Презентация"Атмосфера Земли и Атмосферное давление"

Атмосфера Земли и атмосферное давление
7 класс
Попова А.А.

Мы узнаем, как слово «атмосфера» попало в наш язык;
Повторим, из каких слоев она состоит;
Узнаем, кто первый увидел ее из космоса и описал атмосферу;
Что было бы, если атмосферы не было?
Состав атмосферы.
Убедимся, что атмосфера имеет массу.
Покажем, что атмосферное давление действительно существует.
Нужна ли наша помощь атмосфере?
Как влияет атмосфера на жизнь человека и животных.
План

Земной шар окружен воздушной оболочкой, которая называется атмосферой (от гр. «атмос» - пар, «сфера» - шар). Слово «атмос» было введено голландским химиком и врачом Гельмонтом, современником Галилея, от греческого слова «хаос», что значит «сияющее пространство». Однако в русский язык слово «атмосфера» ввел М.В.Ломоносов. Ему принадлежит заслуга введения в русскую речь ряда названий, ставших теперь стандартными словами научного языка: барометр, воздушный насос, вязкость, оптика, манометр, электрический, эфир и другие.

Предложенные впоследствии В.И.Далем (известным составителем «Толкового словаря») неуклюжие слова для замены «атмосферы» - «мироколица» или «колоземица» - совершенно не привились, как не привился его «небозем» вместо горизонта и другие новые слова.

По решению Международного геофизического союза (1951г.) принято считать, что атмосфера Земли состоит из 5 слоев: тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы.
Эти слои не везде имеют четкие границы, их толщина колеблется в зависимости от географической широты, места наблюдения и времени. Разделение на слои проводят, учитывая характер изменения температуры атмосферного воздуха с высотой. По мере подъема от поверхности земли температура воздуха сначала убывает, а затем начинает возрастать.

Ближайший к поверхности Земли слой воздуха - тропосфера (от гр. «тропи» -оборот, поворот) - наиболее хорошо изучен. Высота его над полярными областями 8-12 км, над умеренными – 10-12 км и экваториальными – 16- 18 км. В этом слое сосредоточено примерно 80% всей массы атмосферного воздуха и основная масса влаги; слой хорошо пропускает солнечные лучи, поэтому воздух в нем нагрет от земной поверхности. Температура воздуха с высотой непрерывно понижается. Это понижение примерно составляет 6° на каждый километр. В верхних слоях тропосферы температура воздуха достигает - 55°С. Цвет неба в этом слое голубой.

В тропосфере протекают почти все явления, определяющие погоду; именно здесь образуются грозы, ветры, облака, туманы, именно здесь протекают процессы, приводящие к выпадению осадков в виде дождя и снега. Поэтому тропосферу называют «фабрикой погоды».

Следующий слой - стратосфера (от лат. «стратум» - настил, слой) - простирается до высоты 18-55км. В нем очень мало воздуха (20% всей массы), почти нет влаги. В стратосфере часто возникают сильнейшие ветры, изредка здесь образуются перламутровые облака, состоящие из кристалликов льда. Здесь царство стужи с температурой -400С. Привычных для нас явлений погоды здесь не наблюдается. Цвет неба в стратосфере - темно-фиолетовый, почти черный.

На высоте от 50 до 80 км расположена мезосфера (от гр. «мезеос» - средний, промежуточный). Воздух здесь еще более разрежен (тут сосредоточено примерно 0,3% всей его массы). Этот слой хорошо поглощает ультрафиолетовые лучи, так как в нем находится газ озон. В мезосфере сгорают влетающие в земную атмосферу метеориты, здесь же образуются серебристые облака.

Над мезосферой, примерно до высоты 800 км, находится термосфера (от гр. «термос» - теплый). Она характеризуется еще меньшей плотностью воздуха (здесь сосредоточено всего 0,05% его массы), способностью хорошо проводить электричество и отражать радиоволны. Здесь невиданная жара: 1000- 20000С. В термосфере образуются полярные сияния.

Последний слой атмосферы – экзосфера – отличается постоянством температуры. Высота слоя 500-600км. Его называют слоем рассеяния.

Почему существует воздушная оболочка Земли?

На молекулы воздуха действует сила тяжести. Чтобы выйти за пределы притяжения Земли, необходимо развить очень большую скорость – 11,2 км/с. Скорость большинства молекул в воздухе значительно меньше.

Атмосфера верхней границы не имеет. Верхние слои разрежены и постепенно переходят в пустое межпланетное пространство.

Как изменяется плотность воздуха с высотой?
С высотой плотность (ρ) воздуха уменьшается.
Почему?
Из-за притяжения к Земле верхние слои атмосферы давят на средние, а те на нижние.
Изменяется ли давление атмосферы с высотой?
Наибольшее давление испытывает поверхность Земли, а также все тела, находящиеся на ней.

Первый летчик-космонавт Ю. А. Гагарин, облетевший Землю на космическом корабле «Восток», рассказывал: «Горизонт Земли окружен ореолом нежно- голубого цвета, который постепенно темнеет, становясь бирюзовым, синим, фиолетовым и затем переходит в черный цвет…» Это различие и цвете обусловлено тем, что воздушная оболочка в слоях различается но плотности, составу и температуре.

Советскому космонавту Г. С. Титову первому в мире удалось запечатлеть из космоса атмосферу нашей планеты и ореол, которым она окружена.

Некоторые планеты Солнечной системы тоже имеют атмосферу. На Венере атмосферу открыл М.В.Ломоносов 26 мая 1761 года; позже была открыта атмосфера на Марсе. Там атмосфера в основном состоит из углекислого газа. На Юпитере и Сатурне преобладают гелий, водород, метан, и аммиак, Луна и Меркурий вообще не имеют атмосферы.

1. Атмосфера защищает все живое на Земле от разрушительных действия ультрафиолетовых лучей, от быстрого нагревания лучами Солнца и остывания.
2. Атмосфера надежная защита нашей планеты от метеоритов. Не будь ее, они сыпались бы на Землю как дождь. Пока метеориты летят через атмосферу, они встречают сопротивление воздуха, раскаляются и сгорают. Это явление можно наблюдать в ночном небе. Его называют «звездный дождь» или «падающие звезды».
Значение атмосферы

3. Атмосфера определяет все жизненные процессы на Земле и оказывает большое влияние на жизнь и хозяйственную деятельность человека.
4. Человек использует энергию движущихся масс воздуха, например, для получения электрической энергии, с этой целью строятся ветровые электростанции.
Значение атмосферы

Все газы имеют массу. Плотность воздуха при t=0С составляет 1,29 кг/м3.
Факт, что воздух действительно имеет массу до XVII в. был неизвестен даже ученым того времени.
Что воздух имеет массу было доказано Галилеем, а его ученик Эванжелиста Торричелли в 1643 году пришел к заключению, что атмосфера оказывает давление на все тела, находящиеся на Земле.
Масса атмосферы

ПЕРЕВЕРНУТЫЙ СТАКАН.
Оборудование: стакан, наполовину наполненный водой, гайка, лист бумаги.

Описание опыта: В стакан, наполовину наполненный водой гайку (груз), закрыть листом бумаги и, придерживая рукой, перевернуть. Несмотря на то, что изнутри на бумагу давят воздух, вода и груз, она не отрываются. Объясните явление.

Под тяжестью воды и груза бумажка слегка прогибается, объем воздуха увеличивается, и его давление становится меньше атмосферного. Поэтому внешнее атмосферное давление может уравновесить давление содержимого стакана.
Доказательство существования атмосферного давления

ЯЙЦО В БУТЫЛКЕ.
Оборудование: бутылка с широким горлышком, яйцо вареное в крутую и очищенное, бумага, спички.
Описание опыта: В бутылку с широким горлышком опустить зажженную бумагу и быстро закрыть горлышко круто сваренным и очищенным яйцом. Яйцо постепенно втягивается и проваливается внутрь бутылки. Объяснить явление.

Пламя нагревает воздух в бутылке. И часть его выходит наружу. Когда бутылку закрывают яйцом, воздух в ней охлаждается, давление его падает и внешнее атмосферное давление загоняет яйцо в бутылку.

Охрана атмосферного воздуха является важнейшей частью проблемы оздоровления природной среды. Чтобы на Земле продолжалась жизнь, необходимо беречь природу. Ведь бездушность, бездумность быстро могут уничтожить то, что создавалось в ней веками. Каждый из нас, живущих на Земле, должен беречь жизнь рек и озер, деревца и цветка. Ведь это и твоя жизнь, и жизнь тех, кто будет после тебя.

Массовые вырубки лесов приводят к большому выделению тепла в атмосферу с поверхности и к увеличению вертикальных потоков воздуха. Это вызывает изменение устойчивой, сложившейся системы ветров в таком районе и к изменению экологической ситуации. Вмешательство человеческой деятельности стало настолько сильным, что это уже повлияло на движение ветров и на распределение влаги и давления в атмосфере. Влияние это, к сожалению, отрицательное, оно привело к нарушению стабильности атмосферы

Как живые организмы приспосабливаются к атмосферному давлению?
В результате атмосферного давления на каждый квадратный сантиметр нашего тела и любого предмета действует сила равная 10Н, но тело не разрушается под действием такого давления. Это объясняется тем, что оно внутри наполнено воздухом, давление которого равен давлению наружного воздуха.
Действие атмосферного давления

Механизм дыхания заключается в следующем: мышечным усилием мы увеличиваем объем грудной клетки, при этом давление воздуха внутри легких уменьшается и атмосферное давление, вталкивает туда порцию воздуха.
При выдыхании происходят обратное явление. Наш дыхательный аппарат действует то как разрежающий насос, то как нагнетательный.
Тело человека приспособлено к атмосферному давлению и плохо переносит его понижение. При подъеме на высокие горы, (примерно с 4000 м, а иногда и ниже) многие люди чувствуют себя плохо, появляются приступы «горной болезни»: становится трудно дышать, как-бы не хватает воздуха, из ушей и носа нередко идет кровь, можно даже потерять сознание.
Как мы дышим

Многие живые организмы,
например глисты, спруты,
черви сосальщики, пиявки,
комнатные мухи, имеют
присоски, при помощи
которых они могут
прилипнуть, присосаться к
любому предмету. Пиявки пользуются присосками для перемещения по дну водоема, осьминоги - для схватывания добычи.
Происходит это так. Присоски увеличиваются в объеме, поэтому внутри них образуется разреженное пространство, и наружное давление воздуха прижимает их к какому-либо предмету.

Почему крыша дома не проваливается, ведь на нее действует огромная масса воздуха?
Поилка для птиц. (Объяснить принцип действия).
Назовите хотя бы три отличия воздушного океана от водного.
(плотность, давление, глубина).

Почему облака образовываются в основном в тропосфере?
(именно в тропосфере содержится вся влага атмосферы, именно в ней происходит образование облаков)

Где атмосферное давление меньше – в шахте или на высокой горе? Почему?
Состав атмосферы Земли
Закрепление