II областная Интернет-конференция исследовательских и проектных работобучающихся 1 – 6-х классов образовательных учреждений Омской

области «Мир моих увлечений»

Секция 1: Точные науки и техника (физика)

Тема: «Атмосферное давление»

Автор: Лашин Владислав Евгеньевич, 6б класс МКОУ «Сибирская СОШ №1»,

Омский р-н, п. Ростовка

Научный руководитель: Капранчикова Елена Анатольевна, учитель физики, информатики

МКОУ «Сибирская СОШ №1

2012

Содержание

Введение.........................................................................................................................................................3

1. Проявления атмосферного давления..................................................................................................4

2. Измерение атмосферного давления....................................................................................................6

3. Выявление зависимости атмосферного давления от высоты......................................................7

4. Роль атмосферного давления в жизни живых организмов............................................................8

Заключение..................................................................................................................................................9

Литература:.............................................................................................................................................10

Приложение 1 Фотография. Барометр-анероид...............................................................................11

Приложение 2 Замеры атмосферного давления в здании школы, в подъезде жилого дома.......12

Приложение 3 График зависимости атмосферного давления от высоты...................................14

2

Введение

Мы живём на дне воздушного океана. Над нами – огромная толща воздуха. Воздушную оболочку, окружающую Землю, называют атмосферой. Вследствие действия силы тяжести верхние слои воздуха, подобно воде океана, сжимают нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, сжат больше всего и, значит и оказывает большее давление.

В результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха, или, как обычно говорят, испытывают атмосферное давление.

В своей работе я показал, что существованием атмосферного давления могут быть объяснены многие явления, с которыми мы встречаемся в повседневной жизни. Для этого провел ряд занимательных опытов, исследований.

Выяснил зависимость атмосферного давления от высоты, значение атмосферного давления в жизни живой природы.

Цель:

выяснение параметров, от которых зависит атмосферное давление;

изучение влияния атмосферного давления на процессы, протекающие в живой природе.

Задачи проекта:

Выяснить:

зависимость атмосферного давления от высоты над уровнем моря;

роль атмосферного давления в живой природе.

Пронаблюдать проявления атмосферного давления.

Гипотеза: С увеличением высоты давление убывает.

Методы исследования: наблюдение, эксперимент, измерение, построение графика.

Продукт:

материал для проведения экскурсии в кабинет физики.

Необходимое оборудование:

ПК с выходом в Интернет, лабораторное оборудование для опытов, барометр, рулетка, научно-популярная литература.

3

Мы живём на дне воздушного океана. Над нами – огромная толща воздуха. Воздушную оболочку, окружающую Землю, называют атмосферой (от греч. атмос — пар, воздух и сфера — шар).

Атмосфера, как показали наблюдения за полетом искусственных спутников Земли, простирается на высоту нескольких тысяч километров. А воздух, как он не лёгок, всё же имеет вес.

Каким же образом выдерживают живые организмы такие огромные нагрузки?

Как можно измерить атмосферное давление и от чего оно зависит?

Почему наше здоровье зависит от изменения атмосферного давления?

1. Проявления атмосферного давления.

Существованием атмосферного давления могут быть объяснены многие явления, с

которыми мы встречаемся в повседневной жизни. Особенно меня заинтересовали занимательные

опыты. Я провел опыты, которые можно объяснить существованием атмосферного давления.

Опыт1.

В бутылку с широким горлышком я опустил зажжённую бумагу и быстро закрыл

горлышко круто сваренным и очищенным яйцом. Яйцо постепенно втянулось и провалилось

внутрь бутылки.

Объяснение: Пламя нагревает воздух в бутылке, и часть его выходит наружу. Когда бутылку

закрывают яйцом, воздух в ней охлаждается, давление его падает и внешнее атмосферное

давление загоняет яйцо в бутылку.

Опыт 2.

Налил в стакан воды почти доверху, сверху положил лист бумаги, прижимая к стакану,

перевернул стакан, закрытый бумагой, вода не выливается даже если слегка потрясти стакан.

Объяснение: Вода не выливается, хотя под действием силы тяжести вода должна вылиться,

но бумага не отделяется от стакана, атмосферное давление прижимает лист бумаги и не дает воде

4

вылиться. После перевертывания стакана между дном и водой образуется разреженное

пространство, поэтому вода удерживается в стакане силой атмосферного давления.

Я также нашел в Интернете видеоролик, где демонстрируется подобный опыт с

объяснениями.(http://www.youtube.com/watch?v=-ltKOK8AGcQ)

Опыт 3.

Положил на плоскую тарелку монету и налил немного подкрашенной воды. Монета

очутилась под водой. Теперь необходимо взять монету голой рукой, не замочив пальцев и не

выливая воду из тарелки. Для этого надо воду отсосать. В воду на центр тарелки положил

кусочек сырой картофелины, в которой закрепил несколько спичек, зажег их, взял тонкий

стакан и опрокинул на тарелку над горящими спичками рядом с монетой. Через некоторое

время горение прекратилось. Вода собралась под стаканом.

Объяснение: воздух в стакане начнет выгорать (точнее кислород), давление внутри стакана

понизится, станет ниже наружного – атмосферного, и вода под действием внешнего давления

устремиться в стакан. То есть холодный воздух занимает меньше места, чем горячий. Стакан,

начнет всасывать воду, и вскоре вся она соберется под ним. Теперь можно подождать, пока

монета высохнет, и бери ее, не боясь замочить пальцы.

Опыт 4.

Фонтан в разряженном пространстве. Взял колбу, закрыл пробкой, через которую

пропустил трубку, откачал насосом воздух и опустил трубку в воду, вода поднимается, в колбе

бьет фонтан.

5

Объяснения: вода входит в сосуд, так как атмосферное давление больше давления

разреженного воздуха в сосуде.

2. Измерение атмосферного давления

Дата Измерение атмосферного давления Барометром - анероидом

Утро День

14 марта 748 мм.рт.ст. 749 мм.рт.ст.

15 марта 751 мм.рт.ст. 753 мм.рт.ст.

16 марта 749 мм.рт.ст. 747 мм.рт.ст.

17 марта 738 мм.рт.ст. 739 мм.рт.ст.

18 марта 746 мм.рт.ст. 744 мм.рт.ст.

19 марта 745 мм.рт.ст. 743 мм.рт.ст.

20 марта 741 мм.рт.ст. 742 мм.рт.ст.

Приложение №1. Фотография барометр-анероид.

Вывод: Атмосферное давление меняется ежедневно, а это значит, что сила атмосферного

давления также изменяется.

Нормальным атмосферным давлением считается 760 мм.рт.ст. или 101300 Па.

На тело человека, поверхность которого при массе в 60кг и росте 160 см, примерно равна

1,6 м2 , действует сила в 160000 Н, обусловленная нормальным атмосферным давлением 760

мм.рт.ст. или 101300 Па.

Почему мы не чувствуем, что на нас давит вертикальный столб воздуха? Живые

организмы выдерживают такие огромные нагрузки благодаря тому, что давление жидкостей,

заполняющих сосуды тела, уравновешивает внешнее атмосферное давление. Наше внутреннее

давление как раз равно атмосферному. Глубоководные рыбы приспособились к еще более

высокому давлению, если их вытащить на сушу, они погибают, так как давление у них внутри

6

больше, чем атмосферное. А вот водолазам при погружении на глубину необходима защита в

виде водолазного костюма. При увеличении давления происходит усиленное поглощение газов

жидкостями тела, а при его уменьшении — выделение растворенных газов. При быстром

уменьшении давления вследствие интенсивного выделения газов кровь как бы закипает, что при-

водит к закупорке сосудов, нередко со смертельным исходом. Этим определяется максимальная

глубина, на которой могут производиться водолазные работы (как правило, не ниже 50 м).

Опускание и поднятие водолазов должно происходить очень медленно, чтобы выделение газов

происходило только в легких, а не сразу во всей кровеносной системе.

Тело человека, приспособленное к атмосферному давлению, также плохо переносит его

понижение. При подъеме на высокие горы, свыше 4000 м, где давление понижено, многие люди

чувствуют себя плохо, появляются приступы «горной болезни», становится трудно дышать, не

хватает воздуха, закладывает уши, из носа может пойти кровь, возможна потеря сознания. Это

объясняется, с одной стороны, деформацией стенок сосудов, рассчитанных на определенное

давление изнутри и снаружи. Наружное давление быстро уменьшается, воздух находящийся

внутри нас, начинает расширяться, производит давление на различные органы и вызывает боль.

Альпинисты, летчики при высотных подъемах берут с собой кислородные приборы и специально

тренируются.

3. Выявление зависимости атмосферного давления от высоты.

А) Для того чтобы выявить зависимость атмосферного давления от высоты я измерял

атмосферное давление на различных этажах девятиэтажного дома, где я живу. Высоту определил

приблизительно, по высоте этажа (Приложение №2.Замеры атмосферного давления в здании

школы, в подъезде жилого дома).

Номер опытаДата: 20.03.2012г.

Атмосферное давлениеВысота

мм. рт. ст. Па м1 этаж 741 98775,32 этаж 741 98775,3 3 м3 этаж 740,5 98708,7 6 м4 этаж 740,2 98668,7 9 м5 этаж 740 98642 12 м6 этаж 740 98642 15 м7 этаж 739,5 98575,4 18 м8 этаж 739,2 98535,4 21 м9 этаж 739 98508,7 24 м

График зависимости давления от высоты – Приложение №3. График зависимости атмосферного давления от высоты.

Вывод: величина атмосферного давления убывает с ростом высоты над уровнем моря, на

каждые 12 метров примерно убывает на 1 мм. рт. ст..

7

Б) При помощи барометра – анероида я замерил атмосферное давление на первом и

последнем этажах здания школы, разница давления 194 Па, плотность воздуха 1,29 кг\м3,

определил по полученным данным расстояние между этажами – 15 м, проверил эти результаты

непосредственным измерением. Высота здания школы при замере – 16м.

Вывод: используя замеры атмосферного давления можно определять примерную высоту

объекта.

4. Роль атмосферного давления в жизни живых организмов.

Роль атмосферного давления в жизни живых организмов очень велика. Многие органы

действуют за счёт атмосферного давления.

На существовании атмосферного давления основан механизм вдоха и выдоха. Механизм

дыхания заключается в следующем: мышечным усилием мы увеличиваем объем грудной клетки,

при этом давление воздуха внутри легких уменьшается (становится меньше внешнего –

атмосферного) и атмосферное давление вталкивает туда порцию воздуха. При выдохе объем

грудной клетки уменьшается, что вызывает уменьшение объема легких. Давление воздуха в них

становится выше атмосферного, и воздух из лёгких устремляется в окружающую среду.

Мы, наверное, никогда не задумывались над тем, как мы пьём. А стоит задуматься! При

питье мы «втягиваем» жидкость в себя. Почему же жидкость устремляется к нам в рот? При питье

мы расширяем грудную клетку и тем разряжаем воздух во рту; под давлением наружного воздуха

жидкость устремляется в то пространство, где давление меньше, и таким образом проникает к нам

в рот.

Мухи и древесные лягушки могут держаться на оконном стекле благодаря крошечным

присоскам, в которых создается разрежение, и атмосферное давление удерживает присоску на

стекле. Пиявки пользуются присосками для перемещения по дну водоема, осьминоги – для захвата

добычи.

Слон использует атмосферное 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.

Засасывающее действие болота объясняется тем, что при поднятии ноги под ней образуется

разреженное пространство. Перевес атмосферного давления в этом случае может достигать 1000 Н

на площадь ноги взрослого человека. Однако копыта парнокопытных животных при вытаскивании

из трясины пропускают воздух через свой разрез в образовавшееся разреженное пространство.

Давление сверху и снизу копыта выравнивается, и нога вынимается без особого труда.

8

Заключение

В работе я выяснил зависимость атмосферного давления от высоты, значение атмосферного

давления в жизни живой природы.

Сведения, полученные в ходе проекта, позволят следить за своим самочувствием в

зависимости от изменения атмосферного давления. На организм человека влияет как

пониженное, так и повышенное атмосферное давление. При пониженном атмосферном давлении

отмечается учащение и углубление дыхания, учащение сердечных сокращений, некоторое падение

кровяного давления. С понижением атмосферного давления понижается и парциальное давление

кислорода, поэтому при нормальном функционировании органов дыхания и кровообращения в

организм поступает меньшее количество кислорода. В результате этого кровь недостаточно

насыщается кислородом и не обеспечивает в полном объеме доставку его органам и тканям, что

приводит к кислородному голоданию.

Для особо чувствительных людей повышенное атмосферное давление может сопровождаться

болями в суставах и рядом мозговых явлений: головокружением, рвотой, одышкой, потерей

сознания.

При этом важную роль в профилактике играет тренировка и закаливание организма.

Необходимо заниматься спортом, систематически выполнять ту или иную физическую работу.

Питание при пониженном атмосферном давлении должно быть высококалорийным,

разнообразным и богатым витаминами и минеральными солями. При повышенном давлении

рекомендуется больше отдыхать, не торопясь, медленно подниматься на этажи.

Особенно это надо учитывать людям, которым иногда приходится работать при

повышенном или пониженном атмосферном давлении (водолазы, альпинисты, при работе на

скоростных подъемных механизмах).

Хочу продолжить данную работу, например, исследовать зависимость силы атмосферного

давления от площади поверхности тела; выяснить как на метеостанциях, измеряя в системе

атмосферное давление, предсказывают погоду. Что предвещает понижение, повышение

атмосферного давления, чем опасны резкие изменения давления. Создать презентацию по теме

(учебное пособие для проведения уроков физики в 7 классе).

9

Литература:

1. Кац Н.И., «Биофизика на уроках физики» - М., «Просвещение», 2000г.

2. Перельман Я.И., Занимательная физика – М., «Наука», 1991г.

3. Полянский С.Е., С.В. Громова, Поурочные разработки по физике,7кл. – М. «Вако», 2005г.

4. Браверман Э.М., Вечера по физике в средней школе - М., «Просвещение», 1978г.

5. Видеоролик «Опыт атмосферное давление» - http://www.youtube.com/watch?v=-ltKOK8AGcQ

10

Приложение 1

Фотография. Барометр-анероид

11

Приложение 2

Замеры атмосферного давления в здании школы, в подъезде жилого дома

12

13

Приложение 3

График зависимости атмосферного давления от высоты

14