ємності? (A, b, h)
Яке неявне дане нам дано в задачі? (Щільність гасу)
- Дізнатися свої оцінки Ви зможете після дзвінка.
3. Пояснення нового матеріалу.
На дошці записати тему уроку: Вага повітря. Як виміряти тиск атмосфери?
А зараз приступимо до вивчення нової теми. Запишіть тему в свої зошити (прочитати тему ще раз).
- Як ми вже знаємо на всяке тіло діє сила тяжіння. А як ви думаєте, на повітря діє сила тяжіння?
- Правильно. Отже, раз на повітря діє сила тяжіння, він має вагу. Вага повітря можна виміряти, знаючи його масу.
Відомо, що при температурі t = 0 ° С і нормальному атмосферному тиску, маса повітря, об'ємом 1 м 3 дорівнює 1,29 кг.
Давайте розрахуємо вага повітря.
- Хто скаже, як знайти вагу?
- Давайте підставимо наші дані в формулу. Отримаємо P = 1,29 кг · 9,8 Hкг ≈ 13 Н
Отже, ми дізналися, що повітря має вагу і щоб його виміряти треба обчислити його масу.
- Хлопці, а хто знає як називається повітряна оболонка Землі?
- Правильно. Повітряну оболонку землі називають атмосферою. Атмосфера простягається на висоту декількох тисяч кілометрів.
Внаслідок сили тяжіння верхні шари повітря стискають нижні шари. Нижній шар стиснутий найбільше і тому передає вироблене на нього тиск у всіх напрямках. В результаті цього земна поверхня і тіла, що знаходяться на ній відчувають атмосферний тиск.
Існуванням атмосферного тиску можуть бути пояснені багато явищ, з якими ми зустрічаємося в житті.
Давайте розглянемо досвід.
Візьмемо трубку з поршнем. Кінець трубки опустимо в воду. Будемо піднімати поршень. Ми бачимо, що вода піднімається за поршнем. Відбувається це тому, що при підйомі поршня між ним і водою утворюється безповітряний простір, в яке під тиском зовнішнього повітря піднімається вода.
Це явище використовується в водяних насосах і деяких інших пристроях.
Розглянемо інший досвід.
Візьмемо ось такий прилад (показати). Прилад являє собою скляну тонку трубку з невеликим розширенням в центрі. Такий прилад називається лівер. Давайте подивимося його принцип дії. Опустимо лівер в посудину з водою так, щоб рідина заповнила розширення. Потім затиснемо верхній кінець ліверу пальцем і виймемо лівер з рідини. При цьому невелика кількість рідини виллється, що призведе до розширення обсягу повітря в верхній частині приладу. В результаті розширення тиск повітря зменшиться і стане менше атмосферного. Виникає перепад тисків не дозволить витекти решти рідини. Якщо перенести лівер в іншу посудину і відкрити верхній отвір, то рідина з ліверу виллється в цю посудину.
Такий прилад використовується для взяття проб різних рідин.
Повітряна оболонка складається з молекул газів. Молекули газу як і всі тіла притягуються до землі. Виникає питання: чому ж тоді молекули до сих пір не впали на землю? Відбувається це тому, що молекули знаходяться в безперервному і безладному русі. Тоді виникає інше питання: чому ці молекули не відлітають у відкритий космічний простір? Давайте спробуємо в цьому розібратися. Щоб молекули могли зовсім покинути землю, вони повинні мати дуже великі швидкості, наприклад як у космічного корабля або ракети, це приблизно 11,2 кмс. Така швидкість називається другою космічною швидкістю. Швидкість же молекул значно менше, завдяки цьому молекули як би «прив'язані» до Землі.
Таким чином, можна зробити висновок про те, що безладний рух молекул і дію на них сили тяжіння призводять до того, що молекули газів «парять» в просторі навколо Землі, утворюючи повітряну оболонку.
Дослідження показують, що щільність повітря на різній висоті неоднакова. Чим вище, тим повітря розрідження. А в самих верхніх шарах атмосфера переходить у безповітряний простір.
Так як щільність повітря на різній висоті по-різному, то розрахувати атмосферний тиск за формулою p = ρ · g · h можна.
Однак, це можна зробити за допомогою досвіду, який був запропонований в XVII столітті італійським вченим Еванджеліста Торрічеллі, який був учнем Галілея.
Давайте розглянемо цей досвід.
Торрічеллі брав скляну трубку завдовжки близько 1 м, запаяну з одного кінця і наповнював її ртуттю. Потім щільно закривши другий кінець трубки, перевертав і опускав її в чашку, так само заповнену ртуттю, де відкривав кінець трубки. Частина ртуті при цьому виливалася в чашку, а частина її залишалася в трубці. Висота стовпа ртуті, що залишилася в трубці, приблизно дорівнює 760 мм рт.ст.
Спробуємо пояснити цей досвід.
Атмосфера тисне на поверхню ртуті в чашці на ділянках а1 і а3. а ртуть в трубці тисне на ділянці А2. Нам відомо, що тиск на одному рівні скрізь однаково. Значить тиск атмосфери на ділянках а1 і а3 дорівнює тиску стовпа ртуті на ділянці А2. РАТМ = рртуті. Вимірявши висоту стовпа, можна розрахувати тиск, який виробляє ртуть. Воно і буде дорівнює атмосферному тиску. Чим менше тиск, тим стовп ртуті нижче, чим вище тиск, тим стовп ртуті вище. Тому тиск можна вимірювати висотою ртутного стовпа, тобто в міліметрах ртутного стовпа.
Завдання: будинки знайти співвідношення між 1 Па і 1 мм рт.ст. (Стор.102)
Якщо до трубки з ртуттю прикріпити шкалу, то можна отримати найпростіший прилад для вимірювання атмосферного тиску - ртутний барометр.
4. Закріплення матеріалу.
1. Як можна визначити масу повітря?
2. чому дорівнює тиск повітря об'ємом 1 м 3?
3. Чому створюється і чому існує атмосферний тиск?
4. Чому молекули атмосфери не падають на землю під дією сили тяжіння?
5. Чому молекули атмосфери не залишають Землю?
6. Як вимірюється щільність атмосфери зі збільшенням висоти?
7. Чи відчуваєте ви зміну атмосферного тиску на собі?
5. Завдання домашньої роботи.
Параграф 40,41,42. Упр.19 (стор.103) № 1. Завдання 10 (стор.98) за бажанням, звіт тим хто раніше не здавав звіти
Підручник фізики для 7 класу - А.В. Перишкін