Атмосферное давление в живой природе

Атмосферное давление

Атмосферное давление в живой природе

  • Участник: Вертушкин Иван Александрович
  • Руководитель: Виноградова Елена Анатольевна  

         Тема : “Атмосферное давление”   

Сегодня за окном идёт дождь. После дождя уменьшилась температура воздуха, увеличилась влажность и уменьшилось атмосферное давление.

Атмосферное давление является одним из основных факторов, определяющих состояние погоды и климата, поэтому знания об атмосферном давлении необходимы в прогнозировании погоды. Большое практическое значение имеет умение измерять атмосферное давление. И его можно измерить специальными приборами-барометрами.

В жидкостных барометрах при изменении погоды столбик жидкости понижается или повышается.

Знания об атмосферном давлении необходимы в медицине, в технологических процессах, жизнедеятельности человека и всех живых организмов. Существует прямая связь между изменениями атмосферного давления и изменениями погоды. Рост или понижение атмосферного давления может служить признаком изменения погоды и влияет на самочувствие человека. 

Описание трёх взаимосвязанных физических явлений из повседневной жизни:

  • Связь между погодой и атмосферным давлением.
  • Явления, лежащие в основе работы приборов для измерения атмосферного давления.
  • Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости в жидкостных барометрах.

Актуальность работы

Актуальность выбранной темы состоит в том, что во все времена люди, благодаря своим наблюдениям за поведением животных могли предугадать изменения погоды, стихийные бедствия, избежать людских жертв.

Влияние атмосферного давления на наш организм неизбежно, резкие изменения атмосферного давления влияют на самочувствие человека, особенно страдают метеозависимые люди.

Конечно, уменьшить влияние атмосферного давления на здоровье человека мы не в силах, но помочь собственному организму можем.

Правильно организовать свой день, распределить время между трудом и отдыхом может помочь умение измерять атмосферное давление, знание народных примет, использование самодельных приборов.

Цель работы: выяснить, какую роль в повседневной жизни человека играет атмосферное давление.

Задачи:

  • Изучить историю измерения атмосферного давления.
  • Установить, есть ли связь между погодой и атмосферным давлением.
  • Изучить виды приборов, предназначенных для измерения атмосферного давления, изготовленных человеком.
  • Изучить физические явления, лежащие в основе работы приборов для измерения атмосферного давления.
  • Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости в жидкостных барометрах.

Методы исследования

  • Анализ литературы.
  • Обобщение полученной информации.
  • Наблюдения.

Область исследования: атмосферное давление

Гипотеза: атмосферное давления имеет важное значение для человека.

Значимость работы: материал данной работы может быть использован на уроках и во внеурочной деятельности, в жизни моих одноклассников, учеников нашей школы, всеми любителями исследований природы.

План работы

I. Теоретическая часть (сбор информации):

  1. Обзор и анализ литературы.
  2. Интернет-ресурсы.

II. Практическая часть:

  • наблюдения;
  • сбор информации о погоде.

III. Заключительная часть:

  1. Выводы.
  2. Презентация работы.

История измерения атмосферного давления

Мы живем на дне огромного воздушного океана, называемого атмосферой. Все изменения, которые происходят в атмосфере, непременно оказывают влияние на человека, на его здоровье, способы жизнедеятельности, т.к. человек является неотъемлемой частью природы.

Каждый из факторов, определяющих погоду: атмосферное давление, температура, влажность, содержание в воздухе озона и кислорода, радиоактивность, магнитные бури и др. оказывает прямое или косвенное воздействие на самочувствие и здоровье человека.

Остановимся на атмосферном давлении.

Атмосферное давление — это давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность.

В 1640 году великий герцог Тосканский решил устроить фонтан на террасе своего дворца и приказал для этого подвести воду из ближайшего озера с использованием всасывающего насоса. Приглашенные флорентийские мастера сказали, что это невозможно, потому что воду нужно было всасывать на высоту более 32 футов (более 10 метров). А почему вода не всасывается на такую высоту, объяснить не могли.

Герцог попросил разобраться великого ученого Италии Галилео Галилея. Хотя ученый уже был стар и болен и не мог заняться экспериментами, он все-таки предположил, что решение вопроса лежит в области определения веса воздуха и его давления на водную поверхность озера. За разрешение этого вопроса взялся ученик Галилея Эванджелиста Торричелли.

Для проверки гипотезы своего учителя он провел свой знаменитый опыт. Стеклянную трубку длиной 1 м, запаянную с одного конца, заполнил полностью ртутью, и плотно закрыв открытый конец трубки, перевернул ее этим концом в чашку с ртутью. Часть ртути из трубки вылилась, часть осталась. Над ртутью образовалось безвоздушное пространство.

Атмосфера давит на ртуть в чашке, ртуть в трубке тоже давит на ртуть в чашке, так как установилось равновесие, то эти давления равны. Рассчитать давление ртути в трубке означает рассчитать давление атмосферы. Если атмосферное давление повышается или понижается, то столбик ртути в трубке соответственно повышается или понижается. Так появилась единица измерения атмосферного давления – мм. рт.

ст. – миллиметр ртутного столба. Наблюдая за уровнем ртути в трубке, Торричелли заметил, что уровень меняется, значит, он не является постоянным и зависит от изменения погоды. Если давление повышается, погода будет хорошей: холодной – зимой, жаркой – летом. Если давление резко понижается, значит, ожидается появление облачности и насыщение влагой воздуха.

Трубка Торричелли с приставленной линейкой представляет собой первый прибор для измерения атмосферного давления – ртутный барометр. (Приложение 1)

Ртутный барометр

Создавали барометры и другие ученые: Роберт Гук, Роберт Бойль, Эмиль Марриот. Водяные барометры сконструировал французский ученый Блез Паскаль и немецкий бургомистр города Магдебурга Отто фон Герике. Высота такого барометра составляла более 10 метров.

Для измерения давления пользуются различными единицами: мм ртутного столба, физическими атмосферами, в системе СИ – Паскалями.

Связь между погодой и атмосферным давлением

В романе Жюль Верна «Пятнадцатилетний капитан» заинтересовало описание о том, как понимать показания барометра.

«Капитан Гуль, хороший метеоролог, научил его понимать показания барометра. Мы вкратце расскажем, как надо пользоваться этим замечательным прибором.

  1. Когда после долгого периода хорошей погоды барометр начинает резко и непрерывно падать это верный признак дождя. Однако если хорошая погода стояла очень долго, то ртутный столбик может опускаться два-три дня, и лишь после этого произойдут в атмосфере сколько-нибудь заметные изменения. В таких случаях чем больше времени прошло между началом падения ртутного столба и началом дождей, тем дольше будет стоять дождливая погода.
  2. Напротив, если во время долгого периода дождей барометр начнет медленно, но непрерывно подниматься, можно с уверенностью предсказать наступление хорошей погоды. И хорошая погода удержится тем дольше, чем больше времени прошло между началом подъема ртутного столба и первым ясным днем.
  3. В обоих случаях изменение погоды, происшедшее сразу после подъема или падения ртутного столба, удерживается весьма непродолжительное время.
  4. Если барометр медленно, но беспрерывно поднимается в течение двух-трех дней и дольше, это предвещает хорошую погоду, хотя бы все эти дни и лил, не переставая, дождь, и vice versa. Но если барометр медленно поднимается в дождливые дни, а с наступлением хорошей погоды тотчас же начинает падать, хорошая погода удержится очень недолго, и vice versa
  5. Весной и осенью резкое падение барометра предвещает ветреную погоду. Летом, в сильную жару, оно предсказывает грозу. Зимой, особенно после продолжительных морозов, быстрое падение ртутного столба говорит о предстоящей перемене направления ветра, сопровождающейся оттепелью и дождем. Напротив, повышение ртутного стол ба во время продолжительных морозов предвещает снегопад.
  6. Частые колебания уровня ртутного столба, то поднимающегося, то падающего, ни в коем случае не следует рассматривать как признак приближения длительного; периода сухой либо дождливой погоды. Только постепенное и медленное падение или повышение ртутного столба предвещает наступление долгого периода устойчивой погоды.
  7. Когда в конце осени, после долгого периода ветров и дождей, барометр начинает подниматься, это предвещает северный ветер в наступление морозов.

Вот общие выводы, которые можно сделать из показаний этого ценного прибора. Дик Сэнд отлично умел разбираться в предсказаниях барометра и много раз убеждался, насколько они правильны. Каждый день он советовался со своим барометром, чтобы не быть застигнутым врасплох переменой погоды.»

Я провел наблюдения за изменением погоды и атмосферным давлением. И убедился, что существует эта зависимость.

ДатаТемпература, °СОсадки,Атмосферное давление, мм рт.ст.Облачность
28.01.2017-3765ясно

Источник: https://rosuchebnik.ru/material/atmosfernoe-davlenie-7554/

Дополнительный материал к теме

Атмосферное давление в живой природе

  • Атмосферное давление в живой природе
  • Слон использует давление всякий раз, когда хочет пить. Шея у него короткая, и  он не может нагнуть голову в воду, а опускает только хобот и втягивает воздух. Под действием атмосферного давления хобот наполняется водой, тогда слон изгибает его и выливает воду в рот.

  • Мухи и древесные лягушки могут держаться на оконном стекле благодаря крошечным присоскам, в которых создается разряжение, и атмосферное давление удерживает присоску на стекле.
  • Рыбы- прилипалы имеют присасывающую поверхность, состоящую из ряда складок, образующих глубокие “карманы”.

    При попытке оторвать присоску от поверхности, к которой она прилипла, глубина “карманов” увеличивается, давление в них уменьшается и тогда внешнее давление еще сильнее прижимает присоску.

  • Засасывающее действие болота объясняется тем, что при поднятии ноги под ней образуется разряженное пространство.

    Однако, копыта парнокопытных животных при вытаскивании из трясины пропускают воздух через разрез в образовавшееся разреженное пространство. Давление сверху и снизу выравнивается, и нога вынимается без особого труда.

  • Первые водопроводы
  • Первые простейшие водопроводы были сооружены несколько тысяч лет назад.

    В Древнем Египте подземная вода из глубоких колодцев поднималась водоподъемниками и по керамическим и деревянным трубам подавалась потребителям.

  • Жители современного Рима до сих пор используют остатки водопровода, построенного еще римскими рабами.

    Римский водопровод прокладывался на высоких каменных столбах, придавая водопроводным трубам равномерный уклон вниз на всем пути (а для этого требовалось вести воду нередко в обход, либо возводить высокие арочные подпоры).  Одна из римских труб, Аква Марциа, имеет длину 100км, между тем как прямое расстояние между ее концами вдвое меньше.

    Полсотни километров каменной кладки пришлось проложить из-за незнания элементарного закона физики о сообщающихся сосудах.

  • Древние водопроводы с деревянными трубами были сооружены в Англии  в 18В, в Париже в конце 18В, в Вильнюсе в 1501г, в Москве в 1804г.
  • Из “Книги рекордов Гинеса”
  • Самый глубокий шлюз – Карапатео – в Португалии, на реке Дару.

    Он способен принимать суда с осадкой 35м

  • – самый высокий фонтан – на Фаунтин-Хиллз(США) – был построен по заказу одной очень крупной фирмы и обошелся ей в 1,5 млн. долларов. Высота струи достигает 170м, масса в ней 8т., скорость течения воды 236км/ч
  • самая высокая водонапорная башня-64м построена в 1965г в г.Юнион(США). Её ёмкость 9 462 000л.

  • самый протяженный в мире водопровод -563км проходит от г.Прета(Австралия) до золотого прииска г.Калгурли, сооруженный в 1903г.
  • самая протяженная водопроводная сеть – 8000км – в нашей стране в Москве

 7 класс
Тема: “Давление в жидкости и газе”

Внутри жидкости в любой ее точке существует давление, обусловленное весом верхних слоев жидкости на нижние.

 Если рассматривать жидкость в состоянии покоя, т.е. не двигающуюся, то это давление можно назвать “весовым ” или гидростатическим давлением.

 На одном и том же уровне оно одинаково по всем направлениям / и вверх в том числе /. С глубиной давление увеличивается.

Когда вы в резиновых сапогах заходите в воду, то чувствуете, как резина плотно прилегает к ногам. 

А ведь глубина совсем небольшая.

Расчетная формула для определения давления жидкости 

                                         в любой ее точке, а также на дно и стенки сосуда:

Все вышесказанное справедливо и для газов,

в которых тоже существует гидростатическое давление.

Тема: “Атмосферное давление”


Атмосфера – воздушная оболочка Земли / высотой несколько тысяч километров /.

По своему строению атмосфера Земли напоминает многоэтажный дом.

Первый “этаж” – тропосфера: высотой до 11км на д уровнем моря, содержит 4/5 

массы всего воздуха, температура падает с высотой, здесь зарождаются облака.

Второй “этаж” – стратосфера: до 55км над уровнем моря, содержит 1/5 всего воздуха, царство стужи
с температурой около минус 40 градусов Цельсия, здесь расположен озоновый слой.

Третий “этаж” – мезосфера: до 200км над уровнем моря, воздух сильно разрежен, давление составляет 1/25000 от нормального атмосферного давления.
Четвертый “этаж” – термосфера: невиданная жара около 1000-2000 градусов Цельсия, плотность воздуха исключительно мала, здесь возгораются падающие метеоры.

Лишившись атмосферы Земля стала бы такой же мертвой, как ее спутница Луна,

 где попеременно царят то испепеляющий зной, то ледянящий холод – + 130 С днем и – 150 С ночью.

Воздух обладает весом … В этом можно убедиться на опыте. Выкачав часть воздуха из шара, мы увидим, что он стал легче.

Впервые весомость воздуха привела людей в замешательство в 1638 году, когда не удалась затея герцога Тосканского украсить сады Флоренции фонтанами – вода не поднималась выше 10,3м.

Поиски причин упрямства воды и опыты с более тяжелой жидкостью – ртутью, предпринятые в 1643г. Торричелли, привели

к открытию атмосферного давления.

Тема “СИЛА АРХИМЕДА”

Зависимость давления в жидкости или газе от 
глубины погружения тела приводит к появлению выталкивающей силы (или иначе силы Архимеда), действующей на любое тело, погруженное в
жидкость или газ.

Архимедова сила направлена всегда противоположно 

силе тяжести, поэтому вес тела в жидкости или газе

всегда меньше веса этого тела в вакууме.
Величина Архимедовой силы определяется по
закону Архимеда.

Еще одна формула для определения Архимедовой силы:

ИНТЕРЕСНО, что сила Архимеда равна нулю, когда погруженное в жидкость тело плотно, всем основанием прижато ко дну.

ВЕС ТЕЛА, ПОГРУЖЕННОГО В ЖИДКОСТЬ (ИЛИ ГАЗ)
Вес тела в вакууме Pо=mg.
Если тело погружено в жидкость или газ,
то P = Pо – Fа = Ро – Pж
Вес тела, погруженного в жидкость или газ, уменьшается на величину выталкивающей силы, действующей на тело.
Или иначе:
Тело, погруженное в жидкость или газ, теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость. 

На все тела в воздухе действует выталкивающая ( архимедова) сила.                                                                       Чтобы найти архимедову силу, действующую на тело в воздухе, надо рассчитать ее по формуле, умножив ускорение свободного падения на плотность воздуха и на объем тела.

Fа = g pVт

Если эта сила окажется больше силы тяжести, действующей на тело, то тело взлетит.                                           На этом основано воздухоплавание.

Чтобы воздушный шар поднимался выше, его надо наполнить газом, плотность которого меньше, чем у воздуха. Это может быть водород, гелий или нагретый воздух.

Для того чтобы определить, какой груз может поднять воздушный шар, надо знать его подъемную силу.

 Подъемная сила воздушного шара равна разности между архимедовой силой и действующей на шар силой тяжести.

Fпод = Fа – (Fт оболочки + Fт газа внутри + Fт груза)


Плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря. Поэтому по мере поднятия воздушного шара действующая на него архимедова сила уменьшается. Подъем воздушного шара прекращается,если архимедова сила  и сила тяжести станут равными. Чтобы подняться еще выше, с шара сбрасывают балласт.
Чтобы опуститься на землю, выталкивающую силу надо уменьшить, для этого можно уменьшить объем шара. В верхей части оболочки шара имеется специальный выпускной клапан, через который можно выпустить часть газа. После этого шар начнет опускаться вниз.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОСТЫХ МЕХАНИЗМОВ

С древности простые механизмы часто использовались комплексно, в самых различных сочетаниях.

Комбинированный механизм состоит из двух или большего числа простых. Это не обязательно сложное устройство; многие довольно простые механизмы тоже можно считать комбинированными.

Например, в мясорубке имеются ворот (ручка), винт (проталкивающий мясо) и клин (нож-резак). Стрелкинаручных часов поворачиваются системой зубчатых колес разного диаметра, находящихся в зацеплении друг с другом. Один из наиболее известных несложных комбинированных механизмов – домкрат. Домкрат представляет собой комбинацию винта и ворота.

Выигрыш в силе, создаваемый комбинированным механизмом, равен произведению выигрышей отдельных механизмов, входящих в его состав.

На любой строительной площадке работают башенные подъемные краны – это сочетание рычагов, блоков, воротов. В зависимости от “специальности” краны имеют различные конструкции и характеристик

Портальные поворотные краны. Грузоподъемность – 300 кН. Скорость подъема груза – 0,17 

м/с.Рычаги, блоки, вороты, лебедки – непременные составные части путе- и трубоукладчиков.

Простые механизмы используются и в устройстве шагающих экскаваторов. В его большом ковше может поместиться экскаватор для городских строек.Простые механизмы помогут передвинуть дом, чтобы расширить улицу. Под дом подводят рамы, опускают на катки, уложенные на рельсы, и включают электролебедки.

Простые механизмы – это труженники со стажем работы более чем 30 веков, но ини ничуть не состарились

“,”author”:”Автор: Седых Валентина Ивановна”,”date_published”:”2020-03-11T09:19:00.000Z”,”lead_image_url”:”http://3.bp.blogspot.com/-dmTOuFKtvA0/TWFmeQCB-lI/AAAAAAAAAEI/4krCWuTus6o/w1200-h630-p-k-no-nu/b_184298.jpg”,”dek”:null,”next_page_url”:”http://sedykhvi.blogspot.com/p/7.html”,”url”:”http://sedykhvi.blogspot.com/2011/02/7.html”,”domain”:”sedykhvi.blogspot.com”,”excerpt”:”Атмосферное давление в живой природе Слон использует давление всякий раз, когда хочет пить. Шея у него короткая, и он не может нагнуть г…”,”word_count”:1240,”direction”:”ltr”,”total_pages”:2,”pages_rendered”:2}

Источник: http://sedykhvi.blogspot.com/2011/02/7.html

Ваше Давление
Добавить комментарий