Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли

Цель: Знакомство с примером определения атмосферного давления. Раскрытие физического содержания опыта Торричелли.

Оборудование: магдебургские полушария, насос Камовского, стакан с подкрашенной водой, мультимедийный проектор, презентация к уроку.

Формируемые умения: наблюдать, анализировать, сравнивать результаты опытов, делать выводы.

1. Какого химического элемента 21% в воздухе.
2. Основной газ в составе атмосферы.
3. Газовая оболочка, окружающая Землю.
4. Как, с греческого языка переводится слово шар.
5. Что действует на молекулы газов, образующих атмосферу, не улетающих в космическое пространство?
6. Что создаётся ударами беспорядочно движущихся молекул.
7. Физическая характеристика газа, пара.
8. Прибор для обнаружения атмосферного давления.
9. Что происходит с плотностью воздуха, если мы поднимаемся в горы?

Вывод: Получилось слово ИЗМЕРЕНИЕ. На прошлом уроке мы с вами узнали, что такое атмосфера и атмосферное давление, а тема сегодняшнего урока “Измерение атмосферного давления”.

2. Новый материал.

Знание основных характеристик земной атмосферы очень важно. В тоже время трудность в измерении атмосферного давления заключается в том, что нельзя воспользоваться формулой: Р=gh? Т.к. с изменением высоты меняются значение плотности и значение g. Как же быть?

Эту проблему решил Эванджелиста Торричелли

(Историческая справка по биографии Торричелли)

С помощью простого опыта – стеклянная трубка длинной 1 м, запаянная с одного конца, ртуть – Торричелли предложил измерить атмосферное давление. Предложенный им опыт был осуществлён в 1643 году учеником Галилея В. Вивиани. Давайте посмотрим как.

(Фильм)

Вывод по фильму (по Плакату закрепление):

Оборудование: Стеклянная трубка запаянная с одного конца, ртуть.

1. Р _атм = Р_ртути

Р_ртути < Р _атм – то ртуть вливалась бы в трубку

Р_ртути > Р _атм – то ртуть бы выливалась из трубки в чашку

2. Образовалась Торричелева пустота

3. Высота ртутного столба 760мм. (Слайд 1)

Вывод: давление атмосферы можно измерить высотой ртутного столба.

Давление атмосферы, равное давлению ртутного столба высотой 760 мм при температуре 0 ?С называется нормальным атмосферным давлением. (Слайд2)

В системе СИ атмосферное давление измеряется в Паскалях.

Давайте рассчитаем нормальное атмосферное давление (слайд 3) подставив значения в формулу Р=gh, где = 1360 кг/м³, h= 0,76 м, g= 9,82 Н/кг.

Р_а= 101300Па10⁵ Па

В 1648 году по поручению Паскаля Ф. Пурье измерил высоту столба ртути у подножья и на вершине горы Пюи-де-Дом (слайд 4) и подтвердил предположение Паскаля о том, что атмосферное давление зависит от высоты – чем выше тем давление меньше .

Каждые 12 метров вверх или вниз давление изменяется на 1мм.рт.столба.

В 1652 году Отто фон Герике пришёл к выводу о существовании атмосферного давления. (Историческая справка по биографии Герика)

Герик откачивал воздух из тонкостенного металлического шара. Мы можем его опыт проверить на пластиковой бутылке:

Опыт:

Оборудование: пластиковая бутылка, насос Комовского.

Откачиваем воздух из бутылки, бутылка сплющивается.

Вопрос классу: ПОЧЕМУ?

Вывод опыта: расплющивание происходит под действием давления окружающего воздуха.

В 1654 году Герике, желая убедить всех о существовании атмосферного давления, произвёл опыт с “магдебургскими полушариями” (слайд 5).

Из полости между двух сложенных вместе полушарий выкачали воздух. При этом силы атмосферного давления так сильно прижали эти полушария друг к другу, что их не могли разъединить несколько пар лошадей. (Слайд 6). Это мы можем проверить тоже.

Опыт:

Оборудование: “магдебургскими полушариями”, насос Комовского

Откачиваем воздух и предлагаем ученикам разделить эти полушария.

(Слайд 7) Интересно: Наблюдая ежедневно за высотой ртутного столба в трубке, Торричелли обнаружил, что высота ртутного столба в течение суток меняется, но незначительно, т.е имеет суточный ход. Ночью повышается, а днем в период максимальных температур понижается. Особенно правильный суточный ход оно имеет в тропических странах, где дневное колебание достигает 2,4 мм рт. ст., а ночное – 1,6 мм рт. ст. С увеличением Широты амплитуда изменения АД уменьшается, но вместе с тем становятся более сильными непериодические изменения атмосферного давления. Распределение Атмосферного давления по земной Поверхности обусловливает движение масс и атмосферных фронтов, определяет направление и скорость ветра.

Любопытно, что “магдебургские полушария” имеются у каждого человека: головки бедренных костей удерживаются в тазовом суставе атмосферным давлением.

3. Закрепление. (Слайд 8-10)

Домашнее задание: §41, задание 11 (2) – проделать экспериментальную задачу со стаканом, объяснить явление.