Влияние атмосферного давления на человека.

Влияние атмосферного давления на человека.
Сообщая по радио о погоде, дикторы в конце обычно сообщают:
атмосферное давление 760 мм ртутного столба (или 749, или 754...). Но
многие ли понимают, что это значит, и откуда синоптики берут эти данные?
Разберемся, как измеряют атмосферное давление, как оно изменяется и
влияет на человека.
Немного истории
Первым атмосферное давление измерил итальянский ученый Эванджелиста
Торричелли в 1643 году. Развивая учения Галилея, Торричелли после долгих
опытов, доказал, что воздух имеет вес, и давление атмосферы
уравновешивается столбом воды в 32 фута, или 10.3м. Он пошел в своих
исследованиях ещё дальше и позже изобрел прибор для измерения
атмосферного давления - барометр.
Атмосферное давление, что это?
Атмосферное давление - давление атмосферного воздуха на находящиеся в
нем предметы и на земную поверхность. В каждой точке атмосферы
атмосферное давление равно весу вышележащего столба воздуха с
основанием, равным единице площади. С высотой атмосферное давление
убывает. В соответствии с международной системой единиц (система СИ)
основной единицей для измерения атмосферного давления является
гектопаскаль (гПа), однако, в обслуживании ряда организаций разрешается
применять старые единицы: миллибар (мб) и миллиметр ртутного столба (мм
рт.ст.). Нормальным атмосферным давлением (на уровне моря) принято
значение 760 мм ртутного столба (мм. рт. ст.) при температуре 0 градусов по
С.
Итак, атмосферное давление – это давление, оказываемое атмосферой Земли
на земную поверхность и на все тела, находящиеся на ней.
Но мы на себе давление воздуха не ощущаем. Так существует ли оно?
Докажем существование атмосферы и атмосферного давления на опытах.
Опыт 1. Наполним обыкновенный стакан до краёв водой. Накроем его
листком бумаги так, как это показано на рисунке. Плотно прикрыв его рукой,
перевернём бумагой вниз. Осторожно уберём руку, держа стакан за дно. Вода
не выливается. Почему это происходит?
Ответ: Воду удерживает давление воздуха. Давление воздуха
распространяется во все стороны одинаково (по закону Паскаля), значит, и
вверх тоже. Бумага служит только для того, чтобы поверхность воды
оставалась совершенно ровной.
Опыт 2. В 1654 году магдебургский бургомистр и физик Отто фон
Герике показал на рейхстаге в Регенсбурге один опыт, который теперь во
всём мире называют опытом с магдебургскими полушариями .Когда
полушария сложили вместе, между ними поместили кожаное кольцо, не
оставившее между полушариями даже малейшей щели. Затем с помощью
насоса откачали воздух из пространства между полушариями. Какая же сила
сжимала полушария, противодействуя силе шестнадцати коней?
Ответ: Этой силой было действие атмосферного воздуха. Чем больше
воздуха выкачивали из полости между полушариями, тем сильнее они
сжимались снаружи атмосферным давлением. Оно, оставаясь постоянным,
тем больше превышало давление внутри шара, чем меньше там оставалось
воздуха.
Опыт 3 “Сухая монетка”
В тарелку положить монету, налить немного воды. Необходимо взять
монету, не замочив руки.
Проделаем опыт: Для этого надо взять тонкий стакан, свечу на подставке,
спички.
Свеча нагрела воздух в стакане, давление его возросло, часть газа вышла
наружу. Когда спички погасли, воздух снова остыл, при охлаждении
давление падает. Под стакан вошла вода, вгоняемая давлением наружного
воздуха (атмосферного).
Опыт 4
Когда пробка в бутылке не закручена, атмосфера выдавливает воду из
бутылки
Если закрыть пробкой, то на воду действует только давление воздуха в
бутылке, а его давление мало и вода не выливается.
Выводы: атмосферное давление на самом деле существует.
Зачем измеряют атмосферное давление?
Измеряют атмосферное давление для того, чтобы с большей вероятностью
предсказать возможное изменение погоды. Существует прямая связь между
изменениями давления и изменениями погоды. Рост или понижение
атмосферного давления с некоторой вероятностью может служить признаком
изменения погоды.
Изменение атмосферного давления с высотой
Газы сильно сжимаемы и чем сильнее сжат газ, тем больше его плотность и
тем большее давление он производит. Нижние слои воздуха сжаты всеми
вышележащими слоями. Чем выше от поверхности Земли, тем воздух слабее
сжат, тем меньше его плотность и, следовательно, тем меньшее давление он
производит. Так, например, когда воздушный шар поднимается над Землей,
то давление воздуха на шар становится меньше не только потому, что высота
столба воздуха над ним уменьшается, но еще и потому, что плотность
воздуха вверху меньше, чем внизу. Так как все метеостанции, измеряющие
атмосферное давление, расположены на разных высотах и полученные на
них показатели чаще всего приводят к уровню моря. Делают это потому, что
атмосферное давление довольно существенно убывает с высотой. Так на
высоте 5000 м оно уже примерно в два раза ниже. Поэтому для получения
представления о реальном пространственном распределении атмосферного
давления и для сравнимости его величины в различных местностях и на
разных высотах, для составления синоптических карт давление приводят к
единому уровню – к уровню моря.
В течение суток давление также меняется, но незначительно, т.е имеет
суточный ход. Ночью повышается, а днем в период максимальных
температур понижается. Особенно правильный суточный ход оно имеет в
тропических странах, где дневное колебание достигает 2,4 мм рт. ст., а
ночное - 1,6 мм рт. ст. С увеличением широты амплитуда изменения АД
уменьшается, но вместе с тем становятся более сильными непериодические
изменения атмосферного давления.
Распределение атмосферного давления по земной поверхности
обусловливает движение воздушных масс и атмосферных фронтов,
определяет направление и скорость ветра.
Влияние атмосферного давления на самочувствие
На самочувствие человека, достаточно долго проживающего в определённой
местности, обычное, т.е. характерное давление не должно вызывать особого
ухудшения самочувствия.
Пребывание в условиях повышенного атмосферного давления почти ничем
не отличается от обычных условий. Лишь при очень высоком давлении
отмечается небольшое сокращение частоты пульса и снижение
минимального кровяного давления. Более редким, но глубоким становится
дыхание. Незначительно понижается слух и обоняние, голос становится
приглушенным, появляется чувство слегка онемевшего кожного покрова,
сухость слизистых и др. Однако все эти явления относительно легко
переносятся.
Более неблагоприятные явления наблюдаются в период изменения
атмосферного давления — повышения (компрессии) и особенно его
снижения (декомпрессии) до нормального. Чем медленнее происходит
изменение давления, тем лучше и без неблагоприятных последствий
приспосабливается к нему организм человека.
При пониженном атмосферном давлении отмечается учащение и углубление
дыхания, учащение сердечных сокращений (сила их более слабая), некоторое
падение кровяного давления, наблюдаются также изменения в крови в виде
увеличения количества красных кровяных телец. В основе неблагоприятного
влияния пониженного атмосферного давления на организм лежит
кислородное голодание. Оно обусловлено тем, что с понижением
атмосферного давления понижается и парциальное давление кислорода,
поэтому при нормальном функционировании органов дыхания и
кровообращения в организм поступает меньшее количество кислорода.
Повлиять на погоду мы не в состоянии. Но вот помочь своему организму
пережить этот тяжелый период совсем несложно. При прогнозе
значительного ухудшения погодных условий, а следовательно и резких
перепадов атмосферного давления, прежде всего следует не паниковать,
успокоиться, максимально снизить физическую нагрузку, а для тех у кого
адаптация протекает довольно сложно, необходимо посоветоваться с врачом
о назначении соответствующих лекарственных средств.
Использование атмосферного давления
Медицина
В жизни человека
В природе
В жизни животных
с/хоз
Техника
Метеорология
Использование атмосферного давления
пипетки, банки, шприцы, термометр, тонометр
-дышит, пьёт
-детские игрушки на присосках, мыльницы на
присосках, вантуз, консервирование
-фонтаны,
-забор жидкости шлангом
приборы – барометры (например, барометр-анероид)
снежинки разной формы
-спрут, пиявки, мухи - присоски
-сложные копыта свиней, жвачных животных
-хобот у слона
-барометрическая поилка,
-доильные аппараты,
-поршневой жидкостный насос.
-вибровакуумные установки,
-велосипедный насос,
-барометрический высотомер,
-колесо с пневматической шиной,
-пневматическое оружие
предсказание погоды
-народные приметы
-природные «барометры»
Опыт№1
( вода в шприце).
Приборы и материалы: шприц, стакан с подкрашенной водой..
Ход опыта: опустить поршень шприца вниз, затем опустить в стакан с водой
и поднять поршень. Вода войдет в шприц.
Объяснение опыта: при опускании поршня воздух выходит из шприца и
давление воздуха в нем уменьшается. Наружный воздух вталкивает воду в
шприц.
Опыт №2.
(сухая тарелка)
Приборы и материалы: тарелка, свеча, сухой стакан.
Ход опыта: наливаем немного воды в тарелку, ставим зажженную свечу.
Накрываем свечу стаканом. Вода оказывается в стакане, а тарелка – сухая.
Объяснение опыта: огонь выталкивает воздух из-под стакана, давление
воздуха там уменьшается. Атмосферное давление снаружи загоняет воду под
стакан.
Опыт№3.
( стакан- непроливайка).
Приборы и материалы: стакан, вода, лист бумаги.
Ход опыта: в стакан налить воду и сверху закрыть бумагой. Перевернуть
стакан. Лист бумаги не падает.
Объяснение опыта: воздух давит со всех сторон и снизу вверх тоже. Сверху
на лист действует вода. Давление воды в стакане равно давлению воздуха
снаружи.
Опыт№4.
(яйцо в бутылке)
Приборы и материалы: стеклянная бутылка из- под молока, вареное яйцо,
спички и свечки для торта.
Ход опыта: вставим свечки в яйцо и подожжем их. Сверху поднесем бутылку
.вставим яйцо как пробку.
Объяснение опыта: огонь вытесняет кислород из бутылки, давление воздуха
внутри бутылки уменьшилось . снаружи давление воздуха осталось прежним
и заталкивает яйцо в бутылку.
Опыт№5.
(сплющенная бутылка)
Приборы и материалы:
Чайник с горячей водой, пустая пластиковая бутылка.
Ход опыта: ополоснуть бутылку горячей водой. Воду слить и бутылку
быстро закрыть крышкой. Бутылка сплющится.
Объяснение опыта: горячая вода нагрела воздух в бутылке, воздух
расширился. Когда закрыли пробкой бутылку, воздух остыл. Давление при
этом уменьшилось. Снаружи атмосферный воздух сдавил бутылку.
Опыт№6.
(могучая присоска).
Приборы и материалы: мыльница с присоской, классная доска, ноутбук.
Ход опыта: прижать мыльницу с присоской к доске - мыльница держится.
Прижать мыльницу к ноутбуку - можно поднять аппарат достаточно высоко.
Присоска держит.
Объяснение опыта: когда прижимаем мыльницу к поверхности – из-под
присоски выдавливается воздух, давление там уменьшается. Воздух снаружи
продолжает оказывать давление. Присоска держится.
Опыт№7.
(медицинская банка)
Приборы и материалы: медицинские банки, спирт
Ход опыта: вату смочить спиртом и поджечь. Прогреть изнутри банку и
поставить на спину больного.
Объяснение опыта: огонь из банки выдавливает кислород. Когда банку
прижимаем к спине, внутри банки давление воздуха маленькое. Снаружи
обычное давление воздуха. Оно втягивает ткани спины. Получается
выпуклость.
Опыт №8
Почему вода поднимается вверх, когда ее " втягивают через соломинку?
Решение
Если нас мучает жажда, мы подносим стакан с водой ко рту и "втягиваем" в
себя жидкость. При питье мы расширяем грудную клетку и тем самым
разрежаем воздух во рту; под давлением наружного воздуха жидкость
устремляется в то пространство, где давление меньше, и таким образом
проникает в наш рот.
Здесь происходит то же самое, что и с жидкостью в сообщающихся сосудах:
если бы над одним из этих сосудов мы стали разрежать воздух, под
давлением атмосферы жидкость из соседнего сосуда стала бы переходить в
первый и уровень в нем повысился бы. Захватив губами горлышко бутылки,
никакими усилиями нельзя втянуть из нее воду в рот, так как давление
воздуха во рту и над водой одинаково
Опуская соломинку в бутылку, мы не мешаем действию атмосферы, которая
давит на поверхность жидкости с силой F. За счет расширения легких
происходит разрежение, и жидкость через соломинку устремляется к ам в
рот.
О т в е т: вода поднимается вверх по соломинке за счет расширения легких и
давления атмосферы.
Физика - это наука
понимать природу
Э.Роджерс
В медицине иногда употребляют пневматические банки, состоящие из
стаканчика с резиновым баллоном. Сжав рукой баллон, вытесним из него
воздух, и приложим стаканчик к коже. Если теперь отпустить баллон, то
вследствие своей упругости он снова примет шарообразную форму,
внутренний объем банки увеличится и давление оставшегося в банке воздуха
уменьшится. Банка плотно прижмется к коже давлением наружного воздуха.
Кожа под банкой сильно краснеет; на ней остается синяк. Кровь, имеющая в
теле атмосферное давление, притекает к месту с меньшим давлением. В этом
местном притоке крови и состоит назначение банки. При этом воздух,
растворенный в крови, расширяясь при уменьшении давления, разрывает
мелкие кровеносные сосуды, образуя кровоподтек.
Если надавить кожу у края банки и дать доступ наружному воздуху, то
давление изнутри и снаружи сравняется и банка сама отпадет.
Воздух имеет вес
Масса 1м3 воздуха над уровнем моря равна 1 кг 300 г, на 1 см2 – 1кг 33 г воздуха.
ИЗМЕРЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ
Итальянский ученый Эванджелист Торричелли в 1643 г. изобрел прибор ртутный барометр ( с греческого «барос» - тяжесть, «метр» - мера), который
состоял из двух частей - из стеклянной трубки и сосуда с ртутью. Трубка
была высотой 1 м , он разделил её на 1000 частей, поэтому атмосферное
давление измеряется в миллиметрах ртутного столба. Трубка была запаяна
сверху, В стеклянную трубку Торричелли налил ртуть. Открытый конец
трубки зажал пальцем, затем перевернул ее, опустил в сосуд с ртутью и отнял
палец. Сначала какое-то количество ртути из трубки вылилось, но потом
высота столба почти не менялась. Это произошло, потому что воздух давит
на поверхность ртути и не даёт ртути вылиться полностью из трубки. Вес
столбика ртути в трубке уравновешивается весом столба атмосферного
воздуха, который давит на поверхность ртути. Так учёный доказал, что
атмосферное давление существует. Мы тоже можем доказать, что
атмосферное давление существует.
Проведём следующий опыт. Опустим стакан в воду, вода заполняет его
частично. Под водой стакан переворачивают вверх дном и медленно
поднимают в таком положении. Это объясняется тем, что воздух в стакане
разрежен, наружное давление воздуха больше давления воздуха в стакане,
наружное давление воздуха давит на воду и не даёт воде вылиться из
стакана.
Опыты доказывают, что атмосферное давление существует.
Вывод: атмосферное давление существует. Атмосфера простирается
на тысячи километров. Под действием силы тяжести, верхние слои
воздуха сжимают нижние слои, в результате этого земная поверхность
и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха.
Позднее учёными было установлено, что на уровне моря при температуре
воздуха 0 ртуть поднимается до 760 мм рт. ст. Давление при таких условиях
называется нормальным атмосферным давлением.
Атмосферное давление зависит от высоты местности.Барометр
показывает, что при подъёме на 12 м атмосферное давление понижается на 1
мм рт.ст.)
Наши наблюдения
Тёплый воздух легче!
Холодный воздух тяжелее!
Это
можно
наблюдать по Это можно наблюдать в морозный
поднимающемуся вверх пару
над день при открытой форточке. Первое
кипятком
ощущение холода мы испытываем
ногами
Какой воздух легче?
Тёплый воздух лёгкий, поднимается вверх
↑
↑
↑
700 мм рт.ст. - пониженное
давление
Холодный воздух тяжёлый, опускается вниз
↓
↓
↓
708 мм рт.ст. – повышенное
давление
Холодный воздух будет сильнее давить на земную поверхность, значит, при низкой температуре давление
воздуха будет больше.
- А теперь, объясним почему в Туле, в одном и том же месте, но в разное время давление было разным ?(
Утром и вечером холоднее - давление больше, днём теплее - давление меньше.
Температура атмосферы влияет на изменения давления. Чем воздух холоднее, тем давление
меньше и наоборот. Так как в разное время года и суток разная температура, солнце по
разному обогревает землю, то и атмосферное давление изменяется.
Вывод: атмосферное давление зависит от температуры воздуха и от высоты.
1.
8. Атмосферное давление зависит от температуры воздуха.
Давление тёплого воздуха на земную поверхность меньше, чем холодного.
Вывод : Атмосферное давление зависит не только от высоты местности, но и от температуры воздуха
Теплый воздух намного легче холодного, а скорость движения молекул в теплом воздухе
намного быстрее, чем в холодном.
Давление воздуха на уровне моря во всех пунктах земного шара близко в
среднем к одной атмосфере. Поднимаясь вверх от уровня моря, мы заметим, что
давление воздуха уменьшается, потому что убывает его плотность, т.е. воздух
становится все более и более разреженным. На высоте около 6 км давление и
плотность воздуха уменьшаются примерно вдвое.
Каждой высоте соответствует определенное давление воздуха; поэтому, измеряя
при помощи анероида давление в данной точке на вершине горы и зная, как
изменяется атмосферное давление с высотой, можно определить высоту горы
или высоту подъема воздушного шара. Мы провели своё исследование с
помощью барометра-анероида. Поднимаясь по лестнице с анероидом в руках,
мы легко заметили постепенное изменение давления. Положение стрелки
указывает высоту, на которой находится прибор.