XXV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Атмосферное давление и его влияние на жизнь человека

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Якименко А.Д. 1

---

1ГБОУ РФМЛИ

Милостивая Н.Ю. 1

---

1ГБОУ РФМЛИ

Работа в формате PDF

98.8 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

С термином « давление, атмосферное давление» я познакомился на уроках физики, хотя до этого слышал о нем и в повседневной жизни: это и кровяное давление у людей, и стремительный напор со стороны одних людей на других, и периодическое измерение его в шинах автомобилей, и давление или напор воды из крана

Эта тема мне показалась очень интересной, а именно как образуется атмосфера Земли, ее состав, строение и главное какое влияние атмосферное давление оказывает на всех нас живущих на нашей удивительной планете.

Цель исследования: изучить, что такое давление, провести эксперименты, доказывающие существование атмосферного давления, а также выяснить, как влияние атмосферного давления на нас.

Объект исследования : Атмосферное давление .

Задачи исследования:

1. Изучить различные источники, в которых рассматривается давление и в частности атмосферное давление

2. Вооружившись полученными знаниями, продумать и провести эксперименты, доказывающие существование атмосферного давления.

3. Изучить, как изменяется значение атмосферного давления с изменением высоты, на которой ее измеряют.

4. Проследить экспериментально, как влияет атмосферное явление на самочувствие человека, именно ее влияние на артериальное давление

5. По полученным данным сделать выводы по теме исследования.

6. Оформить исследовательскую работу.

7. Создать мультимедийное приложение к исследовательской работе.

Методы исследования:

• Изучение и анализ литературы, материалов Интернета.

• Отбор и обобщение и материалов по теме исследования.

• Постановка экспериментов.

• Практическая реализация.

• Обработка полученных результатов.

• Анализ полученных результатов.

• Сбор фотоматериалов.

• Выводы по теме.

Основная часть.

Атмосферное давление – одна из основополагающих климатических характеристик, оказывающих влияние на природу в целом и на живые организмы, живущие на Земле.

Термин «атмосфера» имеет греческое происхождение, дословно оно переводится как «пар» и «шар». Атмосфера - это газовая оболочка вокруг планеты и составляет с ней единое космическое тело, благодаря которой мА можем дышать, комфорт весьма неоднородна и имеет самую большую плотность у поверхности Земли, образуя тропосферу, затем идут менее плотные стратосфера, мезосфера, термосфера и, наконец, экзосфера, протяженность которой около 10000 км. А дальше уже идет межпланетное пространство.

Без такой важной части нашей Земли не было бы на ней белковой жизни, растений. Если говорить о том, что присутствует в атмосфере, то она имеет сложный состав. В атмосферу входят азот, кислород, аргон и другие газы. О том, что воздух, как все тела, окружающие нас, обладает массой и оказывает влияние на все вокруг до 17 века, у людей было весьма слабое представление. Весьма интересен тот факт, что когда герцог Тосканский решил украсить знаменитые флорентийские сады фонтанами, его идея с треском провалилась. Как не бились строитель этих фонтанов, добиться того, чтобы вода в них поднялась на большую высоту, им не удавалось. Вода с упорством не желала подниматься выше 10 метров, что противоречило всем представлениям о закономерностях природы в то время. Этот факт можно считать весьма значительным в истории открытия и изучения атмосферного давления.

Этот удивительный факт взялся изучить и объяснить итальянский физик и математик Эванджелиста Торричелли, один из лучших учеников Галилея. С помощью огромного количества опытов на более тяжелом элементе, ртути, спустя 5 лет он доказал наличие веса у воздуха. Ему впервые удалось сильно уменьшить плотность воздуха, то есть создать на практике вакуум в лаборатории и он же создал первый барометр. Первый барометр Торричелли представлял стеклянную трубку, запаянную с одного конца и заполненную ртутью, в которой под воздействием внешнего давления оставалось такое количество вещества, которое уравнивало бы давление атмосферы. Для ртути эта высота столба равнялась 760 мм. Для воды – 10,3 метра, это именно та высота, выше которой не поднималась упрямая вода в фонтанах в садах Флоренции. Именно этот ученый открыл для человечества, что такое атмосферное давление. Безвоздушное пространство, которое образуется у запаянного конца в трубке, когда часть жидкости выливается и было названо в его честь великого ученого- «торричеллиевой пустотой» .

Сейчас нас не удивляет тот факт, что воздух имеет массу и создает атмосферное давление. Ученик 7 класса способен сделать элементарный расчет этого давления:

1. Воспользуемся формулой p = F / s

На тело человека, поверхность которого при массе 60 кг и росте 1,6 м примерно равна 1,6 м2 , действует сила в 160 к Н.

2. Воспользуемся формулой и рассчитаем давление атмосферы:

P= F/s = 160 кН / 1,6 м2 = 100000 Па = 100 кПа.

Цифра огромная. Как же живые организмы выдерживают такое давление? Нужно вспомнить, что давление жидкости ( крови) в сосудах уравновешивается внешним атмосферным давлением, поэтому мы и переносим такое давление и существуем в полнее комфортно.

Сегодня обладая неоспоримыми фактами, что атмосферное давление существует реально, мы можем объяснить некоторые явления из повседневной жизни:

1.Как мы пьем? Тот факт, что человек может пить воду, ни кого не удивляет. А ведь это чистая физика. Как же это происходит. Когда мы пьем, то «втягиваем» жидкость в себя. Почему же жидкость устремляется к нам в рот? Когда мы собираемся пить, то расширяем грудную клетку и тем разряжаем воздух во рту; под давлением наружного воздуха жидкость устремляется туда, где давление меньше, и таким образом проникает к нам в рот.

2.Как мы дышим? Атмосферное давление играет основополагающую роль в механизме вдоха и выдоха. Легкие расположены в грудной клетке и отделены от нее и от диафрагмы герметичной полос­тью, называемой плевральной. С увеличением объема грудной клетки объем плевральной полости увеличивается, а давле­ние воздуха в ней уменьшается, и наоборот. При вдохе давление становится меньше атмосферного, и воздух через воздухоносные пути устремля­ется в легкие. При выдохе объем грудной клетки уменьшается, за счет чего давление в плевральной полости увели­чивается, что вызывает уменьшение объема легких. Давление воздуха в них становится выше атмосферного, и воздух из лёгких устремляется в окружающую среду.

Животные тоже используют атмосферное давление.

Слон использует атмосферное давление всякий раз, когда хочет пить. Шея у него короткая, и он не может нагнуть голову к воде, а опускает только хобот и втягивает воздух. Под действием атмосферного давления хобот наполняется водой, когда слон изгибает его и выливает воду в рот.

Засасывающее действие болота объясняется тем, что при поднятии ноги

Под ней образуется разряжение . Перевес атмосферного давления в этом случае может достичь 1000 Н на площадь ноги взрослого человека. Однако копыта парнокопытных животных при вытаскивании из трясины пропускают воздух через свой разрез в образовавшееся разряженное пространство. Давление сверху и снизу копыта выравниваются, и нога вынимается без особого труда.

Давление, а точнее его изменение, влияет на поведение рыбы. При падении давления перед снижением температуры воздуха и соответственно – воды ( к примеру, перед дождем) рыбы чувствуют дискомфорт, дезориентацию и клев на время прекращается так как изменяется кислородный режим воды и ее плотности.

Ниже приведена таблица влияния атмосферного давления на живые организмы с высотой над уровнем моря

И во всех приведенных случаях повинно атмосферное давление.

Практическая часть.

1. Убедиться, что атмосфера имеет вес, ведь всякое тело его имеет.

Приборы и материалы; электронные весы, воздушный шарик, кусок клейкой ленты, насос.

Ход эксперимента:

1. Максимально вытеснили из воздушного шарика воздух и чтобы он не заходил , свернули его трубочкой и обернули его липкой лентой

2. Взвесить на электронных весах полученный объект. Его масса была

m₁ = 4,06 г

3. Надули шарик с помощью насоса. Взвесили надутый шарик. Его масса стала равна m₂ = 4,5 г

4. Разница масс равна m₂ –m₁ = 4,5 г – 4,06 г = 0,44г.

Вывод: Результат этого простого опыта явно показывает, что воздух, окружающий нас имеет массу, а значит и вес.

2. Убедиться, что атмосфера имеет вес

Приборы и материалы: Колба с пробкой и патрубком, воздушный насос, электронные весы.

Ход эксперимента:

1. На электронных весах взвесили колбу с пробкой. Ее вес был 290 г.

2. Подсоединили колбу к насосу, откачали некоторое количество воздуха.

3. Опять взвесили колбу. Ее вес стал равен 288 г.

4. Разница двух масс оказалась равна 2 г . Это масса откачанного воздуха.

5. Расчетная масса выкачанного воздуха должна быть 1, 5 г. Эта разница в рассчентой массе воздуха ( 1,5 г) и в опытной (2 г) вероятно возник из – за малой точности приборов

Вывод: С учетом погрешности приборов масса в 2 г и есть массой выкачанного воздуха.

3. Выяснить изменение величины атмосферного давления с высотой.

Приборы и материалы: барометр,

Ход эксперимента :

Используя барометр как основной прибор, мы измерили величину атмосферного давления с 1-го по 12 этаж высотного здания.

Результаты измерений приведены в таблице:

Вывод: По результатам измерений можно сделать вывод: атмосферное давление с увеличением высоты уменьшается.

4. Исследование зависимости артериального давления у человека от атмосферного .

Приборы и материалы; барометр, тонометр.

Ход эксперимента:

Эксперимент проводился в течении 2 недель. В нем участвовало два человека: мои мама и папа. Мы ежедневно в одно и тоже время измеряли атмосферное давление. Артериальное давление для чистоты опыта измеряли серией по три раза. По результатам измерений получилась следующая таблица:

Вывод:

По данным графиков, изображенных на диаграммах можно наблюдать следующую закономерность:

1. В наблюдаемый период менялись и атмосферное давление и артериальное давление у испытуемых.

2. В основном видна зависимость между атмосферным давлением и артериальным давлением. В идеале уменьшение атмосферного давления должно приводить к изменению артериального. Полного такого соответствия мы не получили, так как на артериальное давление влияло еще много факторов.

Вывод:

Многие теоретические факты мне удалось почерпнуть из различных источников об атмосферном давлении. А некоторые из них даже удалось и подтвердить:

1. Воздух действительно имеет вес и давит на всех нас, находящихся на Земле.

2. Воздух не однороден, он имеет разную плотность. С высотой его давление уменьшается, на каждые 12 м оно уменьшается на 1 мм рт.ст.

3. Наше артериальное давление напрямую зависти от атмосферного давления. Не исключая влияний других фактов, можно из проведенных наблюдений сделать вывод: с ростом атмосферного давления артериальное давление человека растет и наоборот.

Список литературы:

1. Гуревич А. Е., Исаев Д.А., Понтак Л. С. Физика. Химия. 5-6 кл. :учебник для общеобразовательных учеб. заведений. -2-е изд. - М.: Дрофа, 1998.-192 с.

2. Кириллова И.Г. Книга для чтения по физике – М.: Просвещение, 1996 г.

3. Колтун М.М. Мир физики – М.: Просвещение, 2008 г.

4. Тарасов Л.В., «Физика в природе», М., Вербум – М, 2002, с. 172

5. «Физическая энциклопедия», т.2, М., Советская энциклопедия, 1990, с. 633