ДАВЛЕНИЕ С ВЫСОТОЙ, Изменение давления с высотой

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). В стационарных условиях атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты, поскольку оно создаётся лишь вышележащим слоем атмосферы. На картах атмосферное давление изображается с помощью изобар — изолиний, соединяющих точки с одинаковым приземным атмосферным давлением, обязательно приведенным к уровню моря. Высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 гПа (гектопаскаль), называется «барической (барометрической) ступенью». 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.

Пониженное атмосферное давление человек может ощутить, когда находиться на горе и взлетает на самолете. Основной физиологический фактор высоты это пониженное атмосферное давление и, вследствие этого, пониженное парциальное давление кислорода. Организм реагирует на пониженное атмосферное давление, прежде всего, усилением дыхания. Благодаря этому процессу, легочная вентиляция человека, который испытывает пониженное атмосферное давление, возрастает в необходимых пределах и организм получает достаточный объем кислорода.

Как расчитвть высоту По изменению атмосферного давления?

4 –Каковы были показания барометра, если известно, что при поднятии на 12 м атмосферное давление уменьшается на 1 мм рт. ст. (1фут=30,5см)? Ответ: Плотность воздуха убывает с высотой.Чем выше, тем воздух разряжённее. Чтобы вдохнутьвоздух, человек с помощью мышц расширяет грудную клетку.

§ 175. Распределение атмосферного давления по высоте

Построение графика убывания давления с высотой. Но с увеличением высоты плотность воздуха убывает.

Атмосферное давление измеряется с помощью барометров. Рядом с трубкой крепится шкала, показывающая изменение давления. Высота ртутного столба меняется при изменении давления.

По разным регионам земного шара воздействие неодинаково. Показатели связаны с приподнятостью поверхности над уровнем моря, направлением ветра, влажности и температуры окружающей среды. Теплый воздух весит меньше, чем холодный. Над областью с повышенной температурой или влажностью сжатие атмосферы всегда меньше.

Чем выше уровня моря, тем давление воздуха меньше. Он снижается, так как с поднятием уменьшается высота столба воздуха, который давит на земную поверхность. С высотой давление падает еще и потому, что уменьшается плотность самого воздуха. Следовательно, с изменением температуры воздуха непрерывно меняется и давление.

Зависимость давления от высоты над уровнем моря

Затем отверстие открывали, часть ртути выливалась, а в трубке оставался столб ртути определенной высоты h, гидростатическое давление которого уравновешивается атмосферным давлением. Атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты подъема над Землей. Это объясняется тем, что с увеличением высоты толщина сжимающего слоя атмосферы уменьшается.

Мы хотим рассказать, чем обусловлена зависимость давления от высоты. Исследования показали, что зависимость атмосферного давления от высоты отличается следующим: повышение на десять метров вызывает снижение параметра на одну единицу. Сила оказываемого воздухом давления также зависит от температуры, которая очень понижается при подъеме на большую высоту.

Таким образом, с ростом расстояния до земли увеличивается сила тяжести, действующая на воздух в нижних частях атмосферы. Заметьте, что физическая сущность повышения давления в жидкости с увеличением глубины та же самая, что и в воздухе. Сжимаемость воздуха же приводит к тому, что зависимость давления от высоты подъема над уровнем моря становится экспоненциальной. Больцмановское распределение, на самом деле, напрямую связано с явлением спада давления воздуха, ибо этот спад и приводит к тому, что концентрация частиц с высотой уменьшается.

Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями.

При подъеме на большую высоту понижение атмосферного давления и разреженный воздух вызывают учащение частоты сердечных сокращений, повышение показателей кровяного давления. Однако при дальнейшем увеличении высоты уровень АД начинает снижаться.

Так как с подъемом вверх воздух становится все более разреженным, атмосферное давление понижается (в тропосфере в среднем 1 мм на каждые 10,5 м подъема). Поэтому для территорий, расположенных на разной высоте над уровнем моря, средним будет свое значение атмосферного давления. Поэтому у полюсов атмосферное давление, повышенное по сравнению с широтами на 60-65°. В результате того, что в умеренных широтах Северного полушария зимой атмосферное давление над материками сильно повышается, пояс низкого давления прерывается. Величина изменения атмосферного давления на единицу расстояния (100 км) называется барическим градиентом.

Однако явление притяжения к Земле все же заставляет больше молекул воздуха находиться в нижних слоях атмосферы. Однако уменьшение плотности воздуха с высотой имеет значение, если рассматривать всю атмосферу, составляющую около 10000 км высоты. В таком случае на изменение атмосферного давления оказывает влияние только изменение высоты над уровнем моря. Тогда можно легко посчитать, как именно с высотой меняется атмосферное давление.

В тренде:

• Самые мощные извержения вулканов в России. ДосьеВсего, по данным Института вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИВС ДВО РАН), в России насчитывается 55 действующих и 217 потухших вулканов. По […]
• Где используются водяные шарикиЕсли у вас дома есть влаголюбивые растения или вы собираетесь уехать на несколько дней, то насыпьте водяные шарики поверх земли и они будут постепенно отдавать влагу растениям. Садоводы […]
• Что делать, если линза ушла под векоПериодически при снятии линз с глаз (а слышала — у некоторых и при одевании) случается, что линза уходит под веко. Это очень неприятно, а главное — может напугать. Не надо тереть глаз, не […]

43. Атмосферное давление. Измерение атмосферного давления с высотой. Барометрическая ступень. Распределение давления на Земле термические и динамические центры действия атмосферы

Воздух давит на поверхность Земли т. к. имеет вес.

Атмосферное давление — давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность. Атмосферное давление создаётся гравитационным притяжением воздуха к Земле. Атмосферное давление измеряется барометром. Нормальным атмосферным давлением называют давление на уровне моря при температуре 15 °C. Оно равно 760 мм рт.ст

Приборы, предназначенные для измерения атмосферного давления, называют барометрами. На рис. 54 изображено устройство ртутного сифонного барометра. Он состоит из заполненной ртутью U-образной стеклянной трубки, один конец которой запаян, а на другом находится открытый резервуар со ртутью. Барометр имеет шкалу с миллиметровыми делениями. Атмосферное давление (в мм рт. ст.) измеряют непосредственно по шкале прибора. Оно равно высоте столба ртути между ее уровнями в закрытом и открытом коленах барометра.

Барометри́ческая ступе́нь (бари́ческая ступе́нь) — величина, определяющая изменение высоты в зависимости от изменения атмосферного давления. Применяется при барометрическом нивелировании и при пересчёте показаний статоскопа в разность высот.

Значение атмосферного давления зависит от высоты над поверхностью Земли, поэтому шкалу барометра-анероида можно проградуировать в метрах соответственно распределению давления по высоте.

Анероид, имеющий шкалу, по которой можно определить высоту поднятия над Землей, называют альтиметром (высотомером). Альтиметры широко используют в авиации, парашютном спорте, альпинизме и т. д.

По территории Земли давление распределяется зонально , симметрично в обоих полушариях. У экватора — пониженное , у 30˚ — повышенное , у 60˚- пониженное, у 90˚ — повышенное.

44. Ветер. Причины возникновения. Скорость и направление ветра, факторы влияющие на них

Ветер — горизонтальное движение воздуха у поверхности земли из области высокого давления в область низкого.

ричиной возникновения ветра является неравномерное распределение давления воздуха на поверхность Земли, которое вызвано неравномерным распределением температуры. При этом воздушный поток движется от мест с большим давлением в сторону, где давление меньше.

При ветре воздух движется не равномерно, а толчками, порывами, особенно у поверхности Земли. Существует много причин, которые влияют на движение воздуха: трение воздушного потока о поверхность Земли, встреча с препятствиями и др. Кроме того, воздушные потоки под влиянием вращения Земли отклоняются в северном полушарии вправо, а в южном — влево.

Скорость ветра измеряется в м/с по шкале Бофорта. Самое ветреное место на Земле — район станции Мирный в Антарктиде. Направление ветра определяется той стороной откуда он дует. Направление измеряется в румбах. Прибор для направления и измерения скорости ветра — флюгер или анемометр.

45. Местные ветры, бризы, фены, бора, суховеи

Местные ветры — ветры, отличающиеся какими-либо особенностями от главного характера общей циркуляции атмосферы, но, как и постоянные ветры, закономерно повторяющиеся и оказывающие заметное влияние на режим погоды в ограниченной части ландшафта или акватории.

Возникновение местных ветров связано главным образом с разностью температурных условий над крупными водоемами (бризы) или горами, их простиранием относительно общих циркуляционных потоков и расположением горных долин (фен, бора, горно-долинные), а также с изменением общей циркуляции атмосферы местными условиями (самум, сирокко, хамсин). Некоторые из них по существу являются воздушными течениями общей циркуляции атмосферы, но в определённом районе они обладают особыми свойствами, и потому их относят к местным ветрам и дают им собственные названия.

К местным ветрам относятся бриз, меняющий своё направление дважды в сутки, горно-долинные ветры, бора, фён, суховей, самум и многие другие

Типы ветров :

а) бриз — на берегу моря, меняется 2 раза в сутки, днем — с воды на сушу.

б) муссон — ветер, 2 раза меняющий направление в год по сезонам.

в) пассат — постоянно дующий ветер от тропиков к экватору.

г) фён — теплый сухой ветер ( Кавказ, Средняя Азия), где спускается с гор вниз , в котловину.

д) бора — холодный сильный ветер, дующий с невысоких гор в сторону моря (Новоросийск)

е)суховей — горячий сухой ветер ( в пустынях).

Как меняется артериальное давление с высотой

Медицинские мифы. Изменение атмосферного давления вызывает повышение артериального

Изменение атмосферного давления вызывает повышение артериального.

Насколько это неверно? В значительной степени.

В. Я. Чекин (1961) показал зависимость величин артериального давления от уровня атмосферного давления. Так, при высоком барометрическом давлении (750—770 мм рт.ст.) диастолическое артериальное давление повышалось на 10,3 %.

За нижнюю границу нормы для взрослых до 25 лет принимается артериальное давление, равное 120/70 мм рт.ст. Для возрастной группы 25-40 лет — соответственно 125 (130)/70 (80) мм рт.ст. У здоровых женщин молодого и среднего возраста нижняя граница артериального давления в среднем на 5 мм рт.ст. ниже, чем у здоровых мужчин этого возраста. Практически допустимо считать, что нижняя граница нормы для диастолического артериального давления с возрастом существенно не меняется (не выше 65-70 мм рт.ст.). Для определения нижней нормальной границы систолического давления у лиц 50 лет и старше предлагается к возрасту обследуемого прибавлять 50-55.

Итак, у лиц 50 лет и старше давление (130+50 = 180 мм рт.ст.) 180/70 мм рт.ст. находится в пределах нормы. При этом наблюдения показывают, что эта группа лиц довольно легко переносит повышения и до 220 мм рт.ст. Но 10% от 180 — это только 18 мм рт.ст. Я наблюдал повышения и до 270! мм рт.ст. без каких либо последствий. Более опасны повышения давления для «молодой» части населения. 10% от 130 — 13 мм рт.ст. — 130 + 13 = 143 мм рт.ст. — это может вызвать неприятные ощущения. Но бояться при этом надо вовсе не изменения погодных условий.

На территории России диапазон колебания давления составляет от 720 мм ртутного столба до 820 мм. Для оценки изменения давления воздуха синоптики обычно берут 3-часовой интервал. За три часа изменения могут достигать 4-6 мм ртутного столба (очень редко превышая 10), то есть не более 2,5 мм в час или 0,04 мм в минуту. Много это или мало? Судите сами. Давление воздуха падает с высотой по давно известным законам физики, и у земли это падение в среднем составляет 1 мм рт.ст. на каждые 11 метров высоты!

В обычном лифте давление меняется примерно на 0,08 мм рт.ст. в секунду, то есть в 100 раз быстрее, чем от погоды. Даже когда вы спокойно поднимаетесь или спускаетесь по ступенькам, давление воздуха вокруг вас меняется в 10-20 раз быстрее, чем при прохождении «штормового» циклона. Если же посмотреть на все способы изменения атмосферного давления, которым подвергает себя городской житель, то картина будет совсем «удручающая».Например, житель квартиры на 12-м этаже «меняет» давление вокруг себя на 5 мм рт.ст., по крайней мере, два раза в сутки. Что уж говорить о людях, прилетевших из Петербурга в Москву и поднявшихся таким образом махом на 150 метров? Из Москвы в Красноярск — еще на 200 метров. А в Читу, которая еще на 550 метров выше? Египет, в котором многим так нравится отдыхать — в южной части высота над уровнем моря составляет 600 м, в центре – порядка 300-400 м (такая вот поездка по НИЛу), на севере – 100 м. Турция, Кемер — высота над уровнем моря составляет 30 метров в среднем.

А про горнолыжные курорты я вообще молчу. Паландокен — самый молодой горнолыжный курорт Турции. Расположен на горе . ВЫСОТА НАД УРОВНЕМ МОРЯ 2200-3175 метров! Ле Дез Альп, Франция — расположен на высоте 1650 м. Куршевель — Высота над уровнем моря: 1100/ 1850 м, общий диапазон от 1300 до 2738 м. Впрочем, даже сам перелет — серьезная проверка устойчивости к перепадам атмосферного давления. Всей шкалы домашнего барометра не хватит: давление в салоне современных самолетов меняется на 380 (!) мм во время набора высоты и при снижении (сравните это с 2,5 мм естественного изменения давления за примерно то же время).

Погода (температура, влажность, ветер, солнечная радиация) безусловно влияет на состояние человека. Но люди, по каким-то причинам, «крайним» в этом списке объявили, достаточно невинное давление воздуха. Однако не стоит бояться резких перемен атмосферного давления — оно, в отличие от артериального, не причиняет никакого вреда. А если кто-то станет вас стращать очередным «падением» ртутного столба, вспомните одну из шуток медиков («99 процентов умерших от рака хоть раз в жизни ели огурцы») и улыбнитесь.

Влияние высоты на организм человека

Из курса физики хорошо известно, что с повышением высоты над уровнем моря атмосферное давление падает. Если до высоты 500 метров никаких значительных изменений этого показателя не наблюдается, то при достижении 5000 метров атмосферное давление уменьшается почти вдвое. С уменьшением атмосферного давления падает и парциальное давление кислорода в воздушной смеси, что моментально сказывается на работоспособности человеческого организма. Механизм этого воздействия объясняется тем, что насыщение крови кислородом и его доставка к тканям и органам осуществляется за счёт разности парциального давления в крови и альвеолах лёгких, а на высоте эта разница уменьшается.

До высоты в 3500 — 4000 метров организм сам компенсирует нехватку кислорода, поступающего в лёгкие, за счёт учащения дыхания и увеличения объёма вдыхаемого воздуха (глубина дыхания). Дальнейший набор высоты, для полной компенсации негативного воздействия, требует использования лекарственных средств и кислородного оборудования (кислородный баллон).

Кислород необходим всем органам и тканям человеческого тела при обмене веществ. Его расход прямо пропорционален активности организма. Нехватка кислорода в организме может привести к развитию горной болезни, которая в предельном случае — отёке мозга или лёгких — может привести к смерти. Горная болезнь проявляется в таких симптомах, как: головная боль, отдышка, учащённое дыхание, у некоторых болезненные ощущения в мышцах и суставах, снижается аппетит, беспокойный сон и т. д.

Переносимость высоты очень индивидуальный показатель, определяемый особенностями обменных процессов организма и тренированностью.

Большую роль в борьбе с негативным влиянием высоты играет акклиматизация, в процессе которой организм учится бороться с недостатком кислорода.

• Первой реакцией организма на понижение давления является учащение пульса, повышение кровяного давления и гипервентиляция лёгких, наступает расширение капилляров в тканях. В кровообращение включается резервная кровь из селезёнки и печени (7 — 14 дней).

• Вторая фаза акклиматизации заключается в повышение количества производимых костным мозгом эритроцитов практически вдвое (от 4,5 до 8,0 млн. эритроцитов в мм3 крови), что приводит к лучшей переносимости высоты.

Благотворное влияние на высоте оказывает употребление витаминов, особенно витамина С.

Интенсивность развития горной болезни в зависимости от высоты.[1]

Как влияет высота на уровень давления

Для начала, давайте вспомним курс физики средней школы, где объясняется, почему и как изменяется атмосферное давление в зависимости от высоты. Чем выше расположена местность над уровнем моря, тем ниже там давление. Объяснить это очень просто: атмосферное давление указывает на силу, с которой давит столб воздуха на все, что находится на поверхности Земли. Естественно, что чем выше ты поднимешься, тем меньше будет высота воздушного столба, его масса и оказываемое давление.

Кроме того, на высоте воздух разрежен, в нем содержится гораздо меньшее количество газовых молекул, что тоже моментально сказывается на массе. И не нужно забывать, что с увеличением высоты воздух очищается от токсичных примесей, выхлопных газов и прочих «прелестей», в результате чего его плотность уменьшается, а показатели атмосферного давления падают.

Исследования показали, что зависимость атмосферного давления от высоты отличается следующим: повышение на десять метров вызывает снижение параметра на одну единицу. До тех пор, пока высота местности не превышает пятисот метров над уровнем моря, изменения показателей давления воздушного столба практически не ощущаются, но если подняться на пять километров, значения будут вдвое меньше оптимальных. Сила оказываемого воздухом давления также зависит от температуры, которая очень понижается при подъеме на большую высоту.

Для уровня АД и общего состояния человеческого организма очень важна величина не только атмосферного, но и парциального давления, которое зависит от концентрации в воздухе кислорода. Пропорционально уменьшению значений давления воздуха понижается и парциальное давление кислорода, что приводит к недостаточному снабжению этим необходимым элементом клеток и тканей организма и развитию гипоксии. Это объясняется тем, что диффузия кислорода в кровь и последующая транспортировка его к внутренним органам происходит благодаря разнице значений парциального давления крови и легочных альвеол, а при подъеме на большую высоту разница этих показаний становится существенно меньше.

Как высота влияет на самочувствие человека

Основным негативным фактором, воздействующим на высоте на организм человека, является недостаток кислорода. Именно в результате гипоксии развиваются острые нарушения состояния сердца и кровеносных сосудов, повышение АД, пищеварительные расстройства и ряд других патологий.

Гипертоникам и людям, склонным к скачкам давления, не стоит подниматься высоко в горы и желательно не совершать многочасовые перелеты. О профессиональных занятиях альпинизмом и горном туризме им тоже придется позабыть.

Выраженность происходящих в организме изменений позволила выделить несколько зон высоты:

• До полутора – двух километров над уровнем моря — относительно безопасная зона, в которой не наблюдается особых изменений в работе организма и состоянии жизненно важных систем. Ухудшение самочувствия, понижение активности и выносливости наблюдается очень редко.
• От двух до четырех километров — организм пытается своими силами справиться с дефицитом кислорода, благодаря учащению дыхания и совершению глубоких вдохов. Тяжелую физическую работу, которая требует потребления большого объема кислорода, выполнять тяжело, но легкая нагрузка хорошо переносится в течение нескольких часов.
• От четырех до пяти с половиной километров — самочувствие заметно ухудшается, выполнение физической работы затруднено. Появляются психоэмоциональные расстройства в виде приподнятости настроения, эйфории, неадекватных поступков. При длительном нахождении на такой высоте возникают головные боли, ощущение тяжести в голове, проблемы с концентрацией внимания, вялость.
• От пяти с половиной до восьми километров — заниматься физической работой невозможно, состояние резко ухудшается, высок процент потери сознания.
• Выше восьми километров — на такой высоте человек способен сохранять сознание в течение максимум нескольких минут, после чего следует глубокий обморок и смерть.

Для протекания в организме обменных процессов необходим кислород, дефицит которого на высоте приводит к развитию горной болезни. Основными симптомами расстройства являются:

• Головная боль.
• Учащение дыхания, одышка, нехватка воздуха.
• Носовое кровотечение.
• Тошнота, приступы рвоты.
• Суставные и мышечные боли.
• Нарушения сна.
• Психоэмоциональные нарушения.

На большой высоте организм начинает испытывать недостаток кислорода, в результате чего нарушается работа сердца и сосудов, повышается артериальное и внутричерепное давление, выходят из строя жизненно важные внутренние органы. Чтобы успешно побороть гипоксию нужно включить в рацион питания орехи, бананы, шоколад, крупы, фруктовые соки.

Влияние высоты на уровень АД

При подъеме на большую высоту понижение атмосферного давления и разреженный воздух вызывают учащение частоты сердечных сокращений, повышение показателей кровяного давления. Однако при дальнейшем увеличении высоты уровень АД начинает снижаться. Уменьшение содержания в воздухе кислорода до критических значений вызывает угнетение сердечной деятельности, заметное понижение давления в артериях, тогда как в венозных сосудах показатели возрастают. Как следствие у человека возникают аритмия, цианоз.

Не так давно группа итальянских исследователей решила впервые подробно изучить, как влияет высота на уровень АД. Для проведения исследований была организована экспедиция на Эверест, в ходе которой каждые двадцать минут определялись показатели давления участников. Во время похода подтвердилось повышение АД при восхождении: результаты показали, что систолическое значение возросло на пятнадцать, а диастолическое на десять единиц. При этом было отмечено, что максимальные значения АД определялись в ночное время суток. Также изучалось действие гипотензивных препаратов на разной высоте. Выяснилось, что исследуемый препарат эффективно помогал на высоте до трех с половиной километров, а при подъеме выше пяти с половиной стал абсолютно бесполезен.

Источники: http://www.moscow-faq.ru/articles/wayoflive/zdorove/5044, http://wiki.risk.ru/index.php/Влияние_высоты_на_организм_человека, http://lechimsosudy.com/kak-vliyaet-vysota-na-uroven-davleniya/

Атмосферное давление. Изменение атмосферного давления с высотой

Под действием силы тяжести верхние слои воздуха в земной атмосфере давят на нижележащие слои. Это давление согласно закону Паскаля передается по всем направлениям. Наибольшее значение это давление, называемое атмосферным, имеет у поверхности Земли.

В ртутном барометре вес ртутного столбика, приходящийся на единицу площади (гидростатическое давление ртути), уравновешивается весом столба атмосферного воздуха, приходящегося на единицу площади – атмосферным давлением (см. рисунок).

С увеличение высоты над уровнем моря атмосферное давление уменьшается (см. график).

Архимедова сила для жидкостей и газов. Условия плавания тел

На тело, погруженное в жидкость или в газ, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх и равная весу жидкости (газа), взятому в объеме погруженного тела.

Формулировка Архимеда: тело теряет в жидкости в весе ровно столько, сколько весит вытесненная их жидкость.

.

.

Вытесняющая сила приложена в геометрическом центре тела (для однородных тел – в центре тяжести).

На тело, находящееся в жидкости или газе, в обычных земных условиях действуют две силы: силы тяжести и архимедова сила. Если сила тяжести по модулю больше архимедовой силы, то тело тонет.

Если модуль силы тяжести равен модулю архимедовой силы, то тело может находиться в равновесии на любой глубине.

Если архимедова сила по модулю больше силы тяжести, то тело всплывает. Всплывшее тело частично выступает над поверхностью жидкости; объем погруженной части тела таков, что вес вытесненной жидкости равен весу плавающего тела.

Архимедова сила больше силы тяжести, если плотность жидкости больше плотности погруженного тела, и наоборот.

_______

стр. 0

Изменение атмосферного давления с высотой

2014-05-27

Скорости движения молекул, входящих в состав воздуха, неодинаковы. В определенной части молекул скорость намного выше, чем у подавляющего большинства. За счет этого они могут подниматься над Землей на значительную высоту. Относительное количество таких молекул с высотой уменьшается. Соответственно уменьшается и создаваемый ими давление.

Атмосферное давление уменьшается при увеличении высоты над поверхностью Земли.

Зависимость атмосферного давления от высоты над поверхностью Земли впервые обнаружил Блез Паскаль. Группа его учеников поднялась на гору Так -де -Дом (Франция) и обнаружила, что на вершине горы столб ртути на 7,5 см короче, чем у ее подножия.

Экспериментально установлено, что у поверхности Земли при небольших изменениях высоты (в несколько сотен метров) давление изменяется на 1 мм рт. ст. каждые 11м высоты.

Когда высота меняется на десятки или сотни метров, плотность воздуха примерно можно считать постоянной. При подъеме на высоту h давление воздуха уменьшается на ДР = ?gh, где ? — плотность воздуха. На уровне моря она приблизительно равна 1,3 кг/м3, что примерно в 10 000 раз меньше плотности ртути. Итак, уменьшению давления на 1 мм ртутного столба соответствует подъем на высоту, в 10 000 раз больше 1 мм, то есть примерно на 11 м (высота трехэтажного дома).

Для больших высот — например, высоты гор — нужно учитывать, что с увеличением высоты уменьшается плотность воздуха, в результате чего давление с увеличением высоты уменьшается медленнее. Скажем, при подъеме с уровня моря на 2 км давление уменьшается

примерно на 20 кПа, а при подъеме с 8 км до 10 км давление уменьшается только на 9 кПа.

На верхних этажах многоэтажного дома давление воздуха на несколько миллиметров ртутного столба меньше, чем на нижних этажах, — это можно заметить с помощью обычного барометра — анероида.

категория: Физика

Конспект урока и презентация по физике для 7 класса «Изменение атмосферного давления с высотой»

Урок 38/10. Изменение атмосферного давления с высотой.
Обучающая цель: продолжить формирование представлений об атмосферном давлении и узнать о связи атмосферного давления с высотой подъема над уровнем моря; объяснить, что причиной увеличения атмосферного давления с уменьшением высоты является сила притяжения к Земле; научить расссчитывать атмосферное давление с изменением высоты. Развивающая цель: способствовать развитию умения связывать явления природы с физическими явлениями и законами; развивать у учащихся логическое мышление, наблюдательность, познавательный интерес к физике и технике. Воспитательная цель: воспитать у учащихся необходимость заботиться о чистоте атмосферного воздуха и соблюдать правила охраны природы. В связи с тем, что жизнь человека протекает на поверхности Земли в нижних слоях атмосферы, то каждый человек должен уметь определять значение атмосферного давления, так как у многих от его изменения зависит изменение кровяного давления.
Основные знания и умения	Наглядные пособия, ТСО
Учащиеся должны знать: Смысл физических величин: давление. Причину существования атмосферного давления. Причину и закономерность изменения атмосферного давления с высотой. Учащиеся должны уметь: Использовать физические приборы для измерения атмосферного давления; Выражать результаты измерений и расчетов в единицах Международной системы; Приводить примеры практического использования физических знаний; Решать задачи на применение изученных физических законов; Осуществлять самостоятельный поиск информации.	Презентация «Изменение атмосферного давления с высотой» Видеосюжет «Загрязнение атмосферы»
	Учебная литература
	Физика. 7 кл.: учеб. для общеобразоват. учеб. учреждений / А.В.Перышкин.-М.:Дрофа,2013.
Межпердметные связи
Математика; География; Эколкогия.
Демонстрации	Оборудование
Измерение атмосферного давления барометром-анероидом	Мультимедийный проектор Компьютер Презентация «Изменение атмосферного давления с высотой» Видеосюжет «Загрязнение атмосферы»

План занятия
Время	Метод обучения	Содержание работы	Наглядные пособия, ТСО
1 мин 4 мин 1 мин 15 мин 5 мин 5 мин 4 мин 5 мин 3 мин 1 мин 1 мин	Беседа Фронтальный опрос Тематическая лекция Работа с учебником Решение задач Самостоятельная работа Просмотр видеофрагмента	1. Организационный момент. 2. Актуализация знаний учащихся. Кроссворд; Строение и принцип работы барометра-анероида; Измерение атмосферного давления барометром-анероидом. 3. Мотивация учащихся на изучение новой темы. 4. Объяснение нового материала: Причины изменения атмосферного давления с высотой; Зависимость изменения атмосферного давления от высоты; 5. Закрепление нового материала: Решение задач Самостоятельное решение задач. Просмотр видеосюжета. Работа над материалом просмотренного видеосюжета. Проверка понимания учащимися учебного материала, изученного на уроке . 6.Рефлексия 7.Объяснение домашнего задания.	ЦОР Презентация «Изменение атмосферного давления в высотой» Учебная литература Видеосюжет

№ п/п

Структурный элемент урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Критерии личностно-ориентированного подхода каждого этапа

ЦОР, используемые на каждом этапе урока

1

Приветствие учителя

Учитель создает условия для достижения психологического комфорта учащихся на уроке, способствует быстрому вхождению класса в деловой ритм, создает условия для формирования у учащихся умений быстрой мобилизации и ответственного отношения к учебе

Учащиеся формируют умения внутренней самоорганизации, ответственное отношение к учебе, психологически настраиваются на урок, необходимый деловой и психологический контакт с учителем

Создание положительного эмоционального настроя учащихся на проведение урока

Проверка готовности учащихся к уроку

Организация внимания

2

Проверка домашнего задания

Учитель предлагает учащимся для проверки знаний материала урока заполнить кроссворд, рассказать принцип работы барометра-анероида и показать навыки измерения атмосферного давления; организует учащихся для самооценивания своих учебных достижений

Учащиеся проверяют свои знания, выполняя задания и отвечая на вопросы, оценивают уровень своих учебных достижений

Развитие умений реально оценивать уровень своих учебных достижений, выявлять пробелы в своих знаниях и намечать пути для их устранения.

Слайд 1

Слайд 2

3

Мотивация учащихся на изучение новой темы

Учитель сообщает учащимся о важности изучения атмосферы и ее свойств для жизнедеятельности человека

Учащиеся воспринимают новую для них информацию

Мотивация на изучение нового материала способствует активной познавательной деятельности на уроке

Сообщение темы изучения нового материала

Учитель объявляет тему урока

Учащиеся записывают новую тему.

Слайд 3

Формулирование с учащимися цели и задач изучения нового материала.

Учитель в беседе с учащимися вырабатывает алгоритм изучения темы урока.

Учащиеся совместно с учителем формулируют алгоритм изучения темы.

Определяют план изучения нового материала, четко ставят перед собой цели изучения нового материала

4

Объяснение нового материала:

Учитель представляет учебный материал в виде лекции, сопровождая лекцию демонстрацией наглядного материала, представленного в виде презентации Power Point

Учитель предлагает учащимся найти определение в параграфе учебника.

Учащиеся конспектируют материал лекции в рабочих тетрадях.

Учащиеся выполняют поисковую работу.

Развитие умений конспектировать учебную информацию, анализировать предлагаемый учебный материал, развитие внимания.

Развитие умения самостоятельно добывать информацию.

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Слайд 7

1.Как атмосферное давление изменяется с высотой:

2.Причины изменения атмосферного давления с высотой;

3.Зависимость изменения атмосферного давления от высоты;

4.Нормальное атмосферное давление;

5.Высотомер.

5.

Закрепление нового материала:

Учитель формулирует условие задач, организует деятельность учащихся по обсуждению и анализу условия и возможных путей решения задач.

Учащиеся учатся анализировать условие задачи и находить нужный ответ, используя знания теории.

Стимулирование учащихся к высказываниям, отсутствие у них страха ошибиться или дать неправильный ответ, самооценивание своих знаний

Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

1.Решение задач

2. Самостоятельное решение задач.

3. Просмотр видеосюжета.

Работа над материалом просмотренного видеосюжета.

Учитель предлагает учащимся просмотреть видеосюжет «Загрязнение атмосферы» объясняя, что после просмотра учащиеся должны будут ответить на вопросы. Нацеливает учащихся на внимательный просмотр видеофрагмента.

Учащиеся сосредотачивают внимание на осознанном просмотре видеофрагмента, записывают некоторые основные сведения, положения, выводы

4. Проверка понимания учащимися учебного материала, изученного на уроке .

Учитель предлагает учащимся для проверки знаний материала урока выполнить тестовые задания, организует учащихся для взаимопроверки учебных достижений

Учащиеся проверяют свои знания, выполняя тесты, оценивают уровень своих учебных достижений

6.

Этап рефлексии

Учитель предлагает учащимся ответить на вопросы (что я знал в начале урока, что узнал нового)

Учащиеся отвечают на вопросы

Учащиеся осознают, что новый изученный материала тесно переплетается с ранее известным. Создается целостная картина знаний по данной теме

7.

Этап информирования учащихся о домашнем задании

Учитель инструктирует учащихся о выполнении домашнего задания, дифференцирует домашнее задание в зависимости от уровня подготовки учащихся

Учащиеся получают инструктаж по выполнению домашнего задания, осознают цель выполненной домашней работы, производят запись в дневник.

В д.з. называется не только тема и объем домашнего задания, но и разъясняется как рационально организовать свою учебную деятельность во время выполнения домашнего задания.

Слайд 13

1. Организационный момент.

2. Актуализация знаний учащихся.

1. Проверка домашнего задания.

2. Ученикам предлагается разгадать кроссворд. (Слайд 1.)

1.Единица измерения давления в Международной системе единиц (СИ).

2.Итальянский ученый, предложивший способ измерения атмосферного давления.

3. Физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму.

4.Физическая величина, характеризующая степень нагретости тел.

5.Одна из приставок, используемых в Международной системе единиц, получается в результате умножения исходной единицы на число 10⁶, т.е. на один миллион.

6.Воздушная оболочка Земли.

7.Механизм для прессования.

1. Правильно ответив на вопросы кроссворда, получаем ключевое слово «Барометр».

По вопросам к §45 ученики рассказывают об устройстве и принципе работы барометра-анероида. (Слайд 2).

1. Как устроен барометр-анероид?

2. Как градуируют шкалу барометра-анероида?

3. Для чего необходимо систематически и в разных местах земного шара измерять атмосферное давление? Какое значение это имеет в метеорологии?

3. Мотивация познавательной деятельности учащихся при изучении новой темы.

Для формирования познавательного интереса к изучаемой теме, можно воспользоваться познаниями учеников о разнообразии рельефа Земной поверхности, из курса географии. Обратить внимание на то, что заселяя планету и исследуя ее, человек задавался вопросом, как и в зависимости от чего изменяются важные для жизнедеятельности человека такие физические величины как температура, влажность воздуха и атмосферное давление. Оказалось, что эти физические величины зависят не только от координат местности, а и от того, как высоко над уровнем моря она находится.

В ходе беседы, учитель подводит учеников к самостоятельному формулированию темы и целей урока. (Слайд №3).

4. Изучение нового материала.

Тематическая лекция:

На непрерывно движущиеся молекулы газов, из которых состоит атмосфера, действует сила тяжести. Под действием силы тяжести верхние слои оказывают давление на ее нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, согласно закону Паскаля передает производимое на него давление вышележащих слоев по всем направлениям. В результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха. Значит, чем ближе к поверхности Земли, тем больше атмосферное давление. Из-за быстрого убывания плотности атмосферы почти вся ее масса содержится в нижних слоях – тропосфере и стратосфере.

С увеличением высоты изменяется не только атмосферное давление, но и плотность воздуха. По результатам измерение на высоте около 5,5 км плотность воздуха уже в 2 раза меньше, чем у поверхности Земли.

Рассматривается и обсуждается график изменения атмосферного давления с высотой над поверхностью Земли. (Слайд№4).

Поисковая работа с учебником.

Найти в тексте §46 определение и значение нормального атмосферного давления и записать его в тетрадь.

(Слайд №5).

Экспериментально установлено, что у поверхности Земли при небольших изменениях высоты (в несколько сот метров) давление изменяется примерно на 1 мм.рт.ст. (1,33 гПа) каждые 12 м высоты. Конечно, расчеты на основании такой зависимости довольно приблизительные, но они помогают ориентироваться в пространстве, определять положение тех или иных объектов относительно уровня Мирового океана, принятого за условный нуль отсчета всех высот на Земле.

(Слайд №6).

Зная зависимость давления от высоты, можно по изменению показаний барометра определить высоту над уровнем моря. Высоту подъема измеряют высотомерами (механический, электронный). Конструктивно высотомер похож на анероид, он шкала его проградуирована в единицах высоты.

(Слайд №7).

5. Закрепление изученного материала.

Полученные знания применяются для решения задач по определению высоты, зная показания барометра и по определению атмосферного давления на определенной высоте.

Задача №1. (Слайд №8).

Самая высокая точка планеты, гора Эверест, находится, примерно, на высоте 8 800 м над уровнем моря. Рассчитайте атмосферное давление на вершине горы.

Задача №2. (Слайд №9).

Вычислите примерную высоту телевизионной башни в Останкино. Атмосферное давление у ее подножия и вершины определите по рисунку.

Самостоятельная работа. «Составь мозаику».

Ученики получают задание решить задачу. Правильное решение задач приводит к появлению картинки.

(Слайд №10).

Альпинисты, поднимаясь в горы, три раза фиксировали показания барометра-анероида.

Определите на каких высотах, относительно уровня моря, были проведены измерения если барометр показал:

1 ряд: Р=510 мм.рт.ст.

2 ряд: Р=385 мм.рт.ст.

3 ряд: Р=260 мм.рт.ст.

При необходимости, правильное решение задач расписывается на доске.

Просмотр видеосюжета «Загрязнение атмосферы».

Учащимся для закрепления материала предлагается просмотреть видеосюжет «Загрязнение атмосферы». Перед просмотром видеофрагмента учитель информирует учащихся, о том, что после просмотра видеофрагмента, учащиеся должны будут, поработав в группах, ответить на вопросы:

1. Значение атмосферы в жизни человека.

2. Основные источники загрязнения атмосферы.

3. Пути решения проблемы загрязнения атмосферы.

(Слайд №11).

Кадры из видеосюжета «Загрязнение атмосферы».

Первичная проверка понимания обучающимися изученного материала.

Тест. (Слайд №12).

1.Для чего предназначены барометры?
А. Для измерения плотности.

Б. Для измерения атмосферного давления.
В. Для измерения массы.

Г. Для измерения объёма тел.

2.В каких единицах измеряется атмосферное давление?
А. Н Б. кг В. Па Г. см

3.Чему равно нормальное атмосферное давление?
А. 670 мм рт.ст. Б. 730 мм рт.ст.

В. 760 мм рт.ст. Г. 370 мм рт.ст.

4.При подъёме на какую высоту над поверхностью Земли атмосферное давление уменьшается

на 1 мм рт.ст.?
А. На 10 м Б. На 12 м В. На 11 м Г. На 15 м

5.Выразите нормальное атмосферное давление 760 мм рт.ст. в Паскалях.
А. 760000 Б. 113000 В. 101300 Г. 133000

Взаимопроверка.

6. Рефлексия.

Ученикам предлагается ответить на вопросы:

1)Что я знал в начале урока;

2)Что я узнал нового в ходе урока.

7. Информирование учащихся о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.

(Слайд №13).

• Прочитать §46. Отвечать на вопросы.

• Решить Упр.23 (1-4).

• Выполнить задание стр.136.

Изменение давления с высотой. Движение. Теплота

Изменение давления с высотой

С изменением высоты давление падает. Впервые это было выяснено французом Перье по поручению Паскаля в 1648 г. Гора Пью де Дом, около которой жил Перье, была высотой 975 м. Измерения показали, что ртуть в торричеллиевой трубке падает при подъеме на гору на 8 мм. Вполне естественно падение давления воздуха с увеличением высоты. Ведь наверху на прибор уже давит меньший столб воздуха.

Если вы летали в самолете, то знаете, что на передней стенке кабины помещен прибор, показывающий с точностью до десятков метров высоту, на которую поднялся самолет. Прибор называется альтиметром. Это обычный барометр, но проградуированный на значения высот над уровнем моря.

Давление падает с возрастанием высоты; найдем формулу этой зависимости. Выделим небольшой слой воздуха площадью в 1 см², расположенный между высотами h₁ и h₂. В не очень большом слое изменение плотности с высотой мало заметно. Поэтому вес выделенного объема (это цилиндрик высотой h₂ ? h₁ и площадью 1 см²) воздуха будет mg = ?(h₂ ? h₁)g. Этот вес и дает падение давления при подъеме с высоты h₁ на высоту h₂. То есть

Но по закону Бойля – Мариотта плотность газа пропорциональна давлению. Поэтому

Слева стоит доля, на которую возросло давление при снижении с h₂ до h₁. Значит, одинаковым снижениям h₂ ? h₁ будет соответствовать прирост давления на один и тот же процент.

Измерения и расчет показывают в полном согласии, что при подъеме над уровнем моря на каждый километр давление будет падать на 0,1 долю. То же самое относится и к спуску в глубокие шахты под уровень моря – при опускании на один километр давление будет возрастать на 0,1 долю своего значения.

Речь идет об изменении на 0,1 долю от значения на предыдущей высоте. Это значит, что при подъеме на один километр давление уменьшается до 0,9 от давления на уровне моря, при подъеме на следующий километр оно становится равным 0,9 от 0,9 давления на уровне моря; на высоте в 3 километра давление будет равно 0,9 от 0,9 от 0,9, т.е. (0,9)³ давления на уровне моря. Нетрудно продлить это рассуждение и далее.

Обозначая давление на уровне моря через p₀, можем записать давление на высоте h (выраженной в километрах):

p = p₀(0,87)^h = p₀·10^?0,06h.

В скобках записано более точное число: 0,9 – это округленное значение. Формула предполагает температуру одинаковой на всех высотах. На самом же деле температура атмосферы меняется с высотой и притом по довольно сложному закону. Тем не менее формула дает неплохие результаты, и на высотах до сотни километров ею можно пользоваться.

Нетрудно определить при помощи этой формулы, что на высоте Эльбруса – около 5,6 км – давление упадет примерно вдвое, а на высоте 22 км (рекордная высота подъема стратостата с людьми) давление упадет до 50 мм Hg.

Когда мы говорим про давление 760 мм Hg – нормальное, не нужно забывать добавить: «на уровне моря». На высоте 5,6 км нормальным давлением будет не 760, а 380 мм Hg.

Вместе с давлением по тому же закону падает с возрастанием высоты и плотность воздуха. На высоте 160 км воздуха останется маловато.

Действительно,

(0,87)¹⁶⁰ = 10^?10.

У земной поверхности плотность воздуха равна примерно 1000 г/м³, значит, на высоте 160 км на один, кубический метр должно приходиться по нашей формуле 10^?7 г воздуха. На самом же деле, как показывают измерения, произведенные при помощи ракет, плотность воздуха на этой высоте раз в десять больше.

Еще большее занижение против истины дает наша формула для высот в несколько сот километров. В том, что формула становится непригодной на больших высотах, виновато изменение температуры с высотой, а также особое явление – распад молекул воздуха под действием солнечного излучения. Здесь мы не станем на этом останавливаться.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >