Атмосферное давление

Размещено на http://www.allbest.ru/

Атмосферное давление

Введение

Атмосферное давление - это давление атмосферного воздуха на находящиеся в нем предметы и на земную поверхность. Если бы атмосфера Земли не вращалась вместе с Землей вокруг ее оси, то на поверхности Земли возникли бы сильнейшие ураганы. Весь земной шар окутывает невидимым слоем атмосфера. Благодаря такой оболочке поверхность Земли меньше нагревается днём и меньше остывает ночью, создавая условия для существования жизни. Атмосфера предохраняет Землю от падения метеоритов, а озоновый экран верхних слоёв атмосферы защищает всё живое на Земле от избытка ультрафиолетовых лучей, если бы воздушная атмосфера вдруг исчезла?

Ш на Земле установилась бы температура приблизительно -170 °С, замерзли бы все водные пространства, а суша покрылась бы ледяной корой;

Ш наступила бы полная тишина, так как звук в пустоте не распространяется; небо стало бы черным, поскольку окраска небесного свода зависит от воздуха; не стало бы сумерек, зорь, белых ночей;

Ш прекратилось бы мерцание звезд, а сами звезды были бы видны не только ночью, но и днем (днем мы их не видим из-за рассеивания частичками воздуха солнечного света);

Ш погибли бы животные и растения некоторые планеты солнечной системы тоже имеют атмосферы, однако их давление не позволяет человеку находиться там без скафандра. На Венере, например, атмосферное давление около 100 атм., на Марсе - около 0,006 атм. из-за давления атмосферы на каждый квадратный сантиметр нашего тела действует сила 10 Н.

Цель работы:

Доказать, что атмосферное давление - помощник человека

Задачи: 1. Ознакомится с историей открытия атмосферного давления.

2. Изучить состав, строение атмосферы.

3. Изучить понятия атмосферного давления.

Открытие атмосферного давления

Итак, вспомни, воздух обладает весом...

В этом можно убедиться на опыте. Выкачав часть воздуха из шара, мы увидим, что он стал легче.

Впервые весомость воздуха привела людей в замешательство в 1638 году, когда не удалась затея герцога Тосканского украсить сады Флоренции фонтанами - вода не поднималась выше 10,3м.

Поиски причин упрямства воды и опыты с более тяжелой жидкостью - ртутью, предпринятые в 1643г. Торричелли, привели к открытию атмосферного давления.

Торричелли обнаружил, что высота столба ртути в его опыте не зависит ни от формы трубки, ни от ее наклона. На уровне моря высота ртутного столба всегда была около 760мм.

Ученый предположил, что высота столба жидкости уравновешивается давлением воздуха. Зная высоту столба и плотность жидкости, можно определить величину давления атмосферы.

Правильность предположения Торричелли была подтверждена в 1648г. опытом Паскаля на горе Пью-де-Дом. Паскаль доказал, что меньший столб воздуха оказывает меньшее давление. Вследствие притяжения Земли и недостаточной скорости молекулы воздухане могут покинуть околоземное пространство. Однако они не падают на поверхность Земли, а парят над ней, т.к. находятся в непрерывном тепловом движении.

Благодаря тепловому движению и притяжению молекул к Земле их распределение в атмосфере неравномерно. При высоте атмосферы в 2000-3000км 99% ее массы сосредоточено в нижнем (до 30км) слое. Воздух, как и другие газы, хорошо сжимаем. Нижние слои атмосферы в результате давления на них верхних слоев имеют большую плотность воздуха.

Нормальное атмосферное давление на уровне моря в среднем составляет 760 мм рт.ст.= 1310 гПа.

С высотой давление и плотность воздуха уменьшаются.

На небольших высотах каждые 12м подъема уменьшают атмосферное давление на 11 мм рт.ст. На больших высотах эта закономерность нарушается.

Происходит это потому, что высота воздушного столба, оказывающего давление, при подъеме уменьшается. Кроме того, в верхних слоях атмосферы воздух менее плотен.

Немного истории.

Первым атмосферное давление измерил итальянский ученый Эванджелиста Торричелли в 1643 году. Развивая учения Галилея, Торричелли после долгих опытов, доказал, что воздух имеет вес, и давление атмосферы уравновешивается столбом воды в 32 фута, или 10.3м. Он пошел в своих исследованиях ещё дальше и позже изобрел прибор для измерения атмосферного давления - барометр.

Атмосферное давление, что это?

Атмосферное давление - давление атмосферного воздуха на находящиеся в нем предметы и на земную поверхность. В каждой точке атмосферы атмосферное давление равно весу вышележащего столба воздуха с основанием, равным единице площади. С высотой атмосферное давление убывает. В соответствии с международной системой единиц (система СИ) основной единицей для измерения атмосферного давления является гектопаскаль (гПа), однако, в обслуживании ряда организаций разрешается применять старые единицы: миллибар (мб) и миллиметр ртутного столба (мм рт.ст.). Нормальным атмосферным давлением (на уровне моря) принято значение 760 мм ртутного столба (мм. рт. ст.) при температуре 0 градусов по С.

Что произойдет с человеком, если его выбросить без скафандра в открытый космос?

В американском фильме "Вспомнить все'' (с Арнольдом Шварцнегером в главной роли) у главных героев, когда они оказываются выброшенными на поверхность Марса, начинают вылезать из орбит глаза, а их тела раздуваются. Что же произойдет с человеком, попавшим без скафандра в безвоздушное пространство (вернее, что произойдет с его телом - ведь дышать он не может). Давление газов внутри тела будет стремиться "уравновесится'' с внешним (нулевым) давлением. Очень простая иллюстрация: банки, которые ставят больному. Воздух в них прогревают, отчего плотность газа уменьшается. Банку быстро прикладывают к поверхности, и Вы видите, как по мере остывания банки и воздуха в ней тело человека в этом месте затягивается в банку. А представьте такую банку вокруг человека...

Но это не единственный "неприятный'' процесс. Как известно, человек состоит из воды как минимум на 75 %. Температура кипения воды при атмосферном давлении равна 100 С. Температура кипения сильно зависит от давления: чем ниже давление, тем ниже температура кипения. ...Уже при давлении 0,4 атм. температура кипения воды равна 28,64 С, что значительно ниже температуры тела человека. Поэтому, на первый взгляд, при попадании в открытый космос человек лопнет и "вскипит'' ... но взрыва тела не происходит. Дело в том, что если воздух из легких (и остальных полостей тела) беспрепятственно вышел, то в организме только жидкость, которая выделяет пузырьки газа, но сама сразу не вскипает. Между прочим, когда происходит разгерметизация (скажем, на большой высоте), то человек умирает, но на куски его не разрывает. Вспомним наших погибших космонавтов: 20км - это примерно 1/10 атмосферы -- практически вакуум с интересующей нас точки зрения.

Хотя... Около 15 лет назад в одном из институтов Академгородка возникла идея попробовать вакуумную сушку мяса. Большой кусок мяса поместили в вакуумную камеру и начали резкую откачку. Кусок просто взорвался. После этого эксперимента было довольно сложно отскребать его результаты от стенок вакуумной камеры.

Как мы пьем?

Втягивание ртом жидкости вызывает расширение грудной клетки и разрежение воздуха, как в легких, так и во рту. Повышенное по сравнению с внутреннее наружное атмосферное давление "вгоняет" туда часть жидкости. Так организм человека использует атмосферное давление.

Значения атмосферы на Земле.

Весь земной шар окутывает невидимым слоем атмосфера. Благодаря такой оболочке поверхность Земли меньше нагревается днём и меньше остывает ночью, создавая условия для существования жизни. Атмосфера предохраняет Землю от падения метеоритов, а озоновый экран верхних слоёв атмосферы защищает всё живое на Земле от избытка ультрафиолетовых лучей. атмосферный давление торричелли

Кислород, составляющий значительную часть воздуха, живые организмы используют для дыхания. Человечество обитает на дне воздушного океана, поэтому состав и свойства атмосферного воздуха определяют качество жизни и состояние здоровья людей. Изменение свойств и состава атмосферы за счёт природных и человеческих факторов оказывает разнообразное, в том числе и негативное влияние на здоровье населения Земли.

В течение года атмосфера меняется как в зависимости от сезона, так и ежедневно. Если человек здоров, то его организм быстро приспосабливается к любым изменениям, делая это своевременно и не ощутимо для человека. Поэтому изменения погоды, за исключением экстремальных, практически не влияют на самочувствие здоровых людей.

Но есть две категории людей - метеочувствительные и больные, - организм которых с трудом приспосабливается к погодным изменениям, особенно при резких перепадах состояния атмосферы. Таким людям необходимо применять лечебно-профилактические меры при возникающих атмосферных угрозах. Очень чувствительны к изменениям погодных условий люди с нарушениями нервной вегетативной системы, сердечно-сосудистыми заболеваниями, хроническими болезнями. По степени изменения своего самочувствия такие люди сами могут предсказывать изменения погоды на достаточные длительные периоды. И если вовремя проводить для таких людей лечебно-профилактические мероприятия, можно избежать многих осложнений с их здоровьем.

Мягкий и тёплый климат улучшает общую сопротивляемость организма человека и нормализует многие происходящие в организме процессы. Воздух возле водоёмов, особенно с проточной водой, очень благотворно влияет на людей, освежает и вызывает бодрость. Очень хорошо воздействует свежий воздух после грозы, что связано с повышением в нём содержания отрицательных ионов. Именно поэтому ионизация воздуха в помещениях улучшает самочувствие.

Большое положительное влияние на организм человека оказывает длительное пребывание на открытом воздухе под солнечными лучами вследствие положительного воздействия ультрафиолетовых лучей. Ультрафиолетовое облучение, как известно, служит также эффективным приёмом физиотерапии. Какие же атмосферные явления в основном влияют на здоровье людей? Это свет, атмосферное давление, ветер, атмосферное электричество, температура и влажность воздуха.

Отсутствие или недостаток света пагубно влияют на весь организм: подавляют умственную деятельность и ухудшают настроение, вызывают уменьшение аппетита, расстройство пищеварения, ослабление питания и кроветворения. Присутствие света устраняет все эти расстройства, улучшает общее состояние организма, а также уничтожает патогенные микроорганизмы и их споры. Атмосферное давление гораздо меньше влияет на человека, так как его организм обладает способностью быстро приспосабливаться к самым разнообразным изменениям в атмосфере. Только к очень низкому давлению человек приспосабливается дольше. Расстройства здоровья могут происходить лишь при резких колебаниях атмосферного давления. Но это относится только к крайним значениям давления.

Что произошло бы на земле, если бы воздушная атмосфера вдруг исчезла?

Ш на Земле установилась бы температура приблизительно -170 °С, замерзли бы все водные пространства, а суша покрылась бы ледяной корой;

Ш наступила бы полная тишина, так как звук в пустоте не распространяется;

Ш небо стало бы черным, поскольку окраска небесного свода зависит от воздуха; не стало бы сумерек, зорь, белых ночей;

Ш прекратилось бы мерцание звезд, а сами звезды были бы видны не только ночью, но и днем (днем мы их не видим из-за рассеивания частичками воздуха солнечного света);

Ш погибли бы животные и растения;

Ш некоторые планеты солнечной системы тоже имеют атмосферы, однако их давление не позволяет человеку находиться там без скафандра. На Венере, например, атмосферное давление около 100 атм., на Марсе - около 0,006 атм. из-за давления атмосферы на каждый квадратный сантиметр нашего тела действует сила 10 Н.

Заключение

Воздух имеет вес и давит на земную поверхность и на все, находящиеся на ней тела и предметы. Нормальным атмосферным давлением называют давление 760мм. РТ. Ст. на уровне моря при температуре 0 C.

· С подъемом вверх давление падает, так как уменьшается толщина слоя атмосферы.

· Неравномерно распределения атмосферного давления по поверхности Земли связанно с ее неодинаковым, охлаждением и движением воздуха.

· Подъем воздуха вверх приводит к образованию низкого давления. Опускания воздуха вызывает образование области высокого давления.

Размещено на Allbest.ru