Опыты с давлением

VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся Старт в науке

Опыты с давлением
Ткаченко К.Ю. 1Извекова С.В. 1 Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке “Файлы работы” в формате PDF

ВВедение

Мы живем на дне сказочно красивого океана.

Он велик и безбрежен.

Эванджелиста Торричелли

Наша планета Земля – одна из немногих, имеющих атмосферу. Атмосфера – это воздушная оболочка, окружающая Землю. Ее высота несколько тысяч километров. Большая часть атмосферы, почти 80%, располагается до высоты 18 километров от уровня Земли [5].

В результате действия силы тяжести, верхние слои воздуха, подобно воде океана, сжимают нижние слои.

Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, сжат больше всего и, согласно закону Паскаля, передает производимое на него давление по всем направлениям.

В результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха, или, как говорят, испытывают атмосферное давление [3].

Актуальность выбранной темы проекта заключается в том, что различные опыты помогают нам изучить атмосферное давление, показать его действие и применение человеком на практике. Поэтому цель работы: изучение и демонстрация опытов с атмосферным давлением.

На пути достижения цели мне нужно было решить задачи:

1. Изучить опыты с атмосферным давлением.

2. Подобрать лабораторное оборудование для демонстрации опытов с атмосферным давлением.

3. Научиться проводить опыты с атмосферным давлением.

4. Записать опыты с атмосферным давлением на видео. Подготовить видеопособие.

Я использовал в своей работе следующие методы:

Работа с первоисточниками, изучение литературы,

Internet – ресурсы,

Постановка опытов,

Исследование,

Наблюдение,

Сравнение,

Фотосъемка,

съемка.

При выполнении проекта,объектом исследования выбрано атмосферное давление.

Предметом исследования – опыты с атмосферным давлением.

Я сформулировалгипотезу:для понимания действия атмосферного давления способствуют опыты с атмосферным давлением.

Изучая по учебнику материал об атмосферном давлении, я увидел множество рисунков, изображающих опыты с атмосферным давлением. Они меня привлекли тем, что их безопасно можно воспроизвести.

Также меня заинтересовал тот факт, что атмосферное давление играет большую роль в жизни живых организмов, например, рыб. Я решил дополнительно поискать материал по данной теме, использовал для этого Internet – ресурсы, сайты. Понравились мне и видеоролики.

Интересные опыты проводит Александр Пушной в программе «Галилео», правда, не всегда они безопасны и не рекомендованы для самостоятельного проведения.

Тема достаточно исследована, но мне хотелось внести свой вклад в ее решение. На школьном уровне, для своих одноклассников наглядно показать действие атмосферного давления и использование его человеком в своей жизни в быту, технике, работе различных механизмов.

ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Атмосферное давление в природе

Сила, с которой столб атмосферного давления давит на земную поверхность, называется нормальным атмосферным давлением.

Существует множество экспериментов, которые доказывают, что сила атмосферного давления действует не только на горизонтальные поверхности предметов, но и на стены домов, на стекло, на человека.

Но мы не замечаем этого давления, потому, что внутри нас так же есть собственное давление [3].

При поднятии в горы атмосферное давление уменьшается, при опускании оно увеличивается. В жизни нам приходится наблюдать примеры уравновешивания атмосферного давления и гидростатического давления воды (опыт «Волшебная сила»).

Некоторые представители животного мира, обитающие в воде, приспособились к жизни на разных глубинах. Рыбы обладают возможностью изменять свое положение на разной глубине, благодаря наличию у них плавательного пузыря. Он позволяет рыбе не утонуть под собственной тяжестью.

Плавательный пузырь заполнен смесью газов, близкой по составу к воздуху. Объем газов в плавательном пузыре может изменяться при выделении или поглощении их через кровеносные сосуды стенок пузыря или при заглатывании воздуха. Это изменяет объем тела рыбы и ее удельный вес.

Благодаря плавательному пузырю, масса тела рыбы приходит в равновесие с выталкивающей силой, действующей на рыбу в определенной глубине[2].

Использование атмосферного давления человеком

Человек широко применяет знания об атмосферном давлении в своей жизни на практике. Работа различных механизмов, вакуумных насосов, механизма закрывания дверей в школьном автобусе основана на изменении давления.

Пока автобус, благодаря работе двигателя не накачает воздух в камеру, не сработает механизм закрывания дверей. Специально установленный датчик позволяет произвести трогание с места и движение только после закрытия дверей, что очень важно с точки зрения безопасности движения.

Работа фонтанов, поилок также основана на знании об атмосферном давлении [1].

Приборы для измерения давления

Существует множество приборов, позволяющих измерить давление. Это манометры, барометры. Такие приборы есть и в нашем кабинете физики и кабинете географии. В практике широко используют металлический барометр – анероид (в переводе с греческого – «безжидкостный»).

Так барометр называют потому, что он не содержит ртути[3]. Знание атмосферного давления очень важно для предсказания погоды на ближайшие дни, так как изменение атмосферного давления связано с изменением погоды.

Барометр – необходимый прибор при метеорологических наблюдениях.

ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Истина — это то, что выдерживает проверку опытом.

А. Эйнштейн

2.1. Опыты с атмосферным давлением

В ходе работы над проектом я подобрал лабораторное оборудование для опытов, составил краткое их описание. Демонстрацию опытов представил в виде фото и видеоматериалов.

Таким образом, я изготовил пособие по проведению опытов с атмосферным давлением для учащихся нашей школы.

Надеюсь, что это поможет им разобраться с теоретическим материалом при изучении данной темы, а также самим провести некоторые несложные опыты, подтверждающие наличие атмосферного давления.

Опыт 1. «Легко рвущаяся газета не рвется линейкой».

Оборудование: стол, линейка, газета.

Ход опыта: Положить линейку на стол так, чтобы половина ее выступала за край стола. Ударить по линейке рукой. Переворачиваясь, линейка падает со стола. Если же на линейку положить газету, то при ударе по ней, линейка не упадет. Газета не порвется и оставит линейку лежать на столе.

Объяснение: Давление воздуха на газету сверху больше, чем снизу, поэтому линейка остается на столе (Приложение 1).

Опыт 2. «Тяжелая газета»

Оборудование: стол, газета, динамометр.

Ход опыта: Положить газету на стол, закрепить посредине динамометр. При медленном поднятии на динамометре будут показания 0,1 Н, а при быстром поднятии 0,9 Н.

Объяснение: При медленном поднятии давление на газету сверху не сильно будет отличаться от давления на газету снизу, а при быстром, резком поднятии давление на газету сверху и снизу будут отличаться значительно, поэтому и динамометр покажет большее значение (Приложение 2).

Опыт 3.«Волшебная сила»

Оборудование: стакан с водой, лист бумаги.

Ход опыта: На стакан с водой кладем лист бумаги, прижимаем его ладонью и резко переворачиваем стакан вверх дном. Ладонь убираем. Волшебная сила удерживает воду в стакане, не давая ей вылиться.

Объяснение: Давление в стакане меньше, чем снаружи. Благодаря атмосферному давлению, которое распространяется во всех направлениях одинаково, вода не выливается из стакана (Приложение 3).

Опыт 4.«Выйти сухим из воды» Оборудование: тарелка с водой, монетки, стакан, свечка, спички.

Ход опыта: В тарелку положить монетки, налить воды, поставить свечку, зажечь ее и закрыть стаканом. Постепенно вода из тарелки уходит, мы можем взять монетки, не замочив руки.

Объяснение: На горение свечи расходуется кислород, который содержался под стаканом. Когда он потратился на процесс горения, то освободилось место, ничем не заполненное, создалось разреженное пространство, т.е.

давление воздуха в стакане понизилось. Т.к. атмосферное давление больше, чем давление воздуха в стакане, то вода из тарелки поступила в стакан, освободив монетки.

Мо можем взять монетки, не замочив руки (Приложение 4).

Рассмотрим серию опытов с сообщающимися сосудами. Опыт 5. «Подъем воды в шприце» Оборудование: кристаллизатор с водой, шприц. Ход опыта: В кристаллизатор с водой опускаем шприц, прижимаем его ко дну. Медленно поднимаем поршень в шприце.

Наблюдаем за уровнем воды. Объяснение: Вследствие подъема поршня, в шприце возникает разреженное пространство, вакуум, зона низкого давления. Атмосферное давление воздуха на воду в кристаллизаторе остается прежним.

Вода из-за разности давления заходит в шприц (Приложение 5).

Опыт 6. «Поилка для попугая»

Оборудование: пробирка, подставка, блюдце или небольшая чашка с водой.

Ход опыта: Пробирку, заполненную водой и закрытую пальцем, опускаем в чашку и под водой открываем. Вода из пробирки не выливается.

Объяснение: Вода из пробирки не выливается, потому что происходит уравнивание давления гидростатического с давлением атмосферным. По мере уменьшения объема воды в чашке, столбик воды в пробирке будет понижаться, вода будет поступать в чашку до выравнивания значений давления (Приложение 6).

Опыт 7. «Фонтан» Оборудование: 2 одноразовые тарелки, пластиковая крышка, игла трубочка, пузырек (или система «капельница»). Ход опыта: Соединяем иглу, трубочку и пузырек, создавая систему сообщающихся сосудов. Пузырек плотно закрываем крышкой. Изменяя уровень положения пузырька, мы наблюдаем появление струи воды из иглы.

Объяснение: Когда мы изменяем уровень положения пузырька,

мы тем самым изменяем уровень давления. Как известно, давление зависит от плотности жидкости и высоты уровня столба жидкости. Чем больше высота столба жидкости, тем больше давление (Приложение 7).

Опыт 8. «Самодельный прибор сообщающихся сосудов»

Оборудование: большая и малая пластиковые бутылки с крышками, трубочка, вода.

Ход опыта: Сборка самодельного прибора, состоящего из сообщающихся сосудов, позволяет демонстрировать изменение давления. Прибор собран из двух пластиковых бутылок, соединенных между собой трубочкой.

Если закроем маленький сосуд, то жидкость не будет переливаться в него. Если оба сосуда откроем, то уровень жидкости сравняется. Если закроем большой сосуд, то жидкость не будет переливаться.

Объяснение: Если закроем маленький сосуд, то жидкость не будет переливаться в него из-за повышенного давления. Если оба сосуда откроем, то уровень жидкости сравняется, т.к. уравновесится атмосферное и гидростатическое давление. Если закроем большой сосуд, то жидкость не будет переливаться, т.к. в нем будет пониженное давление (Приложение 8). Опыт 9. «Односторонняя ткань»

Оборудование: стакан с водой, ткань, резинка.

Ход опыта: На стакан с водой помещаем ткань, закрепляем ее резинкой. Переворачиваем стакан вверх дном. Вода из стакана не выливается.

Объяснение: Вода из стакана не выливается из-за поверхностного натяжения. Молекулы воды заполняют промежутки в ткани. Давление в стакане меньше, чем снаружи. Атмосферное давление уравновешивается гидростатическим давлением воды и поэтому вода не выливается из стакана (Приложение 9).

2.2. Изготовление самодельной поилки для попугая

Для изготовления самодельной поилки для птиц можно взять любую пластиковую бутылку (рисунок 1). Если поилка будет предназначаться для крупной птицы, то целесообразно использовать бутылку большого объема.

Бутылку наполняем водой и опускаем в чашку так, чтобы горлышко находилось немного ниже уровня воды в чашке [6]. Для того, чтобы бутылка с водой не опрокинулась, прочно закрепляем ее к подставке. Автоматическая поилка для птиц готова (рисунок 2).

Рисунок 1. Рисунок 2.

Поилка для птиц. Поилка, изготовленная своими руками.

Попугай – птица небольшого размера, в домашних условиях содержится в единичном количестве или в количестве двух штук. Поэтому, чтобы птица не намочила оперение, что плохо может сказаться на ее здоровье, сосуд должен быть небольшой, например, флакон небольшого объема.

Отрезаем часть передней стенки флакона острым ножом или ножницами. Вовнутрь флакона закрепляем наполненную водой пробирку и чуть приподнимаем ее над дном флакона (Приложение 6).

По мере убывания воды в чашке (в нашем случае в нижней части сосуда), вода из пробирки будет опускаться под действием давления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Закончив свой проект, я могу сделать вывод, что в изучении и понимании темы «Атмосферное давление» большую роль играют опыты. Они позволяют лучше разобраться в теме. Я считаю, что поставленная гипотеза подтвердилась: для понимания действия атмосферного давления способствуют опыты с атмосферным давлением.

При выполнении проекта я научился планировать, проводить опыты с атмосферным давлением и объяснять их.

Работая над проектом, я изготовил поилку для попугая.

Мы сделали фотографии опытов с атмосферным давлением, записали видеофайлы различных опытов, подготовили видеопособие и пособие а печатном варианте.

Представленный отчет (пособие) о проведенных исследованиях – это продукт моего проекта. Этим пособием в любое время могут воспользоваться ученики нашей школы.

Список используемой литературы

1. Горев Л.А. Занимательные опыты по физике в 6-7 классах. Пособие для учителей. М., Просвещение, 2007.- 152 с., с ил..

2. Константинов В.М.,Бабенко В.Г.,Кучменко В.С. Биология: Животные: Учебник для учащихся 7 класса общеобразовательной школы/Под ред. В.М.Константинова, И.Н.Пономаревой. – М: Вентана Графф. 2012. – 304с.:ил.

3. Пёрышкин А.В.. Физика 7 кл.:/ А.В.Перышкин.-16-е изд., стереотип.-М.: Дрофа, 2013.-192с.:ил.

4. Перышкин А.В.. Рабочая тетрадь по физике. 7 класс: к учебнику А.В.Перышкина «Физика. 7 класс» ФГОС (к новому учебнику)/ А.В.Перышкин; сост. Г.А. Лонцова. – М.: Издательство «Экзамен», 2016. -160 с.

5. Шахмаев Н.М., Шахмаев С.Н., Шодиев Д.Ш. Физика: Москва «Просвещение», 2005.

6. Шишкин Н.И. Клуб юных физиков: Москва «Просвещение», 2004.

Интернет-ресурсы:

7. https://www..com/watch?v=w5a0sVrJtFg

8. https://www..com/watch?v=PRmS7KAljS8

9. Занимательные опыты. ролики. Ютуб.

10. Программа Галилео. Ютуб

Приложение 1.

Приложение 2.

Приложение 3.

Приложение 4.

Приложение 5.

Приложение 6.

Приложение 7.

Приложение 8.

Приложение 9.

Источник: https://school-science.ru/7/11/39105

Интересные опыты с атмосферным давлением – Класс!ная физика

Опыты с давлением

11.2016

ЧТО МОЖЕТ ВОЗДУХ

Опыт 1

Он может, например, подбросить монету! Положи на стол небольшую монетку и забрось ее себе в руку толчком воздуха. Для этого, держа руку щитком позади монеты, резко дунь на стол. Только не на то место, где лежит монета, а на расстоянии 4—5 см перед ней.

Воздух, сжатый твоим дуновением, проникнет под монету и подбросит ее прямехонько тебе в горсть.

Несколько проб — и ты научишься брать со стола монету, не прикасаясь к ней рукой!

Опыт 2

Если есть у тебя узенькая коническая рюмка, можешь сделать еще один забавный опыт с монетами. На дно рюмки положи копейку, а сверху — пятак. Он ляжет горизонтально, словно крышка, хотя и не достает до края рюмки.
Теперь резко дунь на край пятака.

Он встанет ребром, а копейка будет выброшена сжатым воздухом. После этого пятак ляжет на место. Так невидимка помог тебе достать со дна рюмки копейку, не прикасаясь ни к ней, ни к пятаку, лежащему сверху.

Опыт 3

Похожий опыт можно сделать с рюмками для яиц. Поставь две такие рюмки рядом и в ту, что поближе к тебе, положи яйцо.

На случай неудачи яйцо возьми крутое. А теперь сильно и резко дунь в то место, которое указано стрелкой на рисунке, как раз в самый край рюмки.

Яйцо подскочит и «пересядет» в пустую рюмку! Невидимка-воздух проскочил между краем рюмки и яйцом, ворвался в рюмку, да так сильно, что яйцо подскочило вверх! У некоторых этот опыт не получается—«не хватает духа». Но если вместо крутого яйца взять пустую, выдутую скорлупу, получится наверняка!

ТЯЖЕЛЫЙ ВОЗДУХ

Возьми широкую деревянную линейку (которую не жалко). Уравновесь ее на краю стола, чтобы при малейшем нажиме на свободный конец линейка падала. А теперь расстели на столе поверх линейки газету. Аккуратно расстели, разгладь руками, расправь все складочки. Раньше линейку можно было опрокинуть пальцем. Теперь добавилась газета, да много ли она весит? А ну-ка, смелее: встань от линейки сбоку и ударь по ее концу кулаком!

Даже кулак заболел, а линейка лежит, словно гвоздями приколочена. Ну, сейчас мы ей покажем, как упираться! Бери палку и бей со всего размаха. Бах! Линейка пополам, а газета лежит себе как ни в чем не бывало.

Почему же газета оказалась такой тяжелой? Да потому, что на нее сверху давит воздух. По 1 кг на каждый квадратный сантиметр. А квадратных сантиметров у газеты ой как много! А ну-ка посчитай, какая это площадь? Примерно 60 х 42 = 2520 см2.

Значит, воздух давит на нее с силой две с половиной тысячи килограммов, две с половиной тонны! Поднимай газету медленно — воздух будет и под нее проникать, и снизу давить с такой же точно силой. Но попробуй оторвать ее от стола разом, и ты уже видел, что получается.

Воздух не успевает попасть под газету —и линейка ломается пополам!

ПРИСОСКА ИЗ ШКОЛЬНОЙ РЕЗИНКИ

Из трех предметов, названных в заголовке, наименее удобен для опытов спрут. Во-первых, его трудно достать, а во-вторых, со спрутом шутки плохи. Как схватит своими страшными щупальцами, как присосется присосками — не оторвешь!

Зоологи говорят, что присоска спрута имеет форму чашечки с кольцевым мускулом. Спрут напрягает мускул— чашечка сжимается, становится уже.

А потом, когда эта чашечка прижмется к добыче, мускул расслабляется.

Смотри, как интересно: для того чтобы удержать добычу, спрут не напрягает мускулы, а расслабляет их! И все равно присоски присасываются. Словно редиска к тарелке!

Опыт

От опытов с живым спрутом нам с тобой пришлось отказаться. Но одну присоску мы все-таки сделаем – искусственную присоску, из школьной резинки.

Возьми мягкую резинку и в середине одной боковой стороны выдолби углубление. Это будет чашечка присоски. Ну, а мускулы используем твои. Они ведь нужны только для того, чтобы сжать присоску сначала, а потом все равно расслабляются, так что руку можно будет убрать. Сожми резинку, чтобы чашечка уменьшилась, и прижми ее к тарелке.

Только смочи сначала: резинка ведь не редиска, у нее своего сока нет. Кстати, спрут тоже «работает» мокрыми присосками. Прижал резинку? Теперь отпускай, она присосалась надежно. Есть и мыльницы с резиновыми присосками. Они прилепляются к кафельной стене ванной. Их тоже надо сначала смочить, а потом придавить к стене и отпустить.

Держатся! Ну, а теперь о мухе!

Скажи-ка, ты никогда не задумывался над тем, как это она ходит по стене и даже по потолку?

Есть даже такая загадка: «Что над нами вверх ногами?» Может быть, у мухи на концах ножек коготки? Крючочки, которыми она цепляется за неровности стен и потолка? Но она ведь и по оконному стеклу гуляет совершенно свободно, и по зеркалу. Там-то уж и мухе зацепиться не за что. Оказывается, на лапках у мухи тоже присоски. Вот и утверждай после этого, что между мухой и спрутом нет ничего общего.

КАК ОПОРОЖНИТЬ СТАКАН?

Стакан и бутылка наполнены водой. Нужно опорожнить стакан бутылкой, не опорожнив ее. Проделайте в пробке бутылки два отверстия и проткните через них две соломинки, одну, равную по Длине высоте стакана, другую — вдвое длиннее. Заклейте затем хлебным мякишем один конец меньшей соломинки и заткните бутылку пробкой так, чтобы в бутылку вошли открытые концы соломинок.

Теперь, если вы перевернете бутылку, из большой соломинку начнет вытекать вода. Опрокиньте бутылку над стаканом с водой так, чтобы маленькая соломинка касалась дна стакана, и срежьте ножницами ее конец заклеенный хлебным мякишем. Вода станет вытекать из большой соломинки, пока стакан не опорожнится. Почему?

Это объясняется так: соломинки выполняют роль сифона. Образуемая вытекающей водой пустота в бутылке немедленно наполняется водой из стакана, которую гонит в бутылку давление воздуха на поверхности воды в стакане.

Источник: Ф. Рабиза “Опыты без приборов”,”Космос у тебя дома”; Л.Гальперштейн “Забавная физика”

Следующая страница «Насос и пульверизатор. Опыты»
Назад в раздел «Простые опыты»

Источник: http://class-fizika.ru/op55-24.html

Ученический проект

Опыты с давлением

МОУ Октябрьская СОШ №1 Лебединский филиал

«Опыты с атмосферным давлением»

Введение ……………………………………………………………3

1. Воздух имеет вес………………………………………………. 4

2. Опыты, доказывающие существования атмосферного давления…………………………………………………………… 5

3. Занимательные опыты с атмосферным давлением………… 7

4. Атмосферное давление работает……………………………. 9

Заключение……………………………………………………… 11

Список литературы……………………………………………… 12

Мы живём на дне воздушного океана, называемого атмосферой земли.

Как рыбы, живущие в глубине океана, нечего не знают о давлении воды, так и большинство из нас не представляет, той роли, какую играет в нашей повседневной жизни давление атмосферного воздуха.

Воздух прозрачен и, казалось бы, не весом. Так ли это? Имеет ли воздух вес, оказывает ли он давление? В данной работе я хочу разобраться с этими вопросами.

экспериментальное доказательство существования атмосферного давления.

1. изучить учебник физики 7 класса, дополнительную литературу и ресурсы Интернета по данной теме;

2. провести ряд опытов, доказывающих существование атмосферного давления и объяснить их;

3. найти примеры применения атмосферного давления в жизни и технике.

если атмосферное давление существует, и оно достаточно велико, то его проявления можно доказать с помощью опытов

Как известно, воздух окружает всю Землю в виде шарообразного слоя, поэтому воздушную оболочку Земли называют атмосферой.  Как и любое тело, она притягивается к Земле.

Действуя на тела своим весом, атмосфера создаёт давление, называемое атмосферным давлением.

Согласно закону Паскаля оно распространяется в дома, пещеры, шахты и действует на все тела, соприкасающиеся с атмосферным воздухом.

О том, что все газы имеют массу, мы часто склонны забывать. Каждому приходилось слышать, как говорят о «пустом» стакане, кувшине, бутылке, а между тем 1 м3 воздуха имеет массу более 1 кг. Из этого следует, что масса воздуха, находящегося в нашем классе, составляет примерно 100 кг!

На опыте покажем, что воздух действительно имеет массу. К левой чаше весов подвешиваем стеклянный шар, и уравновешиваем его гирями на правой чаше.

Затем шар отцепляем от чаши и откачиваем из него воздух. Затем трубку пережимаем зажимом, а шар опять подвешиваем к чаше. Мы видим, что теперь гири «перевешивают», следовательно, масса шара стала меньше массы гирь. То есть опыт подтвердил, что атмосферный воздух обладает массой. Зная объём шара, можно даже подсчитать плотность воздуха, она равна 1,29 кг/ м3. [2]

Существование массы воздуха – причина того, что воздух, притягиваясь к Земле, имеет вес. Известно, например, что атмосферный воздух, расположенный над площадью поверхности Земли в 1 м2, имеет огромный вес – около 100 тысяч ньютонов!

2. Опыты, доказывающие существования атмосферного давления

 Я провела опыты, которые можно объяснить существованием атмосферного давления.

Опыт 1. Вода в перевернутом стакане

Чтобы доказать существование атмосферного мы можем проделать старый, но удивительный фокус: погрузить стакан в воду, перевернуть его под водой вверх дном и медленно вытаскивать из воды.

При этом вода остается в стакане, пока край его находится под водой. Или еще, наполним до краев стакан водой и прикроем листком плотной бумаги.

Перевернем стакан, придерживая лист бумаги ладонью, а затем убираем руку – вода не выливается! Что же удерживает воду в стакане? [3]

Объяснение: давление атмосферного воздуха снаружи на бумагу больше давления воды на нее изнутри, поэтому бумага остается как приклеенная к краю стакана.

Опыт 2. Подъём воды вслед за поршнем

Возьмем стеклянную трубку, внутри которой находится поршень, плотно прилегающий к стенкам трубки. Конец трубки опущен в воду. Если поднимать поршень, то за ним будет подниматься и вода. [3]

Объяснение:

Происходит это потому, что при подъёме поршня между ним и водой образуется безвоздушное пространство. В это пространство под давлением наружного воздуха и поднимается вслед за поршнем вода.

Опыт 3. Боится ли природа пустоты?

Древнегреческий ученый Аристотель объяснял предыдущий опыт тем, что «природа боится пустоты». Поэтому чтобы окончательно убедиться давление воздуха или боязнь пустоты заставляет воду подниматься, проведем решающий опыт.

Подгоним к бутылке, наполненной водой, пробку с отверстием, через которое проходит стеклянная трубка. Начнем высасывать воду из трубки – вода не поднимается! Повторяем опыт с пробкой, имеющей два отверстия – теперь вода поднимается! [5]

Объяснение:

Так как вода не поднималась по трубке, когда мы пытались ее всасывать без доступа воздуха, и поднимается в присутствии его то, очевидно, что именно воздух производит давление, которое заставляет воду подниматься.

Опыт 4. Магдебургские полушария

Одним из самых ярких доказательств существования атмосферного давления является опыт, проведённый ещё в 1654 году Отто Герике в г. Магдебурге. Воздушным насосом он откачал воздух из полости между двумя металлическими полушариями, сложенными вместе. Давление атмосферы так сильно прижало полушария друг к другу, что их не могли разорвать восемь пар лошадей! [3]

В классе мы проделали опыт с «магдебургскими тарелками», пытались разъединить их всем классом, но это нам не удалось. Но когда внутрь полушарий впустили воздух, они распались без усилия.

3. Занимательные опыты с атмосферным давлением

Из книги Горева Л.А. «Занимательные опыты по физике», я узнала, что благодаря атмосферному давлению, можно проделать множество занимательных опытов. Я выбрала несколько из них и продемонстрировала их одноклассникам.

Опыт 1. Подъем графина

Возьмём лист бумаги, свернём гармошкой и подожжем. Горящую бумагу отпустим в графин. Через 1-2 с плотно накроем горлышко ладонью. Бумага прекращает гореть, еще через 1-2 с поднимем ладонь, вместе с ней поднимается и графин. [1]

Объяснение:

После того как отпустим горящую бумагу внутри графина сгорает кислород. После того как закрываем горлышко графина рукой, внутри графина получается разряжение, и он присасывается к ладони.

Опыт 2.Яйцо в бутылке

Для опыта нужно сварить вкрутую яйцо и отчистить его от скорлупы. Потом возьмём лист бумаги, свернём гармошкой и подожжем. Горящую бумагу отпустим в бутылку. Через 1-2 с накроем горлышко яйцом. Бумага прекращает гореть, и яйцо начинает втягиваться в бутылку. [1]

Объяснение:

При сгорании бумаги воздух в бутылке нагревается и расширяется. Яйцо вталкивает в бутылку наружное атмосферное давление, которое значительно больше, чем внутри.  

Опыт 3.Тяжелая газета

Положим на стол линейку длинной 50-70 см так, чтобы конец ее 10 см свешивался. На линейку положим газету. Если медленно оказывать давление на свешивающейся конец линейки, то он опускается, а противоположный поднимается вместе с бумагой. Если резко ударить по концу линейки, то она сломается, причем конец с газетой почти не поднимается. [1]

Объяснение:

Сверху на газету оказывает давление атмосферный воздух. При медленном нажатии на конец линейки воздух проникает под газету и частично уравновешивает давление на нее. При резком ударе воздух вследствие инерции не успевает мгновенно проникнуть под газету. Давление воздуха на газету сверху оказывается больше, чем внизу, и рейка ломается.

Опыт 4. «Не замочив рук»

Положим на дно блюдца монету и нальем немного воды. Как достать монету, не замочив даже кончиков пальцев?

Нужно зажечь бумагу, внести ее на некоторое время в стакан. Нагретый стакан перевернуть вверх дном и поставить на блюдце рядом с монетой. [4]

Объяснение:

Так как воздух в стакане нагрелся, то его давление увеличится и часть воздуха выйдет. Оставшийся воздух через некоторое время охладится, давление уменьшится. Под действием атмосферного давления вода войдет в стакан, освобождая монету.

Опыт 5.Бутылка-сюрприз

На дне пластиковой бутылки сделаем отверстие. Зажмем отверстие пальцем и нальем в бутылку воды, закроем горлышко крышкой. Осторожно отпускаем палец. Вода из бутылки выливаться не будет. Теперь если открыть крышку, из отверстия польется вода. [3]

4. Атмосферное давление работает

Благодаря атмосферному давлению действует много приборов. Расскажу о некоторых из них.

  1. Пипетка – это прибор для получения капель жидкости.
    Опускаем пипетку в жидкость. Надавливаем на мягкую ее часть. При этом внутри пипетки давление становится меньшим атмосферного.

    Под действием избыточного атмосферного давления жидкость заполняет пипетку, если не сдавливать ее мягкую часть. Жидкость из пипетки не вытекает, так как давление столба жидкости в пипетке меньше, чем атмосферное.

    Необходимо надавить на мягкую часть пипетки, давление внутри ее увеличится, и жидкость станет вытекать из пипетки.

  1. Шприц – это прибор для ввода жидких лекарственных средств внутрь человека или животного. Принцип действия основан на действии атмосферного давления. Поршень шприца располагаем у его основания. Опускаем шприц в жидкое лекарственное средство.

    При перемещении поршня от основания шприца вверх жидкость поднимается за поршнем под действием избыточного атмосферного давления. При перемещении поршня к основанию шприца давление внутри шприца становится большим, чем вне его, и жидкость вытекает.

  1. Медицинская банка – в банку помещают горящий на ватной палочке спирт, воздух в банке нагревается, расширяется и часть расширившегося воздуха выходит из банки. Банку прижимают к телу, когда воздух в банке остывает, давление в банке падает и благодаря образовавшемуся раздражению наступает лечебный эффект, но какой – я не знаю, это уже не физика, а биология.

  1. Ливер – служит для взятия проб различных жидкостей.

Ливер опускают в жидкость, закрывают верхнее отверстие и вынимают из жидкости. Жидкость при этом не выливается потому, что давление внутри ливера меньше, чем атмосферное.

  1. Поилка для птиц. В блюдце или какой-либо другой мелкий сосуд наливают немного воды. К стенке или отдельной подставке прикрепляют два зажима, в которые вниз горлышком вставляют бутылку, предварительно наполненную водой.

    Под действием атмосферного давления вода не будет выливаться из бутылки до тех пор, пока наполнено блюдце. Когда птицы начнут пить, уровень воды в блюдце понизится. Между горлышком бутылки и поверхностью воды образуется свободное пространство, через которое в бутылку проникает воздух.

    Таким образом, поилка действует автоматически. Она вполне пригодна в личном хозяйстве.

  2. Присоска. Принцип работы вакуумной присоски: мы прижимаем присоску к поверхности, воздух из-под нее выходит и внешнее атмосферное давление давит на присоску удерживая ее на поверхности. В быту применяют мыльницы на присосках, крючки, вантуз, крышки для банок и т.д.

  3. Поршневой жидкостный насос. Уже по названию понятно, что основной его частью является поршень. Мы видели, как жидкость поднимается за поршнем в шприце. Поршневой насос, действует примерно также.

    А чтобы жидкость не вытекала обратно, откуда взялась, а перекачивалась куда-то в другое место, в этом «шприце» надо предусмотреть сливное отверстие и систему клапанов, не дающих жидкости вернуться обратно, закрывающих вход при обратном ходе поршня.

    Всем такой насос хорош, но не может поднимать воду выше чем на 10 м. 

Заключение

Проделав данную работу, я могу сказать, что с помощью опытов убедилась в существовании атмосферного давления и выдвинутая мной гипотеза подтвердилась.

Работа над проектом дала мне очень многое: я узнала интересные факты об атмосфере, научилась проводить опыты и самое главное объяснять их.

Я поняла, что без атмосферного давления просто невозможно было бы существование жизни: мы дышим и пьем воду благодаря его действию.

А сколько еще интересного можно было бы рассмотреть в данной работе? Но к сожалению это не возможно из за ограниченности объема проекта.

Мне понравилось заниматься проектной работой и в будущем хотелось бы продолжить ее.

Список литературы

  1. Горев Л.А. Занимательные опыты по физике в 6 – 7 классах средней школы. – М.: Просвещение, 1985. (с. 21 – 27)

  2. Кривченко И.В. Физика 7 класс.: учебник – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2015. (c.154 – 155)

  3. Пёрышкин, А. В. Физика. 7 кл.: учебник – М.: Дрофа, 2016. (с. 123 – 131)

  4. Перельман Я. И. Занимательная физика. Книга 1. – М.: Наука, 1979. (с. 98)

  5. Элиот Л., Уилкокс У. Физика. 1976. (с. 92-95)

Источник: https://infourok.ru/uchenicheskiy-proekt-opiti-s-atmosfernim-davleniem-3097122.html

Удивительное давление

Опыты с давлением

  • Участник: Котякина Анна Владиславовна
  • Руководитель: Федорова Светлана Ивановна

         Опыты на тему “Удивительное давление”

Цель опыта: выяснить, почему вода вытекает из отверстий и проверить гипотезу, что давление жидкости увеличивается с глубиной.

Оборудование: пластиковая бутылка, скотч, вода.

Ход эксперимента: Возьмем пластиковую бутылку. Проколем шилом или толстой нагретой иголкой три отверстия на разной высоте. Заклеим их скотчем. Нальем в бутылку воды и уберем скотч. Вода начнет вытекать из отверстий. Но что мы заметим? Чем ниже расположено отверстие, тем сильнее бьет из нее вода. По мере понижения воды в бутылке дальность вытекания воды уменьшается.

Объяснение эксперимента: Почему же так происходит? На жидкости, как и на все тела, находящиеся на Земле, действует сила тяжести. Поэтому каждый слой жидкости, налитый в сосуд, имеет свой вес.

Верхние слои воды давят своим весом на расположенные ниже слои. А ниже лежащие передают давление во все стороны, в том числе и на стенки бутылки.

Под действием этого давления вода выливается из бутылки с разным напором струи: чем ниже слой, тем давление жидкости будет больше.

Вывод: Опыт показывает, что внутри жидкости существует давление и на одном уровне оно одинаково по всем направлениям. С глубиной давление увеличивается.

Применение рассматриваемого явления на практике: 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 1,5 м можно дышать только таким воздухом, который сжат до давления, равного давлению воды на этой глубине. Человек при специальной тренировке может без особых предохранительных средств погружаться на глубины до 80 м, давление воды на таких глубинах около 800 кПа.

На больших глубинах, если не принять специальных мер защиты, грудная клетка человека может не выдержать давления воды. На глубину до 90 м водолазы могут опускаться под воду, беря с собой запас сжатого воздуха, накачанного в прочные стальные баллоны. Такое снаряжение называют аквалангом.

Аквалангом пользуются и спортсмены-пловцы.

На какую глубину может погрузиться человек?

  • искатели жемчуга – 30 м.
  • рекордное погружение человека без специального оснащения – 124 м. Новозеландский фридайвер Уильям Трабридж установил свой 16 мировой рекорд. Близ Багамских Островов он погрузился на глубину в 124 метра.
  • погружение с аквалангом – 143 м. Опытный египетский инструктор по дайвингу и профессиональный технический дайвер Ахмед Габр установил новый мировой рекорд по наибольшей глубине погружения. 18 сентября 2014 г. ему удалось достичь отметки 332,4 метров ниже поверхности воды Красного моря неподалеку от города Дахаб. Чтобы побить предыдущий рекорд, Ахмед должен был опуститься по крайней мере на 330 метров (1083 футов) – именно таким был мировой рекорд француза Паскаля Бернабе, установленный 5 июня 2005 года в Порто-Веккьо. В конце концов, Ахмед Габр благополучно удалось достичь отметки – 332,4 метров (–1 090,5 футов).
  • в мягком скафандре – 180 м
  • в жестком скафандре – 250 м
  • в батискафе – 10 919 м.

Интересные факты

Давление воды в глубинах океана огромно. Если пустую закупоренную бутылку опустить на значительную глубину, затем извлечь вновь, то обнаружится, что давление воды вогнало пробку внутрь бутылки, и она вся будет полна воды. 

Опыт 2. Учебник А.В. Перышкин, Физика -7, (Упр. 16, задание №4 на стр. 111).

Цель опыта: экспериментально доказать справедливость закона Паскаля.

Оборудование: целлофановый пакет, вода, игла.

Ход эксперимента: Возьмем целлофановый пакет, проделаем несколько отверстий. Нальем воды и немного надавим. Напор вытекающих струй увеличится. Причем вода будет вытекать из всех отверстий сразу.

Объяснение эксперимента: Почему же так происходит? Все дело в строении вещества. В отличие от твердых тел отдельные молекулы жидкости могут перемещаться относительно друг друга по всем направлениям.

Частицы воды, находящиеся в пакете, уплотняясь при надавливании, передают давление другим слоям жидкости, заполняющей пакет.

Таким образом, давление передается в каждую точку жидкости согласно закону Паскаля, который гласит, что давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменения во всех направлениях.

Применение рассматриваемого явления в жизни и быту: закон Паскаля лежит в основе работы таких устройств как гидравлические прессы, гидравлические подъемники, опрыскиватели, в пневматической системе водоснабжения, водометов, а также в гидравлических тормозах автомашин.

При выдавливании краски для волос при окрашивании в парикмахерских используют специальные устройства для того, чтобы выжать краску из тюбика.

При надавливании рукой на тюбик краска по закону Паскаля будет передавать давление в разных направлениях, и, если не применять это устройство, то краску полностью не получиться выдавить.

1. гидравлический домкрат

2. Использование действия закона Паскаля для полива огорода

3. гидравлический тормоз

4. Приспособление для выдавливания зубной пасты

Опыт 3. Учебник А.В. Перышкин, Физика -7 (Задание №2 на стр. 125)

Цель опыта: выяснить, почему вода вытекает из отверстий только в том случае, когда крышка в бутылке открыта. В случае, когда бутылка закрыта, вода не вытекает.

Оборудование: пластиковая бутылка, вода

Ход эксперимента: Нальем воду в пластиковую бутылку. Закроем бутылку крышкой. Шилом проткнем отверстие. Что мы видим? Вода не вытекает из бутылки. Когда мы откроем крышку, вода свободно начнет выливаться из бутылки. Можно сделать вывод: вода вытекает из отверстий только в том случае, когда крышка в бутылке открыта. В случае, когда бутылка закрыта, вода не вытекать не будет.

Объяснение опыта: Это происходит потому, что на нее действует только внутреннее давление в бутылке, а оно мало по сравнению с давлением атмосферы снаружи, т.е. мало для того, чтобы вытеснить воду из бутылки.

Но как только мы откроем крышку, вода начнет выливаться, так как на воду еще начнет действовать атмосферное давление, а оно уже способно вытолкнуть воду из отверстия. Такое же явление можно наблюдать при работе ливера. Принцип действия, так же как и в предыдущем опыте, основан на действии атмосферного давления.

Ливер опускают в воду или любую другую жидкость, Закрывают верхнее отверстие и вынимают из жидкости. Вода не вытекает из ливера. Открываем верхнее отверстие ливера и жидкость выльется.

Это происходит потому, что когда мы закрываем пальцем верхнее отверстие, то на столб жидкости, который находится в ливере, действует только внутренне давление, а оно мало, и не способно вытолкнуть жидкость. Открываем верхнее отверстие ливера и жидкость выливает. Это происходит потому, что атмосферное давление сверху на жидкость и давление жидкости, вместе взятые, больше атмосферного давления снизу на жидкость.

Применение рассматриваемого явления на практике и в быту: Данное явление используется в жизни. Зная объяснение данного явления можно изготовить простейшего румойник из пластиковой бутылки.

Такой рукомойник можно использовать в походных условиях или на даче.

Также это явление лежит в основе работы ливера, который используют для проведения анализов различных жидкостей, в том числе и анализе качества молока.

5. Рукомойник в походных условиях

6. Анализ молока

Ссылка на видео опытов Котякиной Анны https://drive.google.com/drive/u/1/folders/0B21IX7I1ibJmVnZ4MGFKSGxaNWc

Источник: https://rosuchebnik.ru/material/udivitelnoe-davlenie-7789/

ПроГипертонию
Добавить комментарий