Измерение давления воздуха с высотой

Класс 5

Дата

Тема: Измерение давления воздуха с высотой.

Цели урока:
      • формировать представление о нагревании воздуха от земной поверхности;
      • формировать представление об изменении температуры воздуха с высотой;
      • вычислять средние температуры и амплитуду температур;
      • устанавливать причинно-следственные связи между изменениями температуры воздуха и высотой Солнца над горизонтом.

Организационная часть: (приветствие)

Прежде чем начать урок, настроимся на плодотворную работу. Закройте глаза и сделайте глубокий вдох и представьте, как у вас все получается, и вы уверенны в своих силах.

I этап блиц-турнир:

Вы должны четко и быстро отвечать на вопросы по дом. заданию. Итак, I вопрос – вопрос–загадка. Слушайте внимательно и поднимайте руку для ответа.

Через нос проходит в грудь
И обратный держит путь.
Он невидимый, и все же
Без него мы жить не можем.

- Что это? (Воздух)
- Что образует слой воздуха вокруг Земли? (Возд. оболочку атмосферу).
- Почему атмосферу можно назвать теплой “рубашкой” Земли? (Защищает от резких перепадов температур).
-Почему атмосферу называют и воздушной оболочкой, и газообразной? (Из воздуха - смеси газов).
- Каков состав воздуха? (78% - азот; 21% - кислород; 1% - др).
- Какой газ обеспечивает жизнь на Земле? (Кислород).
- Как может изменяться воздух? Что с ним может происходить? (Нагреваться, охлаждаться, сжиматься, расширяться).
- Имеет ли воздух вес? (Да).
- Изменяется ли вес воздуха? Как? (Изменяется нагретый более легкий, холодный более тяжелый).
- Что такое атмосфера? (Атмосферное давление – это сила, с которой воздух давит на земную поверхность.)
Невидимая, неощутимая до поры до времени сила. А между тем ученые подсчитали, что на взрослого человека давит 15 тонн воздуха, но мы этого не ощущаем. Почему? Давайте вместе познакомимся с этим явлением.
Эксперимент:

- Кто изобрел “барометр” – меру тяжести тела?
- Кто готов- поднимает руку. Слушаем ответ.
Продолжим запись в тетради:
Барометр – прибор для измерения атм. давления (Торичелли, 1640г.), ед. изм. - мм. рт. ст.
- Как называется барометр Торичелли? (Ртутный)
Вот как он выглядит (показать рисунок) и используется в основном на метеостанциях, где ведут наблюдения за погодой.
- Как вы думаете почему?
- А как же измерять давление в горах? В других местах на земле?
- Существует другой вид барометра – анероид (показать).
Он устроен очень просто: внутри металлическая коробочка из которой выкачан воздух, т. е. внутри – вакуум. Поэтому она реагирует на все изменения давления воздуха, а стрелка, которая связана с коробочкой, показывает ее реакцию. Давление усиливается - коробочка сжимается, и стрелка отклоняется вниз. Давление ослабевает – стрелка движется вверх.

- Какое давление на равнине? 750 мм. рт. ст.
- Каким стало на вершине? 650 мм. рт. ст.
- Почему? Уменьшается столб воздуха и воздух стал более разряжен, легче.
Вывод: С высотой давление понижается т.к. уменьшается воздушный столб и воздух легче.

Зависит от высоты местности и температуры воздуха.
А теперь группы решают задачу. (рис. на доске) и решение записывают на листе – карте.
- Какое будет давление на высоте 2 км., если у поверхности Земли оно равнялось 750мм. рт. ст., то есть оно было каким: пониженным или повышенным?

- А теперь подсчитайте как изменится на этой высоте температура, если у поверхности она была + 21⁰С?
- надо помнить для решения этой задачи? (Что t⁰ понижается на 6⁰ через каждый км.)

Зачем его измеряют?

Измеряют атмосферное давление для того, чтобы с большей вероятностью предсказать возможное изменение погоды. Существует прямая связь между изменениями давления и изменениями погоды. Рост или понижение атмосферного давления с некоторой вероятностью может служить признаком изменения погоды.

Изменение атмосферного давления с высотой
Газы сильно сжимаемы и чем сильнее сжат газ, тем больше его плотность и тем большее давление он производит. Нижние слои воздуха сжаты всеми вышележащими слоями. Чем выше от поверхности Земли, тем воздух слабее сжат, тем меньше его плотность и, следовательно, тем меньшее давление он производит. Так, например, когда воздушный шар поднимается над Землей, то давление воздуха на шар становится меньше не только потому, что высота столба воздуха над ним уменьшается, но еще и потому, что плотность воздуха вверху меньше, чем внизу. Так как все метеостанции, измеряющие атмосферное давление, расположены на разных высотах и полученные на них показатели чаще всего приводят к уровню моря. Делают это потому, что атмосферное давление довольно существенно убывает с высотой. Так на высоте 5000 м оно уже примерно в два раза ниже. Поэтому для получения представления о реальном пространственном распределении атмосферного давления и для сравнимости его величины в различных местностях и на разных высотах, для составления синоптических карт давление приводят к единому уровню – к уровню моря.

Влияние атмосферного давления на самочувствие
На самочувствие человека, достаточно долго проживающего в определённой местности, обычное, т.е. характерное давление не должно вызывать особого ухудшения самочувствия.
Пребывание в условиях повышенного атмосферного давления почти ничем не отличается от обычных условий. Лишь при очень высоком давлении отмечается небольшое сокращение частоты пульса и снижение минимального кровяного давления. Более редким, но глубоким становится дыхание. Незначительно понижается слух и обоняние, голос становится приглушенным, появляется чувство слегка онемевшего кожного покрова, сухость слизистых и др. Однако все эти явления относительно легко переносятся.
Более неблагоприятные явления наблюдаются в период изменения атмосферного давления — повышения (компрессии) и особенно его снижения (декомпрессии) до нормального. Чем медленнее происходит изменение давления, тем лучше и без неблагоприятных последствий приспосабливается к нему организм человека.
При пониженном атмосферном давлении отмечается учащение и углубление дыхания, учащение сердечных сокращений (сила их более слабая), некоторое падение кровяного давления, наблюдаются также изменения в крови в виде увеличения количества красных кровяных телец. В основе неблагоприятного влияния пониженного атмосферного давления на организм лежит кислородное голодание. Оно обусловлено тем, что с понижением атмосферного давления понижается и парциальное давление кислорода, поэтому при нормальном функционировании органов дыхания и кровообращения в организм поступает меньшее количество кислорода.
Повлиять на погоду мы не в состоянии. Но вот помочь своему организму пережить этот тяжелый период совсем несложно. При прогнозе значительного ухудшения погодных условий, а следовательно и резких перепадов атмосферного давления, прежде всего следует не паниковать, успокоиться, максимально снизить физическую нагрузку, а для тех у кого адаптация протекает довольно сложно, необходимо посоветоваться с врачом о назначении соответствующих лекарственных средств.

Решение задачи.

Какая температура воздуха будет за бортом самолёта на высоте 10000 м, если внизу в это время (t⁰ понижается на 6⁰ через каждый км.)

+ 10 С -10 С

Подсчитали результат на нахождение температуры воздуха на высоте

+ 10 – (10 км*6) = 10 – (60) = -50

НЕ МОЖЕТ БЫТЬ!

Все живые организмы приспособлены для жизни при определенных значениях атмосферного давления. Человек и большинство животных плохо переносят условия высокогорья, однако некоторые птицы достигают в полете значительных высот. Птица кондор может подниматься на высоту до 9000м, горные галки - до 8200м, гриф и ястреб - до 6000-7000м, орел - до 5000м, остальные птицы держатся
на высоте не более 4000м.

ПОРАЗМЫСЛИМ НА "5"?

1. В чем различие между изменением плотности воздуха с высотой и плотности воды на различных морских глубинах?
2. Какой барометр чувствительнее: ртутный или масляный? Почему?
4. Можно ли измерить давление на борту космической станции ртутным барометром, а анероидом?

3. Какого типа барометр следует применять для измерения давления внутри космического корабля, когда он движется с выключенным двигателем? Почему?

В заключении хочется сказать слова философа Камилла Фламмариона.

Атмосфера оживляет землю. Океаны, моря, реки, ручьи, леса, растения, животные,

человек все живет в атмосфере и благодаря ей. Земля плавает в воздушном океане; его волны омывают как вершины гор, так и их подножия; а мы живем на дне этого океана, со всех сторон им охваченные, насквозь им проникнутые... Не кто иной, как она покрывает зеленью наши поля и луга, питает и нежный цветок, которым мы любуемся, и громадное, многовековое дерево, запасающее работу солнечного луча для того, чтобы отдать нам ее впоследствии…

Запишите домашнюю работу: материал к уроку, сообщение на тему «Изучение атмосферы». Выполнить эксперимент: На тарелку положите монету и налейте воды так, чтобы она ее покрывала. На столе имеется стакан и свеча. Как вынуть монету из воды, не замочив рук?