Тема: Тиск твердих тіл, рідин і газів.
Мета уроку: Сформувати поняття про атмосферний тиск, про способи вимірювання атмосферного тиску, одиниці тиску. Ознайомити із дослідом Торрічеллі. Розкрити причиннно-наслідкові зв’язки при поясненні прикладів і дослідів на основі знань про атмосферний тиск. Продовжувати формування інтересу до історії розвитку науки фізики.
Обладнання: Демонстрування:
1) піднімання рідини поршнем;
2) досліду з металевими півкулями (магдебурзькими півкулями).
Тип уроку:вивчення нового навчального матеріалу.
Хід уроку
І. Підготовка учнів до вивчення нового матеріалу.
ІІ. Актуалізація опорних знань.
1. Чому виникає тиск рідини?
Внаслідок дії сили тяжіння.
2. Від чого залежить тиск рідини?
Тиск рідини залежить від густини і стовпа рідини.
3. Як залежить тиск рідини від форми посудини?
Тиск рідини не залежить від форми посудини.
4. В яких одиницях вимірюється тиск?
В Паскалях.
5. За якою формулою визначають тиск рідини на дно і стінки посудини?
Визначають за формулою P=grh.
6. Якими одиницями вимірюють величини, що входять у цю формулу?
Густина r вимірюється в кг/м3, висота стовпа h вимірюється в м, g=9,8 Н/кг.
7. Сформулюйте закон Паскаля.
Тиск, який діє на рідину або газ, передається без зміни в кожну точку рідини або газу.
ІІІ. Вивчення нового матеріалу.
Розповідь вчителя.
Планета Земля оточена повітряною оболонкою атмосферою. До її складу входять такі гази, як кисень, азот, вуглекислий газ, гелій. Межі атмосфера немає, вона сягає за кілька тисяч кілометрів.
Молекули газів, які входять до складу атмосфери перебувають у неперервному русі, але не розлітаються у Космосі. Біля поверхні Землі їх утримує сила тяжіння. Перебуваючи в складі атмосфери, молекули повітря не припиняють хаотичного руху, що і приводить до появи атмосферного тиску. Підтвердженням цього є слідуючі досліди.
Візьмемо трубку з поршнем опустимо її кінець у посудину з водою. Будем піднімати поршень, то вода піднімається за поршнем. На вільну поверхню води в посудині діє тиск атмосферного повітря, який передається рідиною в усіх напрямках. Коли поршень піднімається, під ним створюється знижений тиск, внаслідок чого туди надходить вода.
Вільний кінець трубки з поршнем затягнемо гумовою плівкою. Почнем витягувати поршень з трубки, то плівка вгинається всередину трубки. Плівку деформує атмосферний тиск.
Незважаючи на те, що людина на відчуває атмосферного тиску, він є незначним. Переконаємось на слідуючому досліді. Візьмемо дві металеві півкулі. Одна з них має трубку з краном. Складемо півкулі разом і відкачаємо з них повітря. Атмосферний тиск діятиме тільки ззовні. Внаслідок цього півкулі будуть міцно притиснуті одна до одної. Від’єднаємо півкулі від насоса і відкриємо, чуємо характерний шум, повітря. Півкулі роз’єднаються під дією ваги вантажу.
Числове значення атмосферного тиску треба знати для багатьох наукових і технічних розрахунків. Проте обчислити цей тиск дуже складно, тому атмосферний тиск вимірюють.
Уперше атмосферний тиск виміряв італійський фізик Еванджеліста Торрічеллі.
Він провів такий дослід. Взяв скляну трубку, завдовжки 85 см, запаяну з одного кінця, заповненою ртуттю. Відкритий кінець трубки закривали, трубку перевертали запаяним кінцем вгору. В такому положенні занурювали нижній кінець трубки в посудину з ртуттю, а потім йогг відкривали. частина ртуті виливалася в трубку, а частина залишалась. Створений стовпом ртуті тиск зрівноважується атмосферним тиском, який не дає ртуті виливатися. Тому говорячи про атмосферний тиск, називають висоту стовпа ртуті, тиск якого зрівноважує атмосферний тиск, наприклад, висота ртутного стовпа становила 760 мм. Про атмосферний тиск, який підтримував такий стовп ртуті у трубці, кажуть, що він дорівнює 760 мм ртутного стовпа.
Отже, в цьому випадку за одиницю атмосфорного тиску взято 1 міліметр ртутного стовпа. Знайдемо співвідношення між цією одиницею і відомою нам одиницею тиску - паскалем.
Тиск ртутного стовпа висотою 1 мм дорівнює:
P=grh.
P=9,8 Н/кг*13600 кг/м3*0,001 м=133,3 Па;
1 мм рт.ст. =133,3 Па
Під час досліджень Торічеллі помітив, що висота ртуті не залишається сталою. Тому він зробив висновок, що атмосферний тиск змінюється. Це було підставою для створення барометра - приладу для вимірювання атмосферного тиску.
ІV. Закріплення матеріалу.
Запитання на стр. 106, 108 підручника.
1. Чому існує атмосферний тиск?
Безладний рух молекул і дія на них сили тяжіння приводять до появи атмосферного тиску.
2. Які досліди підтверджують існування атмосферного тиску?
Рух поршня в трубці в посудині з водою, дослід з металевими півкулями.
3. Чому не можна з належною точністю розрахувати атмосферний тиск?
Тому, що густина повітря на різних висотах різна і немає чіткої верхньої межі атмосфери.
4. Хто вперше виміряв атмосферний тиск?
Італійський вчений - Торрічеллі.
5. Чому дорівнює нормальний атмосферний тиск?
Нормальний атмосферний тиск дорівнює 760 мм рт.ст.
6. Як виразити значення атмосферного тиску в паскалях?
Необхідно значення атмосферного тиску помножити на 133,3 Па.
Вправа (1) стр. 108. Виразити в кілопаскалях атмосферний тиск 800 мм рт.ст; 500 мм рт. ст; 530 мм рт. ст.
800 мм рт.ст*133,3=106640 Па=107 кПа
500 мм рт. ст.* 133,3=66650 Па=67 кПа
530 мм рт. ст.* 133,3=70649 Па=71 кПа
V. Домашнє завдання: параграф 33,34 вивчити стр. 108 Вправа (2).
Література
1. Коршак Є.В., Ляшенко О.І., Савченко В.Ф. Підручник Фізика - 7. 1999 р.
2. Гороновська В.Т., Самсонова Г.В. Уроки фізики - 6. 1985 р.
3. О.В. Пьоришкін, Н.О. Родіна. Фізика - 7. 1989 р.