исследовательская работа. Барометр.

МБОУ СОШ№ 17
Барометр. Атмосферное давление.
Направление: естественнонаучное
( физика)
Выполнила:
ученица 3Б класса МБОУ СОШ №17
Свердловского района г. Красноярска
Сологубова Дарья
Руководитель:
Кириченко Ольга Александровна
учитель начальных классов
МБОУ СОШ № 17
Красноярск 2015
Оглавление
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Введение…………………………………………………………………
Основная часть………………………………………………………….
Изготовление прибора……………………………………………….....
Водяной барометр Отто фон Герике……………………………….....
Опыт…………………………………………………………………......
Таблица наблюдения за давлением воздуха…………………………..
Вывод…………………………………………………………………….
Литература……………………………………………………………....
2
3
4
5
6
7
9
10
11
1. Введение
Природа очень многообразна. В ней много тайн и загадок. В прошлом
году для «Умки» я приготовила самодельный гигроскоп, с помощью
которого можно наблюдать изменение влажности воздуха, а, значит, и
предсказывать погоду. Но, когда говорят о прогнозе погоды, вспоминают не
только влажность воздуха, но и атмосферное давление. Мне стало интересно,
как атмосфера давит и как его можно измерить. И я продолжила исследовать
возможность предсказания погоды.
Цель проекта: изучить понятие «атмосферное давление» и изготовить
прибор для его измерения.
Объект исследования: давление атмосферного воздуха.
Предмет исследования – свойства давления воздуха.
Задачи проекта:
1. узнать, что такое «давление воздуха»
2. выяснить, как давление воздуха влияет на уровень столбика
жидкости (воды) в стеклянной (капиллярной) трубке.
3. изготовить прибор для измерения атмосферного давления
4. выявить, где можно применять этот прибор.
Гипотеза:
Возможно, самостоятельно изготовить прибор для измерения
атмосферного давления.
3
2. Основная часть
Давление воздуха.
Мы живем на дне воздушного океана – атмосферы. Каждое тело,
любая песчинка, любой предмет, находящийся на Земле, подвержен
давлению воздуха. Атмосферное давление не такое маленькое. На каждый
квадратный сантиметр поверхности тела действует сила около 1 кг. Причина
атмосферного давления очевидна. Воздух обладает весом, а, значит,
оказывает давление равное весу столба воздуха, находящегося под телом.
Чем выше мы будем подниматься в гору, тем меньше воздуха будет над
нами, а, значит, тем меньше станет и атмосферное давление.
Для научных и житейских целей нужно уметь измерять давление. Для
этого существуют специальные приборы - барометры.
4
3. Изготовление прибора
Впервые изготовил барометр итальянский
Торричелли.
ученый Эванжелиста
В трубку, закрытую с одного конца, наливают ртуть(тяжелая
жидкость). Зажав пальцем открытый конец, опрокидывают трубку и
погружают ее открытым концом в чашку со ртутью. При этом ртуть в трубке
опускается, но не выливается. Пространство под ртутью в трубке несомненно
безвоздушное. Ртуть поддерживается в трубке давлением наружного воздуха.
Ртуть всегда поднимается на высоту, примерно, 76 см. Давление изменяется
и уровень ртути в трубке изменяется. Поэтому давление стали измерять в мм
или см. ртутного столба.
5
4.Водяной барометр Отто фон Герике
Короче трубку взять нельзя, так как не будет пустоты в трубке и ,
значит, не заметим колебания давления. Для регулярного использования
такой барометр не удобен. Он громоздкий и ртуть – жидкость вредная для
здоровья. Если заменить ртуть на воду, то длина трубки вообще должна быть
около 10 м.
6
5. Опыт
Я искала в книгах, как движется жидкость (вода) по трубкам и,
оказывается, в очень узких по диаметру трубках(капиллярных) вода
поднимается как-бы сама. В узких трубках возникают силы, которые
поднимают воду против атмосферного давления ( на некоторую высоту,
конечно, зависимую от диаметра трубки и атмосферного давления).
Если
такую
капиллярную
трубку опустить в сосуд с водой и этот
конец изолировать от атмосферного
давления, то уровень жидкости в трубке
будет зависеть от атмосферного
давления, действующего только на
верхний конец трубки.
Я взяла сосуд с подкрашенной
жидкостью, закрыла мягкой пробкой,
через
которую
пропустила
капиллярную трубку. Клеем смазала эту
пробку и место, через которое прошла
капиллярная трубка. Все. Нижний
конец трубки, опущенный в воду,
изолирован от атмосферного давления.
Колебание верхнего уровня жидкости в
трубке зависит от атмосферного
давления.
7
Если теперь отметить на шкале этот
уровень при помощи барометра, уже
имеющего шкалу, мы получим очень точный
прибор, с помощью которого
можно
измерять атмосферное давление.
Потом я проверяла действие прибора,
сверяла его показания с барометром
производственного
изготовления
и
сообщениями прогноза погоды.
8
6.Таблица наблюдений за давлением воздуха
Дата
Показания моего
прибора
03.02.15
04.02.15
05.02.15
06.02.15
07.02.15
08.02.15
745
745
755
755
750
760
Показания
барометра анероида
735
749
756
755
755
765
Давление воздуха
из прогноза
погоды
738
749
757
750
752
760
Результат
Таким барометром можно пользоваться для определения атмосферного
давления.
9
7.Вывод
В результате работы я познакомилась с понятием «атмосферное
давление» и необходимостью его измерять. Был исследован принцип работы
прибора: жидкостного барометра, изобретенного итальянским ученым
Эванжелиста
Торричелли.
Проанализирована
возможность
усовершенствования прибора. Изготовлен барометр, основанный на
применении капиллярной трубки. По капиллярной трубке вода поднимается
за счет сил, возникающих внутри трубки против атмосферного давления.
Если нижний конец трубки будет при постоянном давлении, то уровень воды
в
трубочке зависит только от атмосферного давления. Если шкалу
проградуировать согласно производственному барометру, то моим
барометром с капиллярной трубкой
можно измерять
и наблюдать
атмосферное давление, что я и сделала.
10
8. Литература
1. А.Д.Ландау, А.Н.Китайгородский «Физика для всех»
2. Большая книга экспериментов для школьников. Под редакцией Антонеллы
Мейяни.
11