XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Водяной барометр своими руками и его применение

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Комахина А.В. 1

---

1МБОУ "ЛИЦЕЙ №2" 8

Погорелова С.В. 1

---

1МБОУ "ЛИЦЕЙ №2"

Работа в формате PDF

285.3 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Часто для того, чтобы узнать погоду на следующий день, мы слушаем прогноз погоды. Из него мы узнаём о температуре, возможных осадках, скорости ветра и атмосферном давлении.

Меня заинтересовало: «На что влияет атмосферное давление? Почему о нём сообщается в прогнозе погоды?» Оказалось, что с изменением атмосферного давления связано изменение погоды. Если давление повышается, то можно ожидать ясной и «сухой» погоды, а если понижается, то пасмурной и с осадками.

При изучении данной темы у меня появилось желание изготовить прибор для наблюдения за изменением атмосферного давления своими руками, что я и сделала.

Итак…

Цель работы: изготовить прибор для наблюдения изменения атмосферного давления своими руками.

Задачи:

- проанализировать информацию по данной теме;

- изучить историю создания барометра;

- познакомиться с различными видами барометров;

- проанализировать работу барометра в домашних условиях;

- сделать вывод.

Гипотеза: прибор для наблюдения изменения атмосферного давления можно создать самостоятельно и применить его в домашних условиях.

2. Основная часть

2.1. Что такое атмосферное давление

Изучив информацию по теме, я выяснила, что на воздух и все тела, находящиеся на Земле, действует сила тяжести. Из-за действия силы тяжести верхние слои воздуха сжимают нижние слои. Воздушный слой, лежащий ближе к Земле, сжат больше всего и по закону Паскаля передаёт производимое на него давление по всем направлениям [1].

В результате сама Земля и все тела, которые на ней находятся, подвержены давлению всей толщи воздуха, то есть испытывают атмосферное давление.

Приборы для измерения атмосферного давления называются барометрами.

2.2. Происхождение и виды барометров

Слово «барометр» берёт свое начало от двух греческих слов: барос» – тяжесть, «метрео» – измерять [1].

Первый барометр был изобретен итальянским физиком и математиком Эванджелиста Торричелли в XVII веке. Схему его устройства вы можете видеть на рисунке, а принцип действия состоит в следующем. Высота ртутного столбика в стеклянной трубке показывает атмосферное давление. Когда оно изменяется, ртуть под давлением воздуха поднимается или опускается. Нормой считается атмосферное давление 760 мм ртутного столба. Если показания выше этой цифры, то можно утверждать, что происходит повышение давления атмосферы, если ниже – понижение [2].

Рис. 1. Простейший ртутный барометр

Барометр, который изобрёл Торричелли, неудобен и опасен из-за наличия ртути внутри, поэтому попытки создания барометров продолжились. Так, в 1646 году французский ученый Блез Паскаль создал водяной барометр. Он так же оказался не совсем удачным, так как имел высоту свыше 10 метров [3].

Рис. 2. Водяной барометр Б. Паскаля

Также в XVII веке Роберт Гук предложил усовершенствовать барометр и разработал шкалу, по которой низкое давление соответствовало дождю и шторму, а высокое – хорошей и сухой погоде [3].

Рис. 3. Барометр Р. Гука

В настоящее время в основном используется барометр-анероид (или безжидкостный барометр). Первый такой барометр сконструирован в 1847 году французским ученым Люсьеном Види и усовершенствован в дальнейшем. В нем уже нет ни воды, ни ртути. Он показывает атмосферное давление, действующее на гофрированную тонкостенную металлическую коробку, в которой создано разрежение. При понижении атмосферного давления коробка слегка расширяется, а при повышении – сжимается и воздействует на прикрепленную к ней пружину со стрелкой.

Рис. 4. Барометр-анероид и его устройство

3. Практическая часть

3.1. Изготовление водяного барометра своими руками

На простом изучении информации я не остановилась и решила попробовать сделать водяной барометр своими руками. Для этого мне потребовались бутылка объемом 0,5 литра и трубочка. В пробке от бутылки я проделала отверстие для трубочки. Трубочка была опущена в бутылку так, что до дна ей оставалось примерно 2 см, а над пробкой она выступала где-то на 4 см. Саму ёмкость заполнила подкрашенной водой наполовину.

Затем я наблюдала за поведением водяного столбика в трубке. Если он опускается, то давление атмосферы снаружи бутылки высокое, и наоборот. Точные показатели атмосферного давления на моём барометре не увидишь, да и шкалы у него нет, но всё же рост и падение давления заметить можно.

Иногда получалось так, что вода переливалась через край трубки. Я выяснила, что это – результат резкого понижения атмосферного давления.

Чтобы не ошибиться в точности использования самодельного барометра, сравнивала результаты своего опыта со сведениями из прогноза погоды, и вот что у меня получилось…

3.2. Результаты применения самодельного барометра

Наблюдения проводились мной на протяжении 7-и недель. Всё это время в таблицу я заносила показания своего барометра, делала предположения о возможности или невозможности осадков, а затем в течение дня следила за погодой, чтобы подтвердить или опровергнуть свои прогнозы. Результаты вы можете видеть в таблице.

Таким образом, результаты применения собственного барометра в целом совпадали с прогнозом погоды, а значит, его вполне можно использовать!

4. Заключение

Итак, в итоге своей работы я узнала:

что такое атмосферное давление;

какими приборами его можно измерить;

как изготовить и применить на практике самодельный водяной барометр.

В ходе работы моё предположение о том, что прибор для наблюдения за изменением атмосферного давления можно создать самостоятельно и применить его в домашних условиях, подтвердилось. С его помощью вполне можно угадывать погоду на ближайший день.

Подводя итоги, могу с уверенностью сказать, что атмосферное давление тесно связано с погодой. Так, например, при высоком давлении ясно, а при низком высока вероятность осадков.

Результаты моей работы я представила своим одноклассникам во время урока по теме «Атмосферное давление и его измерение». Надеюсь, что в дальнейшем мы сможем изготовить и другие варианты барометров из подручных материалов и опробовать их в работе. Ведь новые исследования еще впереди!

Список использованных источников и литературы

Перышкин А. В. Физика. 7 класс. Учебник для общеобразоват. учреждений.

https://multiurok.ru/files/issliedovatiel-skaia-rabota-priedskazaniie-poghody.html

https://stroy-podskazka.ru/barometr/rtutnye

Приложение 1

Сравнение показаний и прогнозов самодельного барометра с погодой на улице