Determinarea altitudinii deasupra nivelului mării, cu presiunea atmosferică

Având în vedere urgența problemei și a determinat tema de cercetare: „Determinarea altitudinii deasupra nivelului mării, cu ajutorul presiunii aerului“

Obiectul de studiu - definirea altitudinii deasupra nivelului mării.

Subiectul cercetării - metoda de măsurare prin calcularea valorii medii presiune atmosferică.

Scopul cercetării - pentru a determina înălțimea deasupra nivelului mării, cu ajutorul presiunii aerului.

Ipoteza studiului: capacitatea de a determina altitudinea deasupra nivelului mării, prin măsurarea presiunii barometrice.

Prin urmare, obiectivele studiului au fost următoarele:

• Pentru a studia baza teoretică a problemei;

• Identificarea modelelor în funcție de presiunea atmosferică și altitudinea;

• Pornește măsurarea presiunii atmosferice;

• Se calculează măsurători medii;

• Construirea și compilează un tabel de măsurători și grafice;

• Pentru a calcula înălțimea locului;

• Comparați rezultatele calculelor și datele pe înălțime disponibile;

• Evaluarea rezultatelor și a trage concluzii.

Lucrările experimentale a fost efectuată pe baza MOU Liceul №3 Ekaterinburg și observațiile de laborator ale poluării atmosferice GU Sverdlovsk CGMS-R (instituție de stat de Sverdlovsk Centrul de Hidrometeorologie și Monitorizarea Mediului cu funcții regionale).

Capitolul 1. Baza teoretica determinarea altitudinii deasupra nivelului mării, cu presiunea atmosferică

1. 1. Care este atmosfera Pământului?

Când am citit despre dezvoltarea persoanei Lunii și planetelor, suntem adesea se confruntă cu probleme legate de atmosfera. Există o atmosferă pe alte planete? În ceea ce oamenii de știință știu, nici o stea sau planeta nu are atmosfera, similar cu propriul nostru. Care este atmosfera? Ne putem imagina ca un ocean de aer din jurul Pământului și având o înălțime de câteva sute de mile.

Air Ocean are aceeași compoziție pe tot pământul. Practic se compune din anumite gaze, care rămân întotdeauna în aceeași proporție. Aproximativ 78 la suta din azot, 21 la suta - oxigen, iar restul de un procent de până gaze care sunt numite rare - argon, neon, heliu, kripton și xenon.

Aer, care învelește Pământul, are aceeași compoziție chimică la o altitudine de 18 mile, cu toate că această cifră poate ajunge până la 44 de mile. Când ajungeți la stratul superior al atmosferei, vă aflați în partea de sus a ceea ce se numește troposferă. Acesta este cel mai apropiat strat la suprafața Pământului.

La o înălțime de 18 la 31 de mile de suprafața pământului este un strat de temperatură aer cald de circa 42 grade Celsius. Motivul pentru care stratul de încălzire este de a absorbi căldura razelor solare de ozon disponibile aici. Ozone - o formă specială de oxigen, în care molecula este formată din trei atomi de oxigen în loc de obicei două. stratul de ozon fierbinte servește pentru a ne proteja de cea mai activă la lumina soarelui - ultraviolete. Fără ea, nu ne-ar sta lumina soarelui.

Chiar și mai mare este un strat sau mai multe straturi, care sunt numite ionosferă, situat la o înălțime de 44 310 mile deasupra pământului. Ionosfera este compus din particule electrificate la soare. Moleculele de aer sunt în continuă mișcare. Atmosfera poate fi menținută doar atunci când moleculele tot timpul se ciocnesc între ele și nu pot zbura. Dar mai mare, aerul devine mai rarefiat. Este puțin probabil ca un fund molecula sări înapoi după coliziune cu molecula de mai sus. Prin urmare, moleculele intră în spațiul deschis, iar atmosfera este complet diluat. Există o zonă care se numește exosferei, care vin de pe moleculele se mișcă liber, iar acest domeniu pornește de la o înălțime de 400 de mile și se întinde până la 1500 de mile.

1. 2. Ai greutatea aerului?

Cei mai mulți dintre noi credem că aerul - este „nimic“, dar aerul - un „ceva“ clar dacă acesta este format din anumite gaze. Gaz nu are nici o dimensiune sau o formă definită, dar este nevoie de spațiu.

Un ocean imens de aer care înconjoară Pământul și se întinde de mile în sus, atrase și reținute din cauza gravitației Pământului. Prin urmare, aerul are greutate. Și pentru că aerul este peste tot în jurul nostru, crește greutatea fiecărui umplut în subiect. De exemplu, o minge de volei conține o cantitate mică de aer. Dacă cântărească aceste două goluri, unul - pompat în sus, în timp ce celălalt este dezumflat, atunci veți găsi că o minge dezumflată mai ușor. Greutate creează o presiune a aerului. Presiunea aerului de pe tot corpul din toate părțile, cum ar fi apa, dacă sunteți pe fundul mării. Marea masă a aerului este o presiune foarte puternică pe pământ și în care presiunea este de aproximativ un kilogram pe centimetru pătrat.

Kilogram - este greutatea coloanei de aer, cu o suprafață de bază de 1 centimetru pătrat și o înălțime egală cu înălțimea atmosferei. Zona palmei - aproximativ 77 de centimetri pătrați. Imaginați-vă că mâna a pus o greutate de 77 de kilograme. Motivul pentru care nu observați este că aerul prins sub mana, prese cu aceeași forță ca și în partea de sus. Și pe cap de aer apasă cu o forță de 270 kg, dar nu aplatiza, deoarece interiorul corpului tau este aerul, care echilibrează presiunea aerului exterior. Cu cât te duci în sus (de exemplu, pe partea de sus a muntelui), mai puțin aer de mai sus, cu atât mai puțin presiunea. La o altitudine de 6000 de metri presiunea este de aproximativ 0,4 kilograme pe centimetru pătrat. La o altitudine de 3000 metrov- 0,7 kilograme pe centimetru pătrat. Dacă ați reușit să urce la o altitudine de 100 de kilometri, v-ar găsi că nu există aproape nici o presiune.

1. 3. Cât de grea este atmosfera?

Pământul este înconjurat de un strat gros de atmosfera. Atmosfera Pământului este format din aproape 20 de gaze. Două gaz principale - oxigen și azot. De asemenea, conține vapori de apă și particulele de praf.

Aer - această problemă și, ca orice alt tip de materie, are greutate. Greutatea - este cantitatea de gravitație care acționează asupra obiectului. În cazul în care intervalul de greutăți la care este pus piatra prezinta 5 kilograme, aceasta înseamnă că forța gravitațională care acționează pe piatră este de 50 de newtoni.

În mod similar, forța de gravitația Pământului care acționează pe fiecare bucată de gaz și praf în atmosferă. Deoarece atmosfera noastră - este un ocean uriaș de aer, are o greutate considerabilă. Dacă ar putea stoarce și pune pe cântar, ar cântări aproximativ 5 171 000 000 000 000 de tone! Presiunea aerului pe noi din toate părțile. Presiunea aerului asupra organismului nostru este de 1 tona. Noi nu simt această presiune, deoarece corpul nostru este folosit pentru ea.

Presiunea atmosferică este cea mai mare la nivelul mării, unde atinge 1 kg per mp. a se vedea. Este cea mai mare aici, deoarece este cel mai mic straturi ale atmosferei. Odată cu creșterea altitudinii se reduce presiunea. Prin urmare, costume spațiale și cabine de aeronave, care zboară la mare altitudine, sunt realizate astfel încât să se mențină presiunea, la care corpul este folosit pentru a, și ceea ce are nevoie. Atmosfera Pământului permite existența vieții pe Pământ. Este aerul pe care îl respirăm. Ea ne protejează de radiațiile solare excesive de excesul de căldură și frig, și are, de asemenea, multe alte caracteristici.

1 4. De ce pe partea de sus a muntelui este mai rece?

atmosfera noastră este împărțită în straturi, toate acestea sunt diferite unele de altele. Principalele straturi sunt numite troposferă, stratosferă și ionosferă. Împreună, ele constituie capacul de câțiva kilometri grosime.

Troposfera - este stratul inferior al atmosferei, locul în care trăim. Limita superioară a troposferei este situat la o altitudine de 11.000 de metri deasupra nivelului mării. Deasupra tropice este mai mare (16 - km 18), peste polul inferior (8 - 10 km).

Instrumentele ridicate de baloane, arată că temperatura din troposferă scade treptat. Cu cât te urci în troposferă, este mai scăzută temperatura. După 300 m, temperatura scade cu 2 ° C

Așa că atunci când vom merge în sus în munți, ne urcăm în troposferă. Prin urmare, la o altitudine de 1,5 km în munți pot fi de 8 ° C mai rece decât în ​​partea de jos. Și există vârfuri care ating înălțimi de mai mult de 8 km distanță! Nu este surprinzător, există foarte rece. La temperatura troposfera superioară aproape de 60 de grade sub zero.

La suprafața Pământului este întotdeauna cald. Motivul este că soarele încălzește Pământul și Pământul această căldură în aer. Soarele nu este direct incalzeste atmosfera.

La cel mai înalt strat al ionosferei, aerul este subțire, atomii și moleculele sunt radiația solară.

1. 5. Cine este primul care măsoară presiunea atmosferică?

Orice gaz, inclusiv aerul care înconjoară Pământul are o greutate. Utilizarea poate fi chiar un barometru pentru a măsura presiunea pe care o exercită asupra elementelor. Și, cunoscând presiunea atmosferică, este mai ușor de a prezice vremea sau, de exemplu, determină înălțimea avionului.

În 1643, fizicianul italian și matematician a inventat Torricelli barometrul cu mercur. Prin aceasta se arată că presiunea aerului poate fi măsurată.

Presiunea atmosferică este diferită în munți și la nivelul mării, de asemenea, depinde de vreme.

Înainte de ploaie cade, iar înainte de a îmbunătățit vremea - crește. Când aeronava urcă, presiunea scade (1 centimetru de mercur la 100 de metri), și invers, atunci când crește reducerea aeronavei. Deci, cu ajutorul unui barometru, puteți determina înălțimea zborului. Un instrument mai precis pentru determinarea înălțimii se numește un altimetru. Principiul muncii sale - aproape la fel ca cea a barometru.

1. 6. Cum presiunea aerului de pe înălțimea deasupra nivelului mării?

gaze foarte compresibile. O mai puternică decât gaz comprimat, cu atât mai mare densitate și mai mare presiunea pe care o produce.

straturi de aer în apropierea suprafeței Pământului stoarse toate straturile de aer situate deasupra lor. Dar, cu cât aerul din stratul de suprafață, cu atât mai slabă este comprimat, cea mai mică densitate și, în consecință, mai puțin presiunea pe care o produce. În cazul în care, de exemplu, balonul se ridică deasupra suprafeței Pământului, presiunea aerului pe minge devine mai puțin, nu numai din cauza înălțimii coloanei de aer mai sus scade, dar și pentru că densitatea aerului în partea superioară este mai mică decât în ​​partea de jos. Cu ajutorul unui barometru poate fi stabilit faptul că presiunea atmosferică chiar și pe diferite etaje ale clădirii diferite.

Observațiile indică faptul că presiunea atmosferică în zonele situată la nivelul mării, în medie, egală cu 760 mm Hg. Art. - aceasta este o presiune atmosferică normală. Cu cât mai mare este locul deasupra nivelului mării, astfel încât există o presiune mai mică.

Pentru gradienți mici, în medie, la fiecare presiune de ridicare 12 metri scade cu 1 mm Hg. Art.

7. Concluziile primului capitol.

Din cele de mai sus putem concluziona:

➢ presiune - o cantitate fizică ce poate fi măsurată cu un barometru;

➢ Torricelli - om de știință italian, care în 1643 a inventat barometrul cu mercur;

➢ Aerul de deasupra stratului de suprafață, cu atât mai slabă este comprimat, cea mai mică densitate și, în consecință, mai puțin presiunea pe care o produce.

➢ 760 mm Hg. Art. - aceasta este o presiune atmosferică normală.

➢ Când se înclină la fiecare presiune redusă la 12 de metri de 1 mm Hg. Art.

Capitolul 2. Partea practică.

2. 1. Dezvoltarea de măsurare.

Ekaterinburg este situat în munții Ural. Și noi - locuitorii din Ekaterinburg - poate cu mândrie numit oameni de munte! Orașul nostru este deasupra nivelului mării. Prin urmare, presiunea atmosferică Ekaterinburg ar trebui să fie mai mică decât în ​​mod normal. Asta am decis să investigheze.

Amplasarea punctelor de observație:

1. Postul № 1 - Str. Sulimova - Str. sovietic;

2. Numărul post 8 - ul. Posad - Str. Moscova;

3. post № 14 - Str. Bardeen - Str. Reșetnicov;

4. Punctul 4 - Str. Schorsa, d. 114.

Pe baza măsurătorilor efectuate tabele și grafice de valoarea medie a presiunii atmosferice definite pentru fiecare punct - post.

2. 2. Măsurători și calcule.

Data, zi de viață, timp, presiunea timpului, mm Hg. Art.