Презентация на тему Атмосферное давление. Ветер

Слайд 3

Атмосферным давлением называют силу давления воздушного столба на определенную единицу площади поверхности (количество кг на 1 кв. см). Известно, что нормальное давление действует на квадратный сантиметр нашего тела как вес в 1,033 кг. Однако людей давление атмосферного воздуха не беспокоит, так как в тканевых жидкостях растворенные газы воздуха все уравновешивают.

Слайд 4

АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ (греч. atmos - пар) - тяжесть столба воздуха от его верхнего предела до земной поверхности или наземных предметов на данном высотном уровне. Вес 1 л воздуха на уровне Мирового океана около 1,3 г, и его давление достигает 1033 г/см2. На уровне моря у широты 45° при температуре 0°С Атмосферное давление равно весу столбика ртути в 760 мм или 1013 мблр, что принято за нормальное давление земного шара. С увеличением высоты на каждые 10 м атмосферное давление понижается на 1 мм или на 1,3 млбр, что измеряется барометром. Давление зависит от изменения температуры, а значит, от времени суток, от смены тех или других воздушных масс (циклоны понижают, а антициклоны повышают).

Слайд 5

Изменения атмосферного давления в пределах атмосферы:

Слайд 6

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

Слайд 7

Лишившись атмосферы Земля стала бы такой же мертвой, как ее спутница Луна, где попеременно царят то испепеляющий зной, то леденящий холод - + 130 С днем и - 150 С ночью.

Слайд 8

По подсчетам Паскаля атмосфера Земли весит столько же, сколько весил бы медный шар диаметром 10км - пять квадриллионов (5000000000000000) тонн!

Слайд 9

История

Наличие атмосферного давления привело людей в замешательство в 1638 году, когда не удалась затея герцога Тосканского украсить сады Флоренции фонтанами - вода не поднималась выше 10,3 метров. Поиски причин этого и опыты с более тяжёлым веществом - ртутью, предпринятые Эванджелистой Торричелли, привели к тому, что в 1643 году он доказал, что воздух имеет вес. Совместно с В. Вивиани, Торричелли провёл первый опыт по измерению атмосферного давления, изобретя трубку Торричелли (первый ртутный барометр) - стеклянную трубку, в которой нет воздуха. В такой трубке ртуть поднимается на высоту около 760 мм.

Слайд 10

Изменчивость и влияние на погоду

На земной поверхности атмосферное давление изменяется от места к месту и во времени. Особенно важны определяющие погоду непериодические изменения атмосферного давления, связанные с возникновением, развитием и разрушением медленно движущихся областей высокого давления (антициклонов) и относительно быстро перемещающихся огромных вихрей (циклонов), в которых господствует пониженное давление. Отмечены колебания атмосферного давления на уровне моря в пределах 641 - 816 мм рт. ст. (внутри смерча давление падает и может достигать значения 560 мм ртутного столба). Атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты, поскольку оно создаётся лишь вышележащим слоем атмосферы. Зависимость давления от высоты описывается т. н. барометрической формулой. На картах давление показывается с помощью изобар - изолиний, соединяющих точки с одинаковым приземным атмосферным давлением, обязательно приведенным к уровню моря. Атмосферное давление - очень изменчивый метеоэлемент. Из его определения следует, что оно зависит от высоты соответствующего столба воздуха, его плотности, от ускорения силы тяжести, которая меняется от широты места и высоты над уровнем моря.

Слайд 11

Стандартное давление

В химии стандартным атмосферным давлением с 1982 года по рекомендации IUPAC считается давление, равное 100 кПа. Атмосферное давление является одной из наиболее существенных характеристик состояния атмосферы. В покоящейся атмосфере давление в любой точке равно весу вышележащего столба воздуха с единичным сечением. В системе СГС 760 мм рт. ст. эквивалентно 1,01325 бар (1013,25 мбар) или 101 325 Па в Международной системе единиц (СИ). Уравнение статики выражает закон изменения давления с высотой: -∆p=gρ∆z, где: p - давление, g - ускорение свободного падения, ρ - плотность воздуха, ∆z - толщина слоя. Из основного уравнения статики следует, что при увеличении высоты (∆z>0) изменение давления отрицательное, то есть давление уменьшается. Строго говоря, основное уравнение статики справедливо только для очень тонкого (бесконечно тонкого) слоя воздуха ∆z. Однако на практике оно применимо, когда изменение высоты достаточно мало по отношению к приблизительной толщине атмосферы.

Слайд 12

Слайд 13

Барическая ступень

Высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 гПа (гектопаскаль), называется барической (барометрической) ступенью. Барической ступенью удобно пользоваться при решении задач, не требующих высокой точности, например для оценки давления по известной разности высот. Из основного закона статики барическая ступень (h) равна: h=-∆z/∆p=1/gρ [м/гПа]. При температуре воздуха 0 °C и давлении 1000 гПа, барическая ступень равна 8 м/гПа. Следовательно, чтобы давление уменьшилось на 1 гПа, нужно подняться на 8 метров. С ростом температуры и увеличением высоты над уровнем моря она возрастает (в частности, на 0,4 % на каждый градус нагревания), то есть она прямо пропорциональна температуре и обратно пропорциональна давлению. Величина, обратная барической ступени, - вертикальный барический градиент, то есть изменение давления при поднятии или опускании на 100 метров. При температуре 0 °C и давлении 1000 гПа он равен 12,5 гПа.

Слайд 14

Приведение к уровню моря

Приведение давления к уровню моря производится на всех метеостанциях, посылающих синоптические телеграммы. Чтобы давление было сравнимо на станциях, расположенных на разных высотах, на синоптические карты наносится давление, приведённое к единой эталонной отметке - уровню моря. При приведении давления к уровню моря используют сокращенную формулу Лапласа: z2-z1=18400(1+λt)lg(p1/p2). То есть, зная давление и температуру на уровне z2, можно найти давление (p1) на уровне моря (z1=0). Вычисление давления на высоте h по давлению на уровне моря Po и температуре воздуха T:P = Poe-Mgh/RT где Po - давление Па на уровне моря [Па]; M - молярная масса сухого воздуха 0,029 [кг/моль]; g - ускорение свободного падения 9,81 [м/с²]; R- универсальная газовая постоянная 8,31 [Дж/моль К]; T - абсолютная температура воздуха [К], T = t + 273, где t - температура в °C; h - высота [м]. На небольших высотах каждые 12 м подъёма уменьшают атмосферное давление на 1 мм рт. ст. На больших высотах эта закономерность нарушается

Слайд 15

Барометр

Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). Для его определения пользуются специальным прибором - барометром (от греч. барос - тяжесть, вес и метрео - измеряю). Существуют ртутные и безжидкостные барометры.

Слайд 16

Ртутный Анероид

Барометры

Слайд 17

Барометр

Барометр-анероид: 1 - металлическая коробочка; 2 - пружина; 3 - передаточный механизм; 4 - стрелка- указатель; 5 - шкала

Слайд 18

Опыт Торричелли

Величина 760 мм была впервые получена в 1644 г. Эванджелистом Торричелли (1608-1647) и Винченцо Вивиани (1622-1703) - учениками гениального итальянского ученого Галилео Галилея. Э. Торричелли запаял с одного конца длинную стеклянную трубку с делениями, наполнил ртутью и опустил в чашку с ртутью (так был изобретен первый ртутный барометр, который получил название трубки Торричелли). Уровень ртути в трубке понизился, так как часть ртути вылилась в чашку и установилась на уровне 760 миллиметров. Над столбиком ртути образовалась пустота, которая получила название Торричеллиевой пустоты. Э. Торричелли полагал, что давление атмосферы на поверхность ртути в чашке уравновешивается весом столба ртути в трубке. Высота этого столба над уровнем моря - 760 мм рт. ст.

Слайд 19

Слайд 20

Вывод:

Торричелли заметил, что высота столба ртути в трубке меняется, и эти изменения атмосферного давления как-то связаны с погодой. Если прикрепить к трубке с ртутью вертикальную шкалу, то получился простейший барометр.

Слайд 21

ЧТО ПРОИЗОШЛО БЫ НА ЗЕМЛЕ, если бы воздушная атмосфера вдруг исчезла?

Слайд 22

На Земле установилась бы температура приблизительно -170 °С, замерзли бы все водные пространства, а суша покрылась бы ледяной корой. - наступила бы полная тишина, так как звук в пустоте не распространяется; небо стало бы черным, поскольку окраска небесного свода зависит от воздуха; не стало бы сумерек, зорь, белых ночей. - прекратилось бы мерцание звезд, а сами звезды были бы видны не только ночью, но и днем (днем мы их не видим из-за рассеивания частичками воздуха солнечного света). - погибли бы животные и растения. ... некоторые планеты солнечной системы тоже имеют атмосферы, однако их давление не позволяет человеку находиться там без скафандра. На Венере, например, атмосферное давление около 100 атм, на Марсе – около 0,006 атм. из-за давления атмосферы на каждый квадратный сантиметр нашего тела действует сила 10 Н.

МБОУ «Троицкая СОШ» Урок физики в 7 классе на тему: «Атмосфера и атмосферное давление» Учитель физики: Руднева Н.А. 2012год

«Удивительное дело жить в воздушном океане,

Голубом, огромном, чистом, «пить» его и не тонуть,

Без него, без океана, жизнь была бы очень странной, впрочем, даже и не странной: просто б не было её!»

Цель урока: Рассмотреть строение атмосферы Земли, убедиться в существовании атмосферного давления и научиться использовать полученные знания для объяснения физических явлений.

« Атмосфера оживляет Землю. Океаны, моря, реки, ручьи, леса, растения, животные, человек – всё живет в атмосфере и благодаря ей. Земля плавает в воздушном океане; его волны омывают как вершины гор, так и их подножия; а мы живём 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 её впоследствии»

Камилл Фламмарион (французский астроном XIX века)

Древние греки думали, что окружающий нас воздух – это испарившаяся вода и назвали оболочку, окружающую планету АТМОСФЕРОЙ Атмос -пар Сфера – шар Состав атмосферы Атмосфера Земли состоит из смеси газов: азота, кислорода, аргона. Количество остальных газов в воздухе ничтожно мало. К этим газам относятся углекислый газ, водород, неон, гелий, криптон, радон, и другие. А также переменные составные части атмосферы, такие как оксиды азота, серы, угарный газ, аммиак, сера, сероводород, вода и пыль.

По своему строению воздушный океан напоминает дом, в котором есть свои этажи.

Содержит более 80 % всей массы атмосферного воздуха и около 90 % всего имеющегося в атмосфере водяного пара.

Первый «этаж» - тропосфера.

Этот слой простирается в среднем до 11 км над уровнем моря, и температура в нем падает с высотой. Тропосфера – родина облаков. Большинство наблюдаемых нами явлений погоды образуются в этом слое.

Второй «этаж» - стратосфера.

Он располагается между 11-м и 55-м км над уровнем моря. Стратосфера по массе составляет 1/5 часть атмосферы. Здесь – царство стужи, с приблизительно постоянной температурой -40˚С.

Тут лишь иногда появляются так называемые перламутровые облака, состоящие из мельчайших кристалликов льда и капель переохлажденной воды. Небо стратосферы черного или темно-фиолетового цвета.

Третий «этаж» - мезосфера.

Этот слой занимает пространство между 55-м и 80-м км от Земли. Воздух здесь сильно разряжен. Давление его составляет примерно 1/25000 долю нормального атмосферного давления. Именно в этом слое находится газ озон, который защищает все живое на Земле от губительного действия ультрафиолетовых лучей Солнца.

Иногда в мезосфере появляются туманообразные серебристые облака, которые видны только в сумерках.

Четвертый этаж - ионосфера

На высотах более 100 км растет доля легких газов, и на очень больших высотах преобладают гелий и водород; многие молекулы диссоциируют на отдельные атомы, которые, ионизуясь под действием жесткого излучения Солнца, образуют ионосферу. Здесь возникают молнии, полярные сияния.

Пятый «этаж» - термосфера.

Воздух в термосфере ещё сильнее разряжен. Здесь невиданная жара: 1000-2000˚С. Однако, очутись здесь человек, он не ощутил бы этой жары, потому что плотность воздуха в этом слое исключительно мала. В термосфере возникают жемчужные облака, полярные сияния, образуются мощные электрические токи, которые вызывают нарушения магнитного поля Земли.

Термосфера

Термос фера

Шестой «этаж» - экзосфера,

т. е. внешняя оболочка атмосферы. Высота этого слоя 500-600 км. Воздух здесь разряжен ещё сильнее, чем в термосфере. Этот «этаж» называют также «слоем рассеяния», потому что молекулы воздуха здесь, двигаясь с огромными скоростями, иногда улетают в межпланетное пространство.

Воздушная оболочка Земли выполняет различные функции

Рассветы

Полярное сияние

Имеет 6 слоев:

Тропосфера

Стратосфера

Мезосфера

Ионосфера

Термосфера

экзосфера

Состав воздуха:

кислород

Защита от радиации

Защита от метеоритов

Защита от УФ лучей

Рассеивает свет

Передает звук

Трассы авиалиний

Защита от перепадов температуры

Дальняя радиосвязь

Необходима для дыхания

Энергия ветра

Есть у меня шестерка слуг,

Проворных, удалых.

И все, что вижу я вокруг, -

Все знаю я от них,

Они по знаку моему

Являются в нужде.

Зовут их: Как и Почему, Кто, Что, Когда и Где.

… Но у меня есть милый друг,

Особа юных лет.

Ей служат сотни тысяч слуг, -

И всем покоя нет!

Она гоняет, как собак,

В ненастье, дождь и тьму

Пять тысяч Где, семь тысяч Как,

Сто тысяч Почему!

Р. Киплинг

Опытами установлено, что при нормальных условиях масса воздуха объёмом 1 м³ равна 1,29 кг.

Вычислите вес воздуха?

P=mg=9,8Н/кг∙1,29кг≈13Н

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

Тела не разрушаются под действием атмосферного давления. Это объясняется тем, что они внутри наполнены воздухом. Воздух изнутри и снаружи давит одинаково.

Наше тело устроено так, что мы не ощущаем атмосферного давления, так как давление внутри нас равно давлению атмосферы.