§ 41. Атмосферний тиск

 

Пригадуємо

Поміркуйте

Чи має вагу атмосфера Землі?

Пригадайте
  1. Який склад повітря?
  2. Що утримує атмосферу біля поверхні Землі?
  3. Повітря не можна побачити або помацати. Як довести, що в нього є маса?

Природнича загадка

Підкорення гірських вершин пов’язане зі значними труднощами: низька температура, ураганні вітри, коли швидкість вітру сягає 160 км/год, різка зміна погоди, і голов­не — неможливість повноцінно дихати на висоті. Чому навіть треновані альпіністи під час сходження на високі гірські вершини використовують дихальні апарати?

Завдання 1

Завдання 2

 

Вивчаємо нове

1. Що таке атмосферний тиск

Якщо гумовий м’яч занурити у воду кімнатної температури, можна відчути, що він дещо стискається. Це відбувається через те, що на воду, як і на будь-яку іншу рідину, діє сила тяжіння та створює тиск. Тиск — це фізична величина, яка чисельно дорівнює силі, що діє на одиницю площі поверхні тіла.

Уявіть, що ми живемо на дні величезного океану, тільки не водного, а повітряного. Його глибина сягає сотень кілометрів. Як і в досліді з м’ячем, повітря­ний океан тисне на дно, тобто на поверхню Землі, та на всі тіла на ній. Цей тиск називають атмосферним тиском. Він виникає через те, що атмо­сфера має вагу.

2. Вимірювання атмосферного тиску

У XVII ст. учень Г. Галілея Еванджеліста Торрічеллі отримав від учителя завдання: з’ясувати, чому не можна підняти насосом воду на висоту понад 10 м.

Під час досліджень Е. Торрічеллі вирішив замінити воду ртуттю. Він наповнив ртуттю запаяну з одного боку трубку завдовжки 1 м, а потім перекинув трубку отвором униз у посудину, також заповнену ртуттю. Частина рідини з трубки вилилася в посудину. А та, що залишилася, утримувалася на висоті 760 мм силою атмосферного тиску (мал. 41.1). Тобто атмосфера створює такий самий тиск, що й стовпчик ртуті заввишки 760 мм. 

Так Е. Торічеллі винайшов прилад для вимірювання атмосферного тиску — барометр, який вимірював тиск у міліметрах ртутного стовпчика (мм рт. ст.). Згодом були сконструйовані інші, більш безпечні барометри-анероїди, які не використовували ртуть і вимірювали атмосферний тиск в інший спосіб (мал. 41.2). Про них ви дізнаєтесь у 7 класі.

3. Як залежить атмосферний тиск від висоти над поверхнею Землі

Ви вже з’ясували причину виникнення атмо­сферного тиску. Це — вага повітря. Тому з підняттям угору атмосферний тиск знижується. Якщо ви перебуваєте на гірській вершині, то над вами менший шар повітря, ніж коли ви біля підніжжя (мал. 41.3). За умови меншого тиску повітря стає більш розрідженим, і дихати стає складніше.

У разі підйому вгору на висоту до декілька сотень метрів атмосферний тиск зменшується на 1 мм рт. ст. на кожні 10,5 м.

Завдання 3

Завдання 4

Завдання 5

Завдання 6

Завдання 7

 

Підсумовуємо

Завдання 8

Завдання 9

Завдання 10

 

Дізнайтеся більше

Ми не відчуваємо атмосферний тиск тому, що кров і повітря всередині нас також перебувають під тиском. Тиск усередині нашого тіла приблизно такий самий, як атмосферний.

Деякі глибоководні риби можуть «вибухнути», якщо їх витягнути з води. Вони пристосувалися до життя на глибині, і тиск усередині них вищий, ніж атмосферний тиск на поверхні.

 

Ключові ідеї

Тиск — це фізична величина, яка чисельно дорівнює силі, що діє на одиницю площі поверхні тіла. Оскільки атмосфера має вагу, вона тисне на поверхню Землі та на всі тіла, що на ній перебувають. Цей тиск називають атмосферним. Його вимірюють у мм рт. ст. за допомогою барометра. Нормальним вважають тиск 760 мм рт. ст. Під час підйому вгору на кожні 10,5 м атмосферний тиск зменшується на 1 мм рт. ст.

Запитання і завдання
  1. Дайте визначення понять «тиск» та «атмосферний тиск».
  2. Якими приладами вимірюють атмосферний тиск?
  3. Чому в горах важко дихати?
  4. Цікавий дослід виконав Отто фон Геріке — бургомістр німецького міста Магдебург. Він узяв дві металеві півкулі, склав їх разом, відкачав ізсередини повітря та спробував їх роз’єднати. Для цього йому знадобилося вісім пар коней, що тягнули півкулі в різні боки. Що довів цей дослід?
  5. У Києві є житловий будинок заввишки 168 м. Який атмо­сферний тиск на даху цього хмарочоса, якщо біля поверхні барометр показує 760 мм рт. ст.?
  6. Ртутні барометри, як і ртутні термометри, становлять певну небезпеку. За допомогою додаткових джерел з’ясуйте причину небезпеки. Складіть пам’ятку, як поводитися, якщо розбили ртутний термометр.