Презентация на тему Давление. Атмосферное давление

Цель: повторение основных понятий и
формул, связанных с давлением, а также разбор основных задач по теме в соответствии с кодификатором ГИА и планом демонстрационного варианта экзаменационной работы.

Точка приложения
ДАВЛЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
Действие силы на поверхность тела характеризуется давлением.
Давление - величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности.
где p – давление, Па (Паскаль)
F – приложенная сила давления, Н
S – площадь поверхности (площадь опоры тела), м2.
Давление - величина скалярная, у давления нет направления.
Действие силы
Модуль
Направление

Единицы измерения давления
1 Па – это такое давление, которое оказывает сила 1Н на площадь поверхности 1м2.
1 кПа=1000 Па;
1МПа= 1000000 Па;
1 гПа=100Па;
Французский ученый
Блез Паскаль
(1623 – 1662)

От чего зависит давление?
Чем больше площадь поверхности, на которую действует сила, тем меньше будет давление тела на опору.
Большая по значению сила, действующая на ту же площадь будет оказывать большее давление.
Во всех рассмотренных случаях сила действовала перпендикулярно поверхности.

Обратите внимание!
Любая поверхность выдерживает только определенное давление. Если это давление будет выше, то опора разрушается. Человеческая кожа выдерживает давление 3000000Па.
Поэтому, в зависимости от того, какой результат хотят получить, давление можно увеличивать или уменьшать.

Способы изменения давления
Результат действия силы на поверхность зависит не только от ее величины, направления, точки приложения, но и от площади опоры давящего тела.
Увеличение давления
(увеличение силы давления;
уменьшение площади)
Топор, нож,
гвозди, кнопки, иголки,
зубы, когти, клювы зверей,
шипы, колючки растений,
жало осы
Уменьшение давления
(уменьшение силы давления;
увеличение площади)
Фундамент здания,
шасси самолета,
широкие шины
автомобилей,
гусеницы вездеходов, тракторов,
лыжи,
шайбы под гайки,
шпалы под рельсы

ПРЕДСТАВЬ СЕБЕ !
... давление гусеничного трактора массой 6,7 тонны на почву составляет 47000 Па
... втыкая пальцем иглу или булавку в ткань, мы создаем давление около 100 000 000 Па
... когда жалит оса, то она оказывает на кожу человека давление 30 000 000 000 Па
... очень высокие давления существуют в глубинах небесных тел!
Давление в центре земного шара равно приблизительно 300 млрд Па, т.е. 300 000 000 000 Па.

Это интересно…
Если вылить содержимое яйца, а для опыта оставить скорлупу, то можно попробовать проткнуть ее иголкой изнутри и снаружи. Изнутри - легче, снаружи - тяжелее. Результат при одинаковых усилиях будет зависеть от формы скорлупы: выпуклая или вогнутая.
Поэтому маленький цыпленок легко разбивает скорлупу изнутри, а снаружи он защищен более надежно.
Свойство выпуклых форм лучше выдерживать нагрузку позволяет архитекторам проектировать куполообразные крыши, мосты, потолки, т.к. они прочнее плоских!

ДАВЛЕНИЕ ГАЗА
Давление газа на дно и стенки сосуда (и на помещенное в газ тело) создается ударами беспорядочно движущихся молекул газа.

От чего зависит давление газа?
Если температура и масса газа неизменны, то при уменьшении объема газа его давление увеличивается, а при увеличении объема давление уменьшается.
При повышении температуры газа его давление увеличивается
А если масса газа (при неизменных температуре и объеме) изменилась?
Если температура и объем неизменны, то при уменьшении массы газа его давление уменьшается, а при увеличении массы давление увеличивается.
Чем выше температура тела, тем больше скорость движения молекул.
Чем больше скорость движения молекул, тем больше число ударов молекул о стенки сосуда.

Воздушное огниво
Здесь должен быть видеофрагмент «Воздушное огниво»
Скачайте фильм по адресу: http://moemesto.ru/soljary/file/12034513/Воздушное%20огниво.avi/ и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

Давление в жидкости или газе
Внутри жидкости в любой ее точке существует давление, обусловленное весом верхних слоев жидкости на нижние - "весовое" или гидростатическое давление.
На одном и том же уровне оно одинаково по всем направлениям (и вверх в том числе).
С глубиной давление увеличивается.
Давление в жидкости или газе зависит только от уровня жидкости

Давление в жидкости или газе.
Расчетная формула для определения давления жидкости в любой ее точке, а также на дно и стенки сосуда:
ρ (кг/м3) – плотность жидкости (газа) на дно и стенки сосуда;
g (м/с2) – ускорение свободного падения;
h (м) – высота столба жидкости.
Вода, как и все жидкости мало поддается сжатию. Поэтому с глубиной плотность воды изменяется незначительно.
В самом глубоком месте плотность воды увеличивается лишь на 5 %.
p = ρ·g·h
h
p

Давление в жидкости или газе.
На глубинах более 1,5 м разность между давлением воды, сжимающим грудную клетку, и давлением воздуха внутри нее возрастает настолько, что у человека уже не хватает сил увеличивать объем грудной клетки при вдохе и наполнять свежим воздухом легкие.
Поэтому при погружении более чем на 1,5м можно дышать только таким воздухом, который сжат до давления, равного давлению воды на этой глубине.

Это интересно!
Искатели жемчуга погружаются на глубину 30 м;
рекордное погружение человека без специального оснащения - 105 м;
погружение с аквалангом - 143 м;
в мягком скафандре - 180 м;
в жестком скафандре - 250 м;
в батискафе - 10 919 м.
Если порожнюю закупоренную бутылку опустить на значительную глубину, затем извлечь вновь, то обнаружится что давление воды вогнало пробку внутрь бутылки и вся посудина полна воды.

Сообщающиеся сосуды
Сосуды, соединенные между собой ниже уровня жидкости называются сообщающимися.
В сосудах любой формы и ширины однородная жидкость устанавливается на одном уровне.

Условие равновесия жидкости:
p1 = p2 = p3 = …= pn

Разнородная жидкость
Высоты столбов разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах обратно пропорциональны их плотностям.
Вывод:
р1 = р2
ρ1 ∙ g ∙ h1 = ρ2 ∙ g ∙ h2
ρ1 ∙ h1= ρ2 ∙ h2

Как изменится уровень воды в левом сосуде? (5 баллов)
Высота воды в левом колене сообщающихся сосудов, разделенных краном, равна 49 см, в правом 12 см. На сколько сантиметров изменится уровень воды в левом сосуде, если открыть кран? Левое колено сосуда имеет площадь поперечного сечения 12 см2, правое 19 см2.
Ответ вводить с точностью до десятых.
49
12
12 см2
19 см2
После открытия крана уровень воды – h – станет одинаковый
Пример решения задачи

Применение сообщающихся сосудов
Водомерное стекло
Шлюзы
Чайники, кофейники
Водонапорная башня
Фонтаны

Атмосферное давление
Земля окружена атмосферой - воздушной оболочкой, состоящей из смеси различных газов.
Молекулы этих газов, находясь в поле тяготения Земли, притягиваются к ней. Вследствие этого слои воздуха, расположенные выше, давят на нижние слои и в конечном итоге создают давление на поверхность Земли и находящиеся на ней тела. Это давление называют атмосферным.

Атмосферное давление
Здесь должен быть видеофрагмент «Атмосферное давление»
Скачайте фильм по адресу: http://26.dl17sf-narod.yandex.ru/disk/255519001/h7ebb4e45f11bf3676e7cadd376f74762/%D0%92%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D0%BE%D0%B5%20%D0%BE%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D0%B2%D0%BE.avi/ и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

Вес воздуха
Вес 1 м3 воздуха
Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 0С, называется нормальным атмосферным давлением.
Нормальное атмосферное давление равно 101 300 Па = 1013 гПа

Фонтан в пустоте

Атмосферное давление на различных высотах
При подъеме на каждые 12 метров столбик ртути опускается на 1 мм.

Кипение при пониженном давлении
Здесь должен быть видеофрагмент
«Кипение при пониженном давлении»
Скачайте фильм по адресу: http://moemesto.ru/soljary/file/12034639/Кипение%20при%20пониженном%20давлении.avi и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

По своему строению атмосфера Земли напоминает многоэтажный дом.
Первый "этаж" - тропосфера: км над уровнем моря, содержит 4/5 массы всего воздуха, температура падает с высотой, здесь зарождаются облака.
Второй "этаж" - стратосфера: до 55 км над уровнем моря, содержит 1/5 всего воздуха, царство стужи с температурой около - 40 0С, здесь расположен озоновый слой.
Третий "этаж" - мезосфера: до 200 км над уровнем моря, воздух сильно разрежен, давление составляет 1/25000 от нормального атмосферного давления
Четвертый "этаж" - термосфера: невиданная жара около 1000 - 2000 0С, плотность воздуха исключительно мала, здесь возгораются падающие метеоры.
Пятый "этаж" - экзосфера: внешняя оболочка атмосферы, высотой до 600 км, самое сильное разрежение воздуха, еще выше признаки частиц воздуха прослеживаются до высоты более 1000 км

Измерение давления
Для измерения атмосферного давления используют барометры
ртутный: барометр Торричелли;
металлический: барометр-анероид

Выводы:
p = ρ·g·h

Подборка заданий по кинематике
(из заданий ГИА 2008-2010 гг.)
Рассмотрим задачи:

ГИА-2011-5. В каком колене U-образной трубки находится менее плотная жидкость ?
Варианты ответов:
Такое положение жидкостей невозможно.
В правом.
В левом.
Ответ зависит от площади сечения трубки.
Плотности одинаковы.

ГИА-2008-5. В открытом сосуде 1 и закрытом сосуде 2 находится вода. Если открыть кран К, то
вода обязательно будет перетекать из сосуда 2 в сосуд
вода обязательно будет перетекать из сосуда 1 в сосуд 2
вода перетекать не будет ни при каких
обстоятельствах
перемещение жидкостей будет зависеть от
давления в воздушном зазоре сосуда 2

ГИА-2008-5. Брусок в форме прямоугольного параллелепипеда положили на стол сначала узкой гранью (1), а затем – широкой (2). Сравните силы давления (F1 и F2) и давления, производимые бруском на стол в этих случаях (р1 и р2).
F1 < F2; p1 < p2
F1 = F2; p1 < p2
F1 = F2; p1 > p2
F1 = F2; p1 = p2

ГИА-2010-5. Кубик из некоторого материала плавает в жидкости, не касаясь дна. На какую из граней кубика жидкость оказывает наибольшее давление?
На нижнюю
На верхнюю
На боковую
На все грани одинаково

ГИА-2010-5. Давление тела на поверхность зависит от
1) модуля силы и от площади поверхности, перпендикулярно которой действует сила
2) модуля силы и не зависит от площади поверхности, на которую действует сила
3) площади поверхности, перпендикулярно которой действует сил
4) не зависит ни от силы, ни от площади

ГИА-2010-5. Паскаль создал водяной барометр, аналогичный ртутному барометру. Какова примерно высота столба воды в этом барометре?
76 см
1 м
10 м
Столб воды мог быть любым

ГИА-2010-15. Резиновый шарик, надутый воздухом, летом опускают в озеро на глубину 1 м. Через некоторое время обнаруживают, что диаметр шара уменьшился на 50 %. Какие из гипотез для объяснения этого явления требуется проверять экспериментально?
A. Температура воды ниже температуры воздуха.
Б. Давление на стенки шара возросло.
B. Оболочка шара стала менее растяжимой.
1) только А
2) только Б
3) только В
4) только А и Б

2007 г. А5 (ДЕМО). В широкую U-образную трубку с вертикальными прямыми коленами налиты неизвестная жидкость плотностью 1 и вода плотностью 2 = 1,0103 кг/м3 (см. рисунок). На рисунке b = 10 см, h = 24 см, H = 30 см. Плотность жидкости 1 равна