Измерение атмосферного давления. Барометры. Вследствие чего создается атмосферное давление. История открытия атмосферного давления Что делать гипотоникам при низком атмосферном давлении

Атмосферное давление считается нормальным в пределах показателей 750-760 мм рт.ст. (миллиметров ртутного столба). В течение года оно колеблется в пределах 30 мм рт. ст., а в течение дня — в пределах 1-3 мм рт. ст. Резкое изменение атмосферного давления часто вызывает ухудшение самочувствия у метеозависимых, а иногда и у здоровых людей.

Если погода меняется, плохо чувствуют себя и больные гипертонией. Рассмотрим, как влияет атмосферное давление на гипертоников и метеозависимых людей.

Метеозависимые и здоровые люди

Здоровые люди никак не ощущают какие-либо изменения погоды. У метеозависимых появляются такие симптомы:

Головокружение;
Сонливость;
Апатия, вялость;
Суставная боль;
Тревога, страх;
Нарушения функции ЖКТ;
Колебания артериального давления.

Зачастую самочувствие ухудшается осенью, когда наблюдается обострение простудных, хронических болезней. При отсутствии каких-либо патологий метеочувствительность проявляется недомоганием.

В отличие от здоровых, метеозависимые люди реагируют не только на колебания атмосферного давления, но и на повышение влажности, внезапное похолодание или потепление. Причиной этому зачастую являются:

Низкая физическая активность;
Наличие болезней;
Падение иммунитета;
Ухудшение состояния ЦНС;
Слабые кровеносные сосуды;
Возраст;
Экологическая обстановка;
Климат.

В результате ухудшается способность организма быстро приспосабливаться к изменениям погодных условий.

Если атмосферное давление повышенное (выше 760 мм рт. ст.), ветер и осадки отсутствуют, говорят о наступлении антициклона. В этот период нет резких перепадов температуры. В воздухе повышается количество вредных примесей.

Антициклон негативно действует на гипертоников. Увеличение атмосферного давления приводит к повышению АД. Снижается работоспособность, появляются пульсация и боли в голове, сердечные боли. Другие симптомы отрицательного влияния антициклона:

Учащение сердцебиения;
Слабость;
Шум в ушах;
Покраснения лица;
Мелькание «мушек» перед глазами.

Особенно подвержены воздействию антициклона пожилые люди с хроническими сердечно-сосудистыми болезнями. При повышении атмосферного давления увеличивается вероятность осложнения гипертонии — криза, особенно, если АД повышается до показателей 220/120 мм рт. ст. Возможно развитие прочих опасных осложнений (эмболия, тромбоз, кома).

Плохо влияет на больных гипертонией и пониженное атмосферное давление — циклон. Он характеризуется пасмурной погодой, осадками, повышенной влажностью. Давление воздуха падает ниже 750 мм рт. ст. Циклон оказывает следующее воздействие на организм: дыхание делается более частым, учащается пульс, однако, сила сердечных ударов сокращается. У некоторых людей появляется одышка.

При низком давлении воздуха падает и АД. С учётом того, что гипертоники принимают препараты для снижения давления, циклон плохо влияет на самочувствие. Появляются такие симптомы:

Головокружение;
Сонливость;
Боль в голове;
Упадок сил.

При повышении атмосферного давления больным гипертонией и метеозависимым людям следует избегать активных физических нагрузок. Надо больше отдыхать. Рекомендуется низкокалорийный рацион, содержащий повышенное количество фруктов.

Если антициклон сопровождается жарой, так же необходимо исключить физические нагрузки. Если есть возможность, надо находиться в помещении с кондиционером. Будет актуальной низкокалорийная диета. Увеличьте в рационе количество продуктов, богатых калием.

Чтобы привести в норму артериальное давление при пониженном атмосферном, врачи рекомендуют увеличить объём употребляемой жидкости. Пейте воду, настои лекарственных трав. Необходимо уменьшить физическую нагрузку, больше отдыхать.

Хорошо помогает крепкий сон. Утром можно позволить чашку напитка, содержащего кофеин. В течение дня надо несколько раз измерять давление.

Влияние давления и перемены температуры

Немало проблем со здоровьем могут доставить гипертоникам и перемены температуры воздуха. В период антициклона, сочетающегося с жарой, значительно повышается риск кровоизлияний в мозг, поражений сердца.

Из-за высокой температуры и повышенной влажности уменьшается содержание кислорода в воздухе. Особенно плохо такая погода влияет на пожилых людей.

Однако в некоторых случаях такие погодные условия становятся причиной сгущения крови. Это усиливает риск появления тромбов и развития инфарктов, инсультов.

Самочувствие гипертоников ухудшится, если атмосферное давление повышается одновременно с резким понижением температуры окружающей среды. При повышенной влажности, сильном ветре развивается гипотермия (переохлаждение). Возбуждение симпатического отдела нервной системы вызывает уменьшение теплоотдачи и усиление теплопродукции.

Сокращение теплоотдачи вызвано снижением температуры тела из-за спазма сосудов. Процесс способствует повышению термического сопротивления организма. Для защиты от переохлаждения конечностей, кожи лица сужаются сосуды, которые находятся в этих частях тела.

Если охлаждение организма очень резкое, развивается стойкий сосудистый спазм. Это может вызвать повышение АД. К тому же, резкое похолодание меняет состав крови, в частности, сокращается количество защитных белков.

Над уровнем моря

Как известно, чем выше от уровня моря, тем меньше плотность воздуха и ниже атмосферное давление. На высоте 5 км оно понижается примерно в 2 р. Влияние давления воздуха на АД человека, находящегося высоко над уровнем моря (например, в горах), проявляется такими признаками:

Учащение дыхания;
Ускорение ЧСС;
Боль в голове;
Приступ удушье;
Носовые кровотечения.

В основе негативного воздействия пониженного давления воздуха лежит кислородное голодание, когда организм получает меньше кислорода. В дальнейшем происходит адаптация, и самочувствие становится нормальным.

Человек, который постоянно проживает в такой местности, никак не ощущает воздействие пониженного атмосферного давления. Следует знать, что у гипертоников при подъёме на высоту (например, при перелетах) может резко меняться АД, что грозит потерей сознания.

Под землей

Под землей и водой давление воздуха повышено. Его влияние на артериальное давление прямо пропорционально расстоянию, на которое надо спуститься.

Появляются следующие симптомы: дыхание делается глубоким и редким, ЧСС уменьшается, но незначительно. Слегка немеет кожный покров, слизистые становятся сухими.

Гораздо более тяжёлые симптомы развиваются из-за резкого перепада: повышения (компрессии) и снижения (декомпрессии). В условиях повышенного давления атмосферы работают шахтёры, водолазы.

Они спускаются и поднимаются под землю (под воду) через шлюзы, где давление повышается/понижается постепенно. При повышенном атмосферном давлении в крови растворяются газы, содержащиеся в воздухе. Этот процесс называется «сатурация». При декомпрессии они выходят из крови (десатурация).

Если человек опустится на большую глубину под землю или под воду в нарушение режима вышлюзования, организм перенасытится азотом. Разовьется кессонная болезнь, при которой пузырьки газа проникают в сосуды, вызывая множественные эмболии.

Первые симптомы патологии болезни — мышечные, суставные боли. В тяжёлых случаях лопают барабанные перепонки, кружится голова, развивается лабиринтный нистагм. Кессонная болезнь иногда заканчивается летальным исходом.

Метеопатия

Метеопатией называется негативная реакция организма на перемены погоды. Симптомы варьируются от лёгкого недомогания до тяжёлых нарушений работы миокарда, которые могут вызвать необратимые поражения тканей.

Интенсивность и длительность проявлений метеопатии зависят от возраста, комплекции, наличия хронических заболеваний. У некоторых недомогания продолжаются до 7 дн. По данным медицинской статистики метеопатия есть у 70% людей с хроническими недугами и у 20% здоровых.

Вторая степень называется метеозависимость, она сопровождается изменениями АД и ЧСС. Метеопатия – это наиболее тяжёлая третья степень.

При гипертонии, сочетающейся с метеозависимостью, причиной ухудшения самочувствия могут стать не только колебания атмосферного давления, но и другие изменения окружающей среды. Таким больным нужно обращать внимание на погодные условия и прогнозы синоптиков. Это позволит вовремя принять меры, рекомендованные врачом.

Самые эффективные народные методы при лечении стенокардии, характеристика заболевания

С каждым годом фиксируется все больше случаев стенокардии. Это заболевание раньше затрагивало только пожилых людей, однако теперь даже молодежь не защищена от тяжелого состояния. Как проявляется заболевание? Возможно ли лечение стенокардии в домашних условиях? Какую экстренную помощь оказать пациенту?

Общая информация о заболевании

Если кажется, что заболевания сердца составили против вас заговор, нужно неотложно начинать лечиться. Стенокардия без адекватной терапии постепенно приведет к инфаркту миокарда.

Приступ стенокардии связан с ишемической болезнью сердца, при этом ухудшается коронарное кровообращение. Когда атеросклеротические изменения незначительны, приступы стенокардии случаются редко или не происходят вообще. По мере прогрессирования ишемии учащается и стенокардия. Приступы длятся дольше и проявляются ярче.

Стенокардию способно вызвать и физическое переутомление, и эмоциональное потрясение. При выраженной ишемии симптомы заболевания могут тревожить человека и в состоянии покоя.

Важно! Лечение стенокардии народными средствами возможно только на начальных этапах болезни. При тяжелых формах течения недуга народные методы лечения выполняют лишь вспомогательную роль.

Что провоцирует приступ

Острые симптомы стенокардии возникают при определенных ситуациях:

пробежка;
резкая смена температуры или атмосферного давления;
стресс;
подъем тяжестей;
переедание;
ходьба по лестнице.

У некоторых приступы стенокардии проявляются после перенесенной операции. Грудная жаба – это еще одно название стенокардии. В зависимости от обстоятельств и состояния пациента, приступы могут развиваться редко, до раза в неделю и реже. Когда заболевание запущено, симптомы грудной жабы проявляются до нескольких раз в день, даже в ночное время, в момент сна.

Проявление острых симптомов в виде болевых ощущений сообщает человеку о недостаточном снабжении кислородом мышцы миокарда. Значит, нужно разорвать этот заговор и поддержать свое сердце.

Симптомы состояния

Прежде чем лечить состояние стенокардии, важно уметь определять его. Чаще всего снять острые симптомы можно традиционными способами.

Важно! Приступ стенокардии начинается с сильной сжимающей боли, сосредоточенной в грудине или за ней. Боль давит, создает ощущение нехватки воздуха и страха. Ощущения могут распространяться на левую руку, ключицу, шею и живот.

Длительность приступа стенокардии может быть разной. Все зависит от того, какая первая помощь оказана, и в какой стадии заболевания находится человек. Некоторые отмечали, что боли при стенокардии сохранялись в течение нескольких минут. В других же случаях симптомы продолжались до получаса и больше.

Помимо боли, появляются такие симптомы стенокардии:

выступает обильный пот;
кожные покровы на лице бледнеют;
появляется чувство жжения и сдавливания за грудиной.

Болевые ощущения при стенокардическом приступе отдают в разные зоны. Неприятные ощущения появляются в зубах, челюстях и в руках. Но в первую очередь, патология затрагивает сердечную мышцу.

Виды стенокардии

Врачи подразделяют стенокардию на несколько видов. Выделяют:

стабильную;
нестабильную;
вариантную стенокардию.

При стабильной стенокардии интенсивность симптомов нарастает в зависимости от тяжести ишемической болезни сердца. Приступы случаются с определенной периодичностью.

При нестабильной стенокардии возможно внезапное отягощение состояния, сродни предынфарктному состоянию. В таких случаях всегда требуется неотложная медицинская помощь и лечение в стационарных условиях.

Вариантные стенокардии труднее всего поддаются лечению и часто имеют неблагоприятный прогноз. Приступы длятся дольше, возникают резко и без видимой причины. В связи с этим увеличивается риск инфаркта миокарда.

Первая помощь при стенокардии

Народные средства эффективны при стенокардии, но не в момент острого приступа. Здесь важно быстро оказать человеку качественную помощь, ведь это может стоить ему жизни.

В первую очередь надо уложить больного в постель и помочь ему занять положение полусидя. Любые физические нагрузки следует сразу же прекратить. Под язык положить таблетку нитроглицерина и валидола. Через пять минут прием нитроглицерина следует повторить.

Больной должен находиться в прохладном и проветриваемом помещении. Если есть одежда, стягивающая шею или грудь, ее следует ослабить или снять.

Если простые способы не купируют боль, нужна госпитализация. Все случаи стенокардии должны контролироваться врачами.

Лечить стенокардию в домашних условиях нежелательно, ведь можно не отреагировать вовремя на ухудшение состояния. Риск инфаркта очень велик, а этого нельзя допустить. Стенокардия и народная медицина совместимы только в отсутствие острых состояний. Совмещая методы лечения, можно разорвать заговор болезни и сохранить здоровье!

Лечение народными методами

Народные средства для эффективного лечения стенокардии применяются только на начальных стадиях заболевания. Если болезнь запущена, надо применять методы как традиционной, так и народной медицины.

Чтобы лечение грудной жабы народными способами прошло успешно, надо принять во внимание некоторые правила:

перед применением нового средства лучше посоветоваться с лечащим врачом;
важно убедиться, что в народном рецепте не содержится ничего, что может вызвать аллергическую реакцию;
всегда строго соблюдать дозировку, иначе болезнь не вылечить, а проблемы добавятся;
стоит внимательно исследовать средство, которое планируется применять, ведь многие из них повышают артериальное давление.

Какими бы восторженными ни были отзывы исцелившихся, стоит сохранять благоразумие и адекватно оценивать способности организма. Не нужно соглашаться на применение сомнительных препаратов для здоровья сердца, если нет логичного объяснения принципу их работы.

Не стоит надеяться, что лечение стенокардии народными методами, даже самыми эффективными, принесет молниеносный эффект. Важно настроиться, что пройдет немало времени, пока заговор сердечных болезней уйдет в прошлое.

Классификация народных средств

Чтобы не навредить своему организму, важно четко понимать, когда и какие лекарственные составы применять. Все они условно делятся на несколько категорий.

Одна из групп растительных компонентов влияет на выработку холестерина в печени. Сюда относят такие средства:

ромашка;
чеснок;
лопух;
малина;
ольха;
аралия;
облепиха;
одуванчик.

Другие растения, попав в организм, препятствуют проникновению вредного холестерина в кровеносное русло и нарастанию на стенках сосудов. Применяются такие травы:

лимонник;
подорожник;
брусника;
заманиха;
женьшень;
элеутерококк;
боярышник;
репейник.

Примечательно, что среди трав есть и те, что оказывают разжижающее воздействие на кровь. Природные антикоагулянты незаменимы при многих болезнях сердечно-сосудистой системы. Среди них можно выделить следующие:

календула;
малина;
донник;
луговой клевер;
земляника;
конский каштан;
боярышник;
сныть.

мелисса;
хмель;
полевой хвощ;
солодка;
пустырник.

Фитотерапия при стенокардии мягко снимает симптомы, помогает замедлить прогрессирование болезни, оздоровляет организм в целом. Важно строго соблюдать дозировку и использовать лекарственные препараты регулярно.

Использование народных рецептов

От грудной жабы существует немало лекарственных растений. Польза от правильно приготовленных и регулярно принимаемых средств неоспоримо высока.

Принимать при стенокардии можно такой состав:

3,5 ст. л. боярышника;
3,5 ст. л. шиповника;
2 л кипятка.

Состав настаивается в течение суток. Затем ягоды удаляются, а настой пьется по стакану несколько раз в день вместо черного чая.

Большинству людей известно влияние настойки пустырника на сердечную мышцу человека. Не меньший эффект можно получить, отжав сок из свежей травы. Около 40 капель средства стоит разводить в ложке чистой воды и принимать до еды.

Некоторые люди комбинируют аптечные средства, готовя свой эффективный препарат. Отлично на стенокардию воздействует смесь таких настоек:

боярышника;
омелы;
валерианы.

Препараты смешиваются в равных по объему количествах и принимаются по 15-30 капель в зависимости от стадии заболевания трижды в день.

Некоторые применяют средство, способное заменить таблетку нитроглицерина в экстренной ситуации. Они рекомендуют проглотить целиком очищенный зубчик чеснока. Такой способ показывает, как лечить стенокардию даже в критической ситуации без использования химических медикаментов.

Следующее средство поможет не только снять приступ стенокардии, но и разорвать заговор ишемической болезни сердца. Для приготовления препарата потребуется 200 мл оливкового масла и пшеничной водки. Компоненты смешиваются. Лекарственный состав принимается по 50 мл трижды в день. Чтобы достичь максимального эффекта, требуется длительный курс. Обычно он составляет 1,5 месяца.

При болях в области сердца эффективно применять пихтовое масло. Его можно добавлять в аромалампу, втирать в область грудины несколько раз в день.

Нюансы лечения по Неумывакину

Если тест подтвердил стенокардию, важно заняться лечением. Терапия по Неумывакину подразумевает применение соды и перекиси водорода. Эта методика способствует разжижению крови, снижает риск развития тромбов и защищает от инфаркта.

Соду и перекись можно пить только строго в соответствии со схемой, на голодный желудок. Если превысить дозировки, можно серьезно навредить человеческому организму! Соду растворяют в очень теплой воде, но не в горячей, чтобы не получить ожог пищевода. Перекись вначале принимает по капле, затем дозировку понемногу увеличивают.

Длительность лечения по Болотову и Неумывакину определяет сам человек, исходя из собственного самочувствия. Перед началом такого лечения требуется проконсультироваться с лечащим врачом.

Подробнее об этом заболевании можно узнать, посмотрев видео:

Как атмосферное давление влияет на артериальное давление

Газовая оболочка, окружающая Землю, давит на ее поверхность и все, что на ней находится, с определенной силой, называемой атмосферным давлением. Оптимальное значение, при котором человек чувствует себя наиболее комфортно, составляет 760 мм рт. столба. Отклонения на 10 мм в ту или другую сторону могут сказываться на самочувствии. И если здоровые люди никак не реагируют на изменения атмосферного давления, то люди с заболеваниями отличаются повышенной метеорологической чувствительностью. Особенно негативно перепады погоды влияют на сосуды и систему кровообращения.

Как изменяется давление воздуха

Атмосферное давление меняется довольно в широких диапазонах. Оно зависит от высоты местности над уровнем моря, поэтому для каждой территории будет свое среднее значение. Чем выше, тем воздух более разреженный, а значит, давление более низкое. При повышении на 10 м, оно снижается на 1 мм рт. столба.

Давление воздуха зависит от температур. Это значит, что оно носит зональный характер. Как известно, поверхность Земли нагревается неравномерно. На планете выделяют пояса с преобладанием высокого и низкого давления. Там, где поверхность сильно нагревается, например, у экватора, воздух поднимается и образуется область низкого давления, называемая циклоном. В холодных широтах воздух более тяжелый и опускается вниз. Здесь формируются области высокого давления, или антициклоны.

Неодинаково оно и в разное время суток. Утром и вечером оно поднимается, в послеполуденное время и после полуночи понижается.

Летом, когда воздух наиболее теплый, над материками оно достигает минимальных значений. В холодное время года, когда воздух холодный и тяжелый, оно достигает максимума.

Организм человека устроен так, что он привыкает к разным условиям. Если установилась стабильная погода, какая бы она ни была, он, как правило, чувствует себя нормально. Проблемы возникают, когда циклон и антициклон сменяют друг друга, и особенно если это происходит часто. В это время организму нужно подстроиться под новые условия.

Влияние циклона

Обычно при низком давлении наблюдается облачность, высокая влажность, осадки, повышенная температура. Содержание кислорода в воздухе понижается, углекислого газа повышается. Такая погода оказывает негативное влияние преимущественно на людей с низким артериальным давлением. В связи с кислородным голоданием у гипотоников наблюдаются следующие признаки недомогания:

скорость кровотока замедляется;
ухудшается поступление крови к органам и тканям;
артериальное давление снижается;
пульс слабеет;
становится трудно дышать;
появляются головокружения, тошнота, сонливость, упадок сил;
из-за повышения внутричерепного давления возникают спазматические головные боли;
увеличивается частота сокращений сердца, дыхание учащается.

При понижении атмосферного давления у гипотоника может наступить гипотонический криз и кома.

Что делать гипотоникам при низком атмосферном давлении

хорошо высыпаться;
принимать контрастный душ;
пить больше жидкости;
закаляться;
утром выпивать чашку кофе или крепкого чая;
принимать настойку женьшеня.

Влияние антициклона

При господстве антициклона устанавливается сухая и безветренная погода, в воздухе, особенно в больших городах, скапливаются вредные примеси, усиливается загазованность воздуха. В это время ухудшается самочувствие у гипертоников. При росте давления воздуха у человека с повышенным АД наблюдаются следующие симптомы:

артериальное давление поднимается;
сердцебиение учащается;
больной жалуется на общую слабость;
краснеет лицо;
появляются головные боли и шум в ушах;
возникают мушки перед глазами;
в голове ощущается пульсация.

Высок риск гипертонического криза, особенно если АД достигает 220/120 мм рт. столба. Кроме этого, возможны и другие расстройства в работе сердца и сосудов (кома, тромбоз, эмболия).

При антициклоне и жаркой погоде высок риск инфарктов и инсультов. В это время нужно избегать больших физических нагрузок, больше отдыхать, принимать контрастный душ, перейти на низкокалорийную диету с преимущественным употреблением фруктов, пить больше воды, находиться в прохладных помещениях.

Важно помнить, что у человека с гипертонией при подъеме на высоту (перелетах, подъемах в горы) АД может резко измениться, и он потеряет сознание.

Заключение

Метеорологическая зависимость характерна для людей с патологиями сердца и сосудов, а также для пожилых, которые как раз и страдают многими хроническими болезнями, в том числе и гипертонией. Они очень чувствительны к переменам погоды, особенно отрицательно на них влияют скачки атмосферного давления. Считается, что первыми ощущают эти изменения гипертоники и гипотоники.

Что будет, если ввести в вену воздух

ответить

Атмосферное давление - одна из важнейших климатических характеристик, оказывающих влияние на и человека. Оно способствует формированию циклонов и антициклонов, провоцирует развитие сердечно-сосудистых заболеваний у людей. Доказательства, что воздух имеет вес, были получены еще в 17 веке, с тех пор процесс изучения его колебаний является одним из центральных для синоптиков.

Что такое атмосфера

Слово «атмосфера» имеет греческое происхождение, дословно оно переводится как «пар» и «шар». Это газовая оболочка вокруг планеты, которая вращается вместе с ней и образует единое целое космическое тело. Она простирается от земной коры, проникая в гидросферу, и заканчивается экзосферой, постепенно перетекая в межпланетное пространство.

Атмосфера планеты - это важнейший ее элемент, обеспечивающий возможность жизни на Земле. В ней содержится необходимый человеку кислород, от нее зависят показатели погоды. Границы атмосферы весьма условны. Принято считать, что они начинаются на расстоянии около 1000 километров от поверхности земли и затем на расстоянии еще 300 километров плавно переходят в межпланетное пространство. По теориям, которых придерживается NASA, эта газовая оболочка заканчивается на высоте около 100 километров.

Она возникла в результате извержения вулканов и испарения веществ в космических телах, падавших на планету. Сегодня состоит из азота, кислорода, аргона и других газов.

История открытия атмосферного давления

До 17 века человечество не задумывалось о том, имеет ли воздух массу. Не было и никаких представлений о том, что такое атмосферное давление. Однако, когда герцог Тосканский решил оборудовать знаменитые флорентийские сады фонтанами, его проект с треском провалился. Высота водяного столба не превышала 10 метров, что противоречило всем представлениям о закономерностях природы в то время. Именно здесь берет начало история открытия атмосферного давления.

Изучением этого феномена занялся ученик Галилея, итальянский физик и математик Эванджелиста Торричелли. С помощью опытов на более тяжелом элементе, ртути, спустя несколько лет ему удалось доказать наличие веса у воздуха. Он впервые создал вакуум в лаборатории и разработал первый барометр. Торричелли представлял стеклянную трубку, заполненную ртутью, в которой под воздействием давления оставалось такое количество вещества, которое уравнивало бы давление атмосферы. Для ртути высота столба равнялась 760 мм. Для воды - 10,3 метра, это именно та высота, на которую поднялись фонтаны в садах Флоренции. Именно он открыл для человечества, что такое атмосферное давление и как оно влияет на жизнь человека. в трубке было названо в его честь «торричеллиевой пустотой».

Почему и вследствие чего создается атмосферное давление

Один из ключевых инструментов метеорологии - изучение движения и перемещения воздушных масс. Благодаря этому можно получить представление о том, вследствие чего создается атмосферное давление. После того как было доказано, что воздух имеет вес, стало ясно, что на него, как и на любое другое тело на планете, действует сила притяжения. Именно этим обуславливается возникновение давления, когда под влиянием гравитации находится атмосфера. Атмосферное давление может колебаться из-за различий массы воздуха на разных участках.

Там, где воздуха становится больше, оно более высокое. В разреженном пространстве наблюдается снижение атмосферного давления. Причина изменения кроется в его температуре. Он нагревается не от лучей Солнца, а от поверхности Земли. Нагреваясь, воздух становится легче и поднимается вверх, в то время как охлажденные воздушные массы опускаются вниз, создавая постоянное, непрерывное движение Каждый из этих потоков имеет разное атмосферное давление, что провоцирует появление ветров на поверхности нашей планеты.

Влияние на погоду

Атмосферное давление - один из ключевых терминов в метеорологии. Погода на Земле формируется из-за воздействия циклонов и антициклонов, которые образуются под воздействием перепадов давления в газовой оболочке планеты. Для антициклонов характерны высокие показатели (до 800 мм ртутного столба и выше) и низкая скорость движения, в то время как циклоны - это области с более низкими показателями и высокой скоростью. Смерчи, ураганы, торнадо также формируются из-за резких перепадов атмосферного давления - внутри смерча оно стремительно падает, достигая 560 мм ртутного столба.

Движение воздуха приводит к изменению погодных условий. Ветры, возникающие между областями с разными уровнями давления, перегоняют циклоны и антициклоны, вследствие чего создается атмосферное давление, формирующее те или иные погодные условия. Эти движения редко имеют систематический характер, и их очень трудно предугадать. В зонах, где повышенное и пониженное атмосферное давление сталкиваются, происходит изменение климатических условий.

Стандартные показатели

Средним показателем в идеальных условиях считается уровень 760 мм ртутного столба. Уровень давления изменяется с высотой: на низинах или территориях, расположенных ниже уровня моря, давление будет более высоким, на высоте, где воздух разреженный, напротив, его показатели снижаются на 1 мм ртутного столба с каждым километром.

Пониженное атмосферное давление

Оно понижается с увеличением высоты из-за удаления от поверхности Земли. В первом случае этот процесс объясняется снижением воздействия гравитационных сил.

Нагреваясь от Земли, газы, из которых состоит воздух, расширяются, их масса становится легче, и они поднимаются в более высокие Движение происходит до тех пор, пока соседние воздушные массы не окажутся менее плотными, тогда воздух распространяется по сторонам, а давление выравнивается.

Традиционными территориями с более низким атмосферным давлением считаются тропики. На экваториальных территориях всегда наблюдается пониженное давление. Однако зоны с повышенным и пониженным показателем распространены над Землей неравномерно: в одной географической широте могут присутствовать участки с разными уровнями.

Повышенное атмосферное давление

Самый высокий уровень на Земле наблюдается на Южном и Северном полюсах. Это объясняется тем, что воздух над холодной поверхностью становится холодным и плотным, его масса увеличивается, следовательно, его сильнее притягивает к поверхности гравитацией. Он опускается, а пространство над ним заполняется более теплыми воздушными массами, вследствие чего создается атмосферное давление с повышенным уровнем.

Влияние на человека

Нормальные показатели, характерные для местности проживания человека, не должны оказывать никакого воздействия на его самочувствие. Вместе с тем атмосферное давление и жизнь на Земле неразрывно связаны. Его изменение - повышение или понижение - может спровоцировать развитие сердечно-сосудистых заболеваний у людей с повышенным артериальным давлением. Человек может испытывать боли в области сердца, приступы беспричинной головной боли, снижается работоспособность.

Для людей, страдающих заболеваниями дыхательных путей, опасными могут стать антициклоны, приносящие повышенное давление. Воздух опускается и становится более плотным, увеличивается концентрация вредных веществ.

Во время колебаний атмосферного давления у людей снижается иммунитет, уровень лейкоцитов в крови, поэтому не рекомендуется в такие дни нагружать организм физически или интеллектуально.

“О сколько нам открытий чудных
Готовят просвещенья дух
И опыт , сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг... ”
А. С. Пушкин

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

Я не зря взял эпитетом строчки великого русского поэта А. С. Пушкина, ведь изучение большинства наук невозможно без постановки опытов.
Из учебника “Окружающий мир” я узнал о множестве удивительных явлениях природы. Мне захотелось сделать макеты природных явлений и провести с ними опыты. Заинтересовавшись, подробнее ознакомился с данными явлениями из литературы. Решил провести опыты самостоятельно. Пришлось проявить творческую мысль и смекалку.

Я выбрал два явления природы:
* Атмосферное давление.
* Атмосферные осадки (дождь).

Вокруг нашего земного шара находится атмосфера. Атмосфера – это смесь различных газов, в основном азота (78%) и кислорода (21%). Атмосфера давит на поверхность Земли . Но влияние (давление) атмосферы нельзя увидеть глазами. Мы его можем только почувствовать при изменении состояния нашего здоровья. А как не просто человеку понять и изучить то, что нельзя увидеть. В этом может помочь прибор – барометр. Он измеряет атмосферное давление. Но современные барометры очень сложны и показывают цифровые изменения атмосферы. Я сконструировал макет самого простого барометра. Он позволяет увидеть воздействие атмосферного давление на мембрану прибора и делает это явление из невидимого, вполне реальным (видимым).

Более 70% поверхности Земли покрыто водой. Из всего количества воды 1% находится в атмосфере, 97% в океанах, а остальная часть в реках, озерах и ледниках. Под воздействием солнечного тепла вода испаряется и поднимается в воздух. Воздух содержит этот невидимый водяной пар. Количество водяного пара в воздухе характеризуется показателем влажности. Поднимаясь вверх, водяной пар охлаждается и собирается в крошечные капельки воды, образуя облака. Когда капли становятся достаточно большими, они выпадают в виде осадков (дождя или снега). Чем выше влажность, тем больше вероятность формирования облака и выпадение осадков . Значит, установив опытным путём, повышение влажности в атмосфере, мы сможем предсказывать выпадение дождя. Я собрал прибор “Определитель дождя”, основанный на использовании эффекта влажности в атмосфере.

Постановка опытов очень увлекательное занятие. Все проведенные мною опыты просты и проводятся с выполнением техники безопасности, что немаловажно для тех, кто проводит эксперименты в домашних условиях, особенно впервые. Я описываю предварительную подготовку и стадии выполнения, что позволяет в дальнейшем аккуратно обращаться с предметами и правильно организовывать план своей работы. Помимо изучаемых явлений природы, в этих опытах можно параллельно познакомиться с законами физики (электричество) и приобрести технические навыки (паять, собирать электрическую цепь, работать отвёрткой). Это всегда пригодиться мужчине.

Таким образом, изученный информационный материал и проведенные на его основе собственные опыты, легли в основу данной работы, определив ее цель, задачи и выводы.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ:

Постановка опытов для изучения явлений окружающей природы.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

* Провести наблюдения за выбранными для опытов явлениями в природе (изменение погоды, атмосферные осадки);
* Разработать и провести опыты;
* Сфотографировать полученные результаты;
* Дать рекомендации по постановке опытов.

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Макет моего барометра (Опыт №1).

Материал для опыта : банка, воздушный шарик, трубочка от сока, скотч и картон.

Обрезал воздушный шарик и натянул его на банку. Получилась натянутая мембрана. Закрепил шарик на горлышке резинкой. Сделал из трубочки от сока стрелку, заострив ее конец. Закрепил скотчем один ее конец на середине шарика, накрывающего банку. Стрелка должна располагаться строго по горизонтали. Поставил кусок картона рядом с банкой таким образом, чтобы внешний конец стрелки едва прикасался к нему, и отметил положение ее кончика красным цветом (атмосферное давление в начале опыта). Нарисовал шкалу вдоль этой линии. Приклеил этот кусок картона клейкой лентой к банке и следил за положением стрелки.

При повышении атмосферного давления поверхность шарика как бы вдавливалась в сосуд и стрелка поднималась вверх по шкале.

Когда атмосферное давление падало, на поверхность шарика изнутри давил воздух из банки, стремясь вверх, и приподнимал шарик.

Стрелка опускалась по шкале. Точные показатели атмосферного давления на таком барометре не увидишь, так как мембрана натянутого шарика не достаточно тонка и чувствительна. Трубочка опускается и поднимается всего на одно деление, но повышение и падение атмосферного давления видно очень хорошо. Эти результаты совпадали с объявлениями о погоде в местной газете.

Наблюдения показали : При повышении атмосферного давления, погода была ясной, солнечной. При понижении давления – пасмурной, иногда дождливой.

Следующий мой опыт посвящен изучению атмосферных осадков (дождя). Собрались тучи. Скоро пойдет дождь. Как вовремя узнать об этом? Мне поможет определитель дождя.

Построение модели “Определитель дождя” (Опыт №2).

Материал для опыта : бельевая прищепка, электрический провод (около 2м, чтобы провод доставал до форточки), 2 “пальчиковые” батарейки, лампочка от фонарика, 2 шурупа, кусковой сахара.

В прищепку вкрутил 2 шурупа с разных сторон. Зачищенные концы провода прикрепил (припаял) к ним. Зафиксировал кусочек сахара между концами прищепки, что бы электрическая цепь не замкнулась.

Собрал электрическую цепь “определитель дождя”: последовательно соединил провод от прищепки с батарейкой и лампочкой.

Прищепку с кусочком сахара высунул в форточку на улицу. При повышенной влажности воздуха (влажность – количество воды в атмосфере), которая бывает перед дождем, сахар постепенно впитывает в себя воду, крошиться и разламывается. Контакты замыкаются, и лампочка загорается.

По моим наблюдениям примерно через 30 мин. начинался дождик.

ВЫВОДЫ

1. Атмосферное давление, дождь – это явления, подчиненные четким законам природы, которые можно наблюдать и изучать.
2. Проведенные опыты позволяют лучше понять эти законы.
3. Фотографии и модели опытов подтверждают данное исследование.
4. Рекомендации по постановке опытов, помогу проводить их самостоятельно.

На основе полученных в ходе проведенной работы результатов, разработан комплекс рекомендаций для начинающих экспериментаторов:

* все используемые вещества и материалы должны быть доступными и безопасными для здоровья;
* при постановке опыта “модель барометра”, надо использовать большую емкость с широким горлышком, для создания более тонкой и более чувствительной мембраны
шарика при натягивании и большего количества воздуха в банке для лучшей наглядности опыта; трубочка должна быть как можно тоньше и легче;
* при постановке опыта “определитель дождя”, нужно использовать батарейку 3V или две батарейки по 1,5V; можно вместо лампочки использовать электрический звонок (или небольшой транзистор, который работает на батарейках и включается на музыкальной волне), электрическую цепь собирать последовательно, зачищенные концы провода лучше припаять, для прочности контактов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проводить данные опыты не сложно, но интересно. Они безопасны, просты и полезны. Мой барометр предупреждает бабушку об изменении атмосферного давления, и она вовремя принимает лекарство. Меня не застанет врасплох дождь. Новые исследования впереди!

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

* Детская энциклопедия “Хочу все знать” // М. “Планета детства” – 2003.– С. 260–261.
* Новая энциклопедия школьника //– М. “Махаон”.– 2009.– С. 128 – 129.

Дашевский Глеб
Лицей, 3 класс
МОУ-Лицей (физико-математический), г. Владикавказ

Муниципальное казенное образовательное учреждение

Залесовская ООШ

Проектно-исследовательская работа

по физике

«Исследование атмосферного давления».

Выполнила: Соломатова Ангелина,

Руководитель:

Залесово

1. Введение 3-4

2. Глава 1. Проявление атмосферного давления 5-6

3. Глава 2. Измерение атмосферного давления. 7-8

4. Глава 3. Выявление зависимости атмосферного 9

давления от высоты

6. Заключение. 12

7. Список литературы. 13

I. Введение.

атмосферой.

В результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха, или, как обычно говорят, испытывают атмосферное давление.

Вокруг нас происходит много удивительного. Однажды, сидя на кухне, обратил внимание на хлопок у окна. Это закрытые пластиковые бутылки с питьевой водой, которые стоят около подоконника и издают хлопок через некоторое время после открытия и закрытия форточки. Я стал наблюдать за бутылками. Оказалось, что с открытой форточкой бутылка сжимается, закрываешь форточку – она расправляется. Меня заинтересовало, почему так происходит?

Я решила исследовать это явление.

· выяснение параметров, от которых зависит атмосферное давление;

· изучение влияния атмосферного давления на процессы, протекающие в живой природе.

Выяснить:

· зависимость атмосферного давления от высоты над уровнем моря;

· зависимость силы атмосферного давления от площади поверхности тела;

· роль атмосферного давления в живой природе.

Пронаблюдат ь проявления атмосферного давления.

Мы живём на дне воздушного океана. Над нами – огромная толща воздуха. Воздушную оболочку, окружающую Землю, называют атмосферой (от греч. атмос - пар, воздух и сфера - шар).

Атмосфера, как показали наблюдения за полетом искусственных спутников Земли, простирается на высоту нескольких тысяч километров. А воздух, как он не лёгок, всё же имеет вес.

Вследствие действия силы тяжести верхние слои воздуха, подобно воде океана, сжимают нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, сжат больше всего и, согласно закону Паскаля, передает производимое на него давление по всем направлениям.

В результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха, или, как обычно говорят, испытывают атмосферное давление.

Каким же образом выдерживают живые организмы такие огромные нагрузки?

Как можно измерить атмосферное давление и от чего оно зависит?

Глава1. Проявления атмосферного давления.

Существованием атмосферного давления могут быть объяснены многие явления, с которыми мы встречаемся в повседневной жизни. Особенно меня заинтересовали занимательные опыты. Я провела опыты, которые можно объяснить существованием атмосферного давления.

Опыт1.

https://pandia.ru/text/78/181/images/image002_103.jpg" width="120" height="166 src=">

Взяла две пробирки, входящие друг в друга. В «большую пробирку налила воды и вставила меньшую. Прибор перевернула. Вода вытекла по каплям, а внутренняя пробирка поднимется вверх.

Объяснение: Когда вода вытекает, давление между стенками пробирок становится меньше атмосферного и атмосферный воздух, действуя изнутри на малую пробирку, поднимает ее вверх..

Опыт 3.

Положила на плоскую тарелку монету и налила немного воды. Монета очутилась под водой. Теперь необходимо взять монету голой рукой, не замочив пальцев и не выливая воду из тарелки. Для этого надо воду отсосать. Взяла тонкий стакан, ополоснула его кипятком и опрокинула на тарелку рядом с монетой. Вода собралась под стаканом.

Объяснение: воздух в стакане начнет остывать. Холодный воздух занимает меньше места, чем горячий. Стакан, словно медицинская кровососная банка, начнет всасывать воду, и вскоре вся она соберется под ним. Теперь можно подождать, пока монета высохнет, и бери ее, не боясь замочить пальцы.

Глава 2. Измерение атмосферного давления и силы атмосферного давления.

С помощью барометра-анероида измерила атмосферное давление. Затем измерила необходимые размеры тел: крышка стола, учебник, пенал и вычислила площади их поверхностей. Пользуясь формулой, F = р S рассчитала силу атмосферного давления на поверхность стола, учебника и пенала.

Номер опыта	Атмосферное давление	Площадь тела,	Сила атмосферного давления,
мм. рт. ст.
Поверхность стола
Поверхность учебника
Поверхность пенала

Вывод: Атмосферное давление меняется ежедневно, а это значит, что сила атмосферного давления также изменяется.

Сила атмосферного давления при одном и том же атмосферном давлении различна и зависит от площади поверхности тела. Чем больше поверхность тела, тем большее воздействие на него оказывает атмосфера.

На тело человека, поверхность которого при массе в 60кг и росте 160 см, примерно равна 1,6 м2 , действует сила в 160000 Н, обусловленная атмосферным давлением.

Живые организмы выдерживают такие огромные нагрузки благодаря тому, что давление жидкостей, заполняющих сосуды тела, уравновешивает внешнее атмосферное давление.

Глава 3. Выявление зависимости атмосферного давления от высоты

Для того чтобы выявить зависимость атмосферного давления от высоты я измеряла атмосферное давление на различных этажах трехэтажнго дома. Высоту определила приблизительно, по высоте этажа.

Номер опыта	Атмосферное давление	Высота, м
мм. рт. ст.

Вывод : величина атмосферного давления убывает с ростом высоты над уровнем моря.

Глава 4 . Изготовление барометра

1.Такой барометр может изготовить любой, имея под рукой следующие приборы:

Банка стеклянная с широкой горловиной

Воздушный шарик

Зубочистка

Трубочка

Лист картона

Ножницы

Цветные карандаши или заготовки изображений «солнце» и «туча».

2. Изготовление мембраны

Используя ножницы, отрезается горловина воздушного шарика . При выполнении работы необходимо острые концы ножниц держать «от себя». Ненужные в данный момент приспособления и инструменты должны быть размещены в удалении от рабочего пространства.

3. Крепление мембраны

Мембрана крепится на верней открытой поверхности банки. Выбор банки обусловлен жёсткостью материала, из которого она изготовлена. При выполнении операции желательно придерживать банку ассистенту.

Мембрана крепится на горловине банки с помощью изоляционной ленты или скотча. При креплении необходимо обеспечить герметичность банки.

3.Изготовление стрелки барометра

Трубочка для изготовления стрелки отрезается такой длины, чтобы её длина от центра горловины до края банки была равна её длине за пределами банки.

Для изготовления стрелки используется зубочистка и трубочка. Зубочистка и трубочка крепятся друг к другу скотчем.

Стрелка крепится к поверхности мембраны с помощью скотча. При креплении необходимо конец стрелки разместить в районе центра мембраны таким образом, чтобы она могла «качаться» на краю банки. При работе важно закрепить стрелку с первого раза для предотвращения нарушения целостности мембраны.

4.Изготовление шкалы барометра

Для изготовления шкалы используется лист картона, нижний край которого загибается. Стрелка барометра должна быть расположена по центру вертикальной плоскости.

5.Изготовление шкалы бароме тра

Для изготовления шкалы барометра используются либо заготовки изображения «солнца» и «тучи», или их рисованные изображения, которые наносятся на вертикальную часть шкалы. Солнце – в верхнюю часть, туча – в нижнюю.

6.Крепление шкалы

Изготовленная шкала крепится к барометру с помощью скотча. Крепление должно обеспечивать жёсткость конструкции

Внешний вид барометра

7.Принцип действия

Давление внутри барометра постоянно. При увеличении атмосферного давления воздух давит на мембрану, заставляя её прогибаться. В результате прогиба стрелка перемещается в сторону «солнца», что свидетельствует о предстоящей солнечной безоблачной погоде.

Давление внутри барометра постоянно. При понижении атмосферного давления мембрана прогибается наружу, стрелка перемещается в сторону «тучи», что свидетельствует о предстоящем наступлении ненастной погоды.

6. Заключение.

Вывод.

В результате работы:

Я научилась определять с помощью барометра атмосферное давление;

Провёла опыты, доказывающие существование атмосферного давления;

Измерение атмосферного давления и силы атмосферного давления.

Выявление зависимости атмосферного давления от высоты.

Изготовила барометр.

Я понимаю, что при выполнении реферата, мир знаний не полностью изучен мною. Мне понравилось изучать давление, делать опыты. Но в мире много интересного, что можно ещё узнать, поэтому в дальнейшем:

я буду продолжать изучение этой интересной науки.

Я надеюсь, что мои одноклассники заинтересуются этой проблемой, а я постараюсь помочь им.

В дальнейшем я продолжу изучать состав воздуха.

Проводить новые эксперименты

Список литературы:

1., элективный курс «»Элементы биофизики » - М., «Вако», 2007г.

2. И., Занимательные материалы к урокам – М., «Издательство НЦ ЭНАС», 2006г.

3. А, Поурочные разработки по физике,7кл. – М. «Вако», 2005г.

4., Как организовать проектную деятельность учащихся, М., «Аркти», 2006г.

Опыт Торричелли.
Рассчитать атмосферное давление по формуле для вычисления давления столба жидкости (§ 39) нельзя. Для такого расчёта надо знать высоту атмосферы и плотность воздуха. Но определённой границы у атмосферы нет, а плотность воздуха на разной высоте различна. Однако измерить атмосферное давление можно с помощью опыта, предложенного в XVII в. итальянским учёным Эванджелиста Торричелли, учеником Галилея.

Опыт Торричелли состоит в следующем: стеклянную трубку длиной около 1 м, запаянную с одного конца, наполняют ртутью. Затем, плотно закрыв другой конец трубки, её переворачивают, опускают в чашку с ртутью и под ртутью открывают конец трубки (рис. 130). Часть ртути при этом выливается в чашку, а часть её остаётся в трубке. Высота столба ртути, оставшейся в трубке, равна примерно 760 мм. Над ртутью в трубке воздуха нет, там безвоздушное пространство.

Торричелли, предложивший описанный выше опыт, дал и его объяснение. Атмосфера давит на поверхность ртути в чашке. Ртуть находится в равновесии. Значит, давление в трубке на уровне аа 1 (см. рис. 130) равно атмосферному давлению. Если бы оно было больше атмосферного, то ртуть выливалась бы из трубки в чашку, а если меньше, то поднималась бы в трубке вверх.

Давление в трубке на уровне аа х создаётся весом столба ртути в трубке, так как в верхней части трубки над ртутью воздуха нет. Отсюда следует, что атмосферное давление равно давлению столба ртути в трубке, т. е.

p атм = p ртути

Измерив высоту столба ртути, можно рассчитать давление, которое производит ртуть. Оно и будет равно атмосферному давлению. Если атмосферное давление уменьшится, то столб ртути в трубке Торричелли понизится.

Чем больше атмосферное давление, тем выше столб ртути в опыте Торричелли. Поэтому на практике атмосферное давление можно измерять высотой ртутного столба (в миллиметрах или сантиметрах). Если, например, атмосферное давление равно 780 мм рт. ст., то это значит, что воздух производит такое же давление, какое производит вертикальный столб ртути высотой 780 мм.

Следовательно, в этом случае за единицу атмосферного давления принимают 1 миллиметр ртутного столба (1 мм рт. ст.). Найдём соотношение между этой единицей и известной нам единицей давления - паскалем (Па).

Давление столба ртути p ртути высотой 1 мм равно

p = gρh,

р = 9,8 Н/кг ∙ 13 600 кг/м 3 ∙ 0,001 м ≈ 133,3 Па.

Итак, 1 мм рт. ст. = 133,3 Па.

В настоящее время атмосферное давление принято измерять и в гектопаскалях. Например, в сводках погоды может быть объявлено, что давление равно 1013 гПа, это то же самое, что 760 мм рт. ст.

Наблюдая ежедневно за высотой ртутного столба в трубке, Торричелли обнаружил, что эта высота меняется, т. е. атмосферное давление непостоянно, оно может увеличиваться и уменьшаться. Торричелли заметил также, что изменения атмосферного давления связаны с изменением погоды.

Если к трубке с ртутью, использовавшейся в опыте Торричелли, прикрепить вертикальную шкалу, то получится простейший прибор - ртутный барометр (от греч. барос - тяжесть, метрео - измеряю). Он служит для измерения атмосферного давления.

Такой опыт был проведён, он показал, что давление воздуха на вершине той горы, где проводились опыты, было почти на 100 мм рт. ст. меньше, чем у подножия горы. Но Паскаль этим опытом не ограничился. Чтобы ещё раз доказать, что ртутный столб в опыте Торричелли удерживается атмосферным давлением, Паскаль поставил другой опыт, который он образно назвал доказательством «пустоты в пустоте».

Опыт Паскаля можно осуществить с помощью прибора, изображённого на рисунке 134, а, где А - прочный полый стеклянный сосуд, в который пропущены и впаяны две трубки: одна - от барометра Б, другая (трубка с открытыми концами) - от барометра В.

Прибор устанавливают на тарелку воздушного насоса. В начале опыта давление в сосуде А равно атмосферному, оно измеряется разностью высот h столбов ртути в барометре Б. В барометре же В ртуть стоит на одном уровне. Затем из сосуда А воздух выкачивается насосом. По мере удаления воздуха уровень ртути в левом колене барометра Б понижается, а в левом колене барометра В повышается. Когда воздух будет полностью удалён из сосуда А, уровень ртути в узкой трубке барометра Б упадёт и сравняется с уровнем ртути в его широком колене. В узкой же трубке барометра В ртуть под действием атмосферного давления поднимается на высоту h (рис. 134, б). Этим опытом Паскаль ещё раз доказал существование атмосферного давления.

Опыты Паскаля окончательно опровергли теорию Аристотеля о «боязни пустоты» и подтвердили существование атмосферного давления.

Барометр — анероид

В практике для измерения атмосферного давления используют металлический барометр, называемый анероидом (в переводе с греческого - «безжидкостный». Так барометр называют потому, что он не содержит ртути).Внешний вид анероида изображён на рисунке 135. Главная часть его - металлическая коробочка 1 с волнистой (гофрированной) поверхностью (рис. 136). Из этой коробочки выкачан воздух, а чтобы атмосферное давление не раздавило коробочку, её крышку пружиной 2 оттягивают вверх. При увеличении атмосферного давления крышка прогибается вниз и натягивает пружину. При уменьшении давления пружина выпрямляет крышку. К пружине с помощью передаточного механизма 3 прикреплена стрелка-указатель 4, которая передвигается вправо или влево при изменении давления. Под стрелкой укреплена шкала, деления которой нанесены по показаниям ртутного барометра. Так, число 750, против которого стоит стрелка анероида (см. рис. 135), показывает, что в данный момент в ртутном барометре высота ртутного столба 750 мм.

Следовательно, атмосферное давление равно 750 мм рт. ст., или ~ 1000 гПа.

Знание атмосферного давления весьма важно для предсказывания погоды на ближайшие дни, так как изменение атмосферного давления связано с изменением погоды. Барометр - необходимый прибор при метеорологических наблюдениях.

Атмосферное давление на различных высотах .

В жидкости давление, как мы знаем (§ 38), зависит от плотности жидкости и высоты её столба. Вследствие малой сжимаемости плотность жидкости на различных глубинах почти одинакова. Поэтому, вычисляя давление жидкости, мы считаем её плотность постоянной и учитываем только изменение высоты.

Сложнее обстоит дело с газами. Газы хорошо сжимаемы. А чем сильнее газ сжат, тем больше его плотность и тем большее давление он производит на окружающие тела. Ведь давление газа создаётся ударами его молекул о поверхность тела.

Слои воздуха у поверхности Земли сжаты всеми слоями воздуха, находящимися над ними. Но чем выше от поверхности слой воздуха, тем слабее он сжат, тем меньше его плотность. Следовательно, тем меньшее давление он производит. Если, например, воздушный шар поднимается над поверхностью Земли, то давление воздуха на шар становится меньше. Это происходит не только потому, что высота столба воздуха над ним уменьшается, но ещё и потому, что уменьшается плотность воздуха. Вверху она меньше, чем внизу. Поэтому зависимость давления от высоты для воздуха сложнее, чем аналогичная зависимость для жидкости.

Наблюдения показывают, что атмосферное давление в местностях, лежащих на уровне моря, в среднем равно 760 мм рт. ст.

Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0°С, называется нормальным атмосферным давлением.

Нормальное атмосферное давление равно 101 300 Па = 1013 гПа.

Чем больше высота над уровнем моря, тем давление воздуха в атмосфере меньше.

При небольших подъёмах в среднем на каждые 12 м подъёма давление уменьшается на 1 мм рт. ст. (или на 1,33 гПа).

Зная зависимость давления от высоты, можно по изменению показаний барометра определить высоту над уровнем моря. Анероиды, имеющие шкалу, по которой непосредственно можно отсчитать высоту, называют высотомерами (рис. 137). Их применяют в авиации и при подъёмах на горы.

Домашнее задание:
I. Учить §§ 44 – 46.
II. Ответить на вопросы:
1. Почему нельзя рассчитывать давление воздуха так же, как рассчитывают давление жидкости на дно или стенки сосуда?
2. Объясните, как с помощью трубки Торричелли можно измерить атмосферное давление.
3. Что означает запись: «Атмосферное давление равно 780 мм рт. ст.»?
4. Скольким гектопаскалям равно давление ртутного столба высотой 1 мм?

5. Как устроен барометр-анероид?
6. Как градуируют шкалу барометра-анероида?
7. Для чего необходимо систематически и в разных местах земного шара измерять атмосферное давление? Какое значение это имеет в метеорологии?

8. Как объяснить, что атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты подъёма над уровнем Земли?
9. Какое атмосферное давление называют нормальным?
10. Как называют прибор для измерения высоты по атмосферному давлению? Что он собой представляет? Отличается ли его устройство от устройства барометра?
III. Решить упражнение 21:
1. На рисунке 131 изображён водяной барометр, созданный Паскалем в 1646 г. Какой высоты был столб воды в этом барометре при атмосферном давлении, равном 760 мм рт. ст.?
2. В 1654 г. Отто Герике в г. Магдебурге, чтобы доказать существование атмосферного давления, провёл такой опыт. Он выкачал воздух из полости между двумя металлическими полушариями, сложенными вместе. Давление атмосферы так сильно прижало полушария друг к другу, что их не могли разорвать восемь пар лошадей (рис. 132). Вычислите силу, сжимающую полушария, если считать, что она действует на площадь, равную 2800 см 2 , а атмосферное давление равно 760 мм рт. ст.
3. Из трубки длиной 1 м, запаянной с одного конца и с краном на другом конце, выкачали воздух. Поместив конец с краном в ртуть, открыли кран. Заполнит ли ртуть всю трубку? Если вместо ртути взять воду, заполнит ли она всю трубку?
4. Выразите в гектопаскалях давление, равное: 740 мм рт. ст.; 780 мм рт. ст.
5. Рассмотрите рисунок 130. Ответьте на вопросы.
а) Почему для уравновешивания давления атмосферы, высота которой достигает десятков тысяч километров, достаточно столба ртути высотой около 760 мм?
б) Сила атмосферного давления действует на ртуть, находящуюся в чашке, сверху вниз. Почему же атмосферное давление удерживает столб ртути в трубке?
в) Как повлияло бы наличие воздуха в трубке над ртутью на показания ртутного барометра?
г) Изменится ли показание барометра, если трубку наклонить; опустить глубже в чашку со ртутью?
IV. Решить упражнение 22:
Рассмотрите рисунок 135 и ответьте на вопросы.
а) Как называется изображённый на рисунке прибор?
б) В каких единицах проградуированы его внешняя и внутренняя шкалы?
в) Вычислите цену деления каждой шкалы.
г) Запишите показания прибора по каждой шкале.
V. Выполнить задание на стр. 131 (по возможности):
1. Погрузите стакан в воду, переверните его под водой вверх дном и затем медленно вытаскивайте из воды. Почему, пока края стакана находятся под водой, вода остаётся в стакане (не выливается)?
2. Налейте в стакан воды, закройте листом бумаги и, поддерживая лист рукой, переверните стакан вверх дном. Если теперь отнять руку от бумаги (рис. 133), то вода из стакана не выльется. Бумага остаётся как бы приклеенной к краю стакана. Почему? Ответ обоснуйте.
3. Положите на стол длинную деревянную линейку так, чтобы её конец выходил за край стола. Сверху застелите стол газетой, разгладьте газету руками, чтобы она плотно лежала на столе и линейке. Резко ударьте по свободному концу линейки - газета не поднимется, а прорвётся. Объясните наблюдаемые явления.
VI. Читать текст на стр. 132: «Это любопытно…»
История открытия атмосферного давления
Изучение атмосферного давления имеет большую и поучительную историю. Как и многие другие научные открытия, оно тесно связано с практическими потребностями людей.

Устройство насоса было известно ещё в глубокой древности. Однако и древнегреческий учёный Аристотель, и его последователи объясняли движение воды за поршнем в трубе насоса тем, что «природа боится пустоты». Истинная же причина этого явления - давление атмосферы - им была неизвестна.

В конце первой половины XVII в. во Флоренции - богатом торговом городе Италии - строили так называемые всасывающие насосы. Он состоит из вертикально расположенной трубы, внутри которой имеется поршень. При подъёме поршня вверх за ним поднимается вода (см. рис. 124). При помощи этих насосов хотели поднимать воду на большую высоту, но насосы «отказывались» это делать.

Обратились за советом к Галилею. Галилей исследовал насосы и нашёл, что они исправны. Занявшись этим вопросом, он указал, что насосы не могут поднять воду выше, чем на 18 итальянских локтей (~ 10 м). Но разрешить вопрос до конца он не успел. После смерти Галилея эти научные исследования продолжил его ученик - Торричелли. Торричелли занялся и изучением явления поднятия воды за поршнем в трубе насоса. Для опыта он предложил использовать длинную стеклянную трубку, а вместо воды взять ртуть. Впервые такой опыт (§ 44) был проделан его учеником Вивиани в 1643 г.

Раздумывая над этим опытом, Торричелли пришёл к заключению, что истинной причиной поднятия в трубке ртути является давление воздуха, а не «боязнь пустоты». Это давление производит воздух своим весом. (А что воздух имеет вес - было уже доказано Галилеем.)

Об опытах Торричелли узнал французский учёный Паскаль. Он повторил опыт Торричелли с ртутью и водой. Однако Паскаль считал, что для окончательного доказательства факта существования атмосферного давления необходимо проделать опыт Торричелли один раз у подножия какой-нибудь горы, а другой раз на вершине её и измерить в обоих случаях высоту ртутного столба в трубке. Если бы на вершине горы столб ртути оказался ниже, чем у подножия её, то отсюда следовало бы заключить, что ртуть в трубке действительно поддерживается атмосферным давлением.

«Легко понять, - говорил Паскаль, - что у подножия горы воздух оказывает большее давление, чем на вершине её, меж тем как нет никаких оснований предполагать, чтобы природа испытывала большую боязнь пустоты внизу, чем вверху».