Мета: закріплення та систематизація знань про атмосферний тиск; формування знань про пояси атмосферного тиску на Землі; сприяння
розумінню причин виникнення областей з різним атмосферним тиском; розвиток аналітичного, логічного мислення.
Тип уроку: засвоєння нових знань.
Обладнання: підручники, атласи,.
Опорні поняття: атмосферний тиск, екватор, тропіки, полюси, помірні широти.
Базові поняття: пояси атмосферного тиску, ізобари, баричний максимум, баричний мінімум.
ЗМІСТ УРОКУ
I. Організаційний момент
II. Актуалізація опорних знань і вмінь
1. Прийом «Інтелектуальна розминка»
• Що таке вітер?
• Якими приладами вимірюється вітер?
• Які характеристики вітру?
IIІ. Мотивація навчальної та пізнавальної діяльності
Прийом «Проблемне питання»
Завдяки братам Монгольф’є польоти на повітряних кулях на великі відстані стали реальністю. Сьогодні їм на зміну прийшли сучасні літальні апарати. Однак і сьогодні, понад 200 років потому, люди використовують повітряні кулі для одержання інформації про погоду, проведення наукових експериментів, збирання даних про процеси у верхніх шарах атмосфери та навіть для розваг і спорту. Сучасні повітряні кулі мають газові пальники для підігріву повітря всередині них, тобто є керованими
щодо висоти. А як поведе себе повітряна куля, що позбавлена можливості керування та переміщається лише повітряними потоками, в різних районах Землі з різними температурними умовами? Чи буде її рух хаотичним, а чи матиме певні закономірності? Для того щоб відповісти на ці запитання, проведемо уявний науковий експеримент.
IV. Вивчення нового матеріалу
Як відкрили та виміряли атмосферний тиск
Хіба може повітря тиснути на земну поверхню, чи на тіло людини, або на всі об’єкти, якщо ми його не відчуваємо: адже атмосфера невидима та невагома. Така хибна думка панувалав науці ще у середини ХVІІ ст. до того, як італійський природознавець Еванджеліста Торрічеллі довів, що повітря має масу, а значить тисне на всі об’єкти, що знаходиться в ньому та під ним. Отже, атмосферний тиск – це сила, з якою повітря тисне на всі об’єкти.
Торрічеллі довів це експериментально завдяки винайденому ним приладу – ртутному барометру (з грецької “барос” – вага). Прилад являв собою ємкість заповнену ртуттю: рідким металом, який у 13 разів важчий за воду. У дану ємкість була опущена запаяна зверху скляна трубочка висотою в 1 м. Тиск повітря урівноважувався стовпчиком ртуті у 760 мм, тобто вона піднімалася у трубочці до цієї відмітки. Так виникла перша в історії науки одиниця вимірювання атмосферного тиску – міліметри ртутного стовпчика. А значення 760 мм. ртутного стовпчика вважається нормальним атмосферним тиском на рівні моря. Нині атмосферний тиск також вимірюють в інших одиницях: барах, паскалях.
Торрічеллі помітив, що тиск не завжди залишається однаковим. Якщо повітря сильніше тисне на ртуть, яка знаходиться у ємкості, рідина підіймається вгору по трубочці, якщо слабше – опускається.
Ртутний барометр й нині вважається найбільш точним приладом для вимірювання атмосферного тиску. Такими барометрами обладнані метеорологічні станції та за ними звіряють роботу інших видів барометрів, зокрема барометра-анероїда (з грецької – без рідини). Останнім атмосферний тиск визначають завдяки пружній металевій коробочці, з якої викачане повітря. Вона чутлива до коливань тиску: під час його зростання коробочка стискається, при зменшенні – розширюється. При цьому зв’язана з нею стрілка переміщується по шкалі, вказуючи тиск.
Завдання. Поміркуйте, які позитивні риси та незручності пов’язані з роботою ртутного барометра та анероїда.
Як атмосферний тиск міняється з висотою
Біля поверхні Землі на кожний квадратний сантиметр площі давить стовп атмосфери масою 1 кг 33 г. Таким чином, на розкритий учнівський зошит, площею 600 см2, тисне майже 620 кг повітря, на долоню людини – понад 150 кг, на тіло дорослої людини – близько 15 т. Однак цієї сили тиску ми не відчуваємо, оскільки він урівноважений з тиском всередині нашого тіла. При коливанні атмосферного тиску, змінюється й наш внутрішній тиск.
Ще у середині ХVІІ ст. за допомогою ртутного барометра було встановлено, що на вершині гори тиск менший, ніж біля її підніжжя. Отже, на певній висоті над рівнем моря атмосферний тиск дорівнює масі стовпа повітря, що знаходиться над нею. Оскільки при піднятті вгору залишається все менший стовп повітря та воно розріджується, атмосферний тиск зменшується. На кожні 100 м підйому у тропосфері атмосферний тиск знижується на 10 мм ртутного стовпчика. У стратосфері та верхніх шарах атмосфери це відбувається значно повільніше.
Як пов’язаний атмосферний тиск з температурою повітря
Величина атмосферного тиску також залежить від температури повітря. При нагріванні повітря, як і будь-яка речовина, розширюється. Для того, щоб впевнитися в цьому можна провести простий дослід. Слід закрити гумовою пробкою колбу й вставити в пробку скляну трубочку. Колба при цьому не порожня: вона заповнена повітрям. Треба опустити трубочку у склянку з водою й нагріти колбу темпом долоні. З часом з трубочки у воду виділятимуться бульбашки. Це розширене повітря виходить з колби.
Розширене при нагріванні повітря стає легшим й піднімається вгору. При цьому атмосферний тиск на земну поверхню зменшується. Навпаки, при охолодженні повітря стискається, стає важчим й осідає, більш сильно тиснучи на поверхню. Таким чином існує зворотна залежність між температурою повітря й атмосферним тиском: чим вище температура, тим тиск менший і навпаки: чим температура нижча, тим тиск більший.
Пояси атмосферного тиску на Землі
У зв’язку з закономірним розподілом температури повітря на планеті від екватора до полюсів, сформувалися сталі пояси атмосферного тиску Землі.
В районі екватора у зв’язку з великим кутом падіння сонячних променів на земну поверхню протягом року температура повітря висока: близько +24°С. Тому тепле повітря, розширюючись, підіймається вгору й слабо тисне на поверхню. В результаті цього біля поверхні Землі формується область низького атмосферного тиску.
Завдання. Пригадайте, як міняється температура повітря з висотою. Що відбудеться з теплим повітрям, яке піднімається вгору над екватором?
Повітря, яке піднімається над екватором, з висотою охолоджується й стає важчим. У верхніх шарах тропосфери воно розтікається по обидва боки від екватора й осідає на земну поверхню у тропічних широтах близько 30О широти Північної та Південної півкулі. При цьому там формуються пояси високого атмосферного тиску.
Відповідно, між по¬ясами високого тиску на полюсах та 30О широтах формуються області низького тиску, які утворюються у помірних широтами Північної та Південної півкуль (приблизно 60° пн. ш. та 60° пд. ш.).
Отже, на поверхні Землі пояси низького та високого тиску чергуються. Виділяють три пояси низького і чотири пояси високого тиску.
1.Атмосферне повітря має певну масу, тому тисне на земну поверхню з силою 1 кг 33 г на кожний 1 см2.
2.Атмосферний тиск вимірюють завдяки барометру. Нормальним вважається атмосферний тиск 760 мм ртутного стовпчика на рівні моря.
3.З висотою атмосферний тиск у тропосфері зменшується: на 10 мм ртутного стовпчика на кожні 100 м підйому.
4.Між температурою повітря й атмосферним тиском існує зворотна залежність: чим вище температура, тим тиск менший; чим температура нижча, тим тиск більший.
5.На Землі сформувалися пояси постійного тиску: на екваторі – низького, у тропічних широтах (30О обох півкуль) – високого,у помірних широтах (60О обох півкуль) – низького, в районі полюсів – високого.
Розгорнутий план етапу
1. З’ясування напрямку руху повітряної кулі в районі екваторіальних широт. Побудова логічного ланцюжка
4. Аналіз карти розподілу атмосферного тиску. Ізобари.
V. Закріплення вивченого матеріалу
1.Що таке атмосферний тиск? Яким приладом його вимірюють?
2.Порівняйте ртутний барометр та анероїд.
3.Який атмосферний тиск та за яких умов вважається нормальним?
4.Як і чому змінюється атмосферний тиск з висотою.
5.Як взаємопов’язані температура повітря й атмосферний тиск?
6.Поясніть, як сформувалися пояси постійного тиску Землі
VI. Підсумок уроку
Заключне слово вчителя
Уявний експеримент з повітряною кулею, проведений під час уроку, допоміг зробити висновки про те, що на Землі існують пояси з різним атмосферним тиском: три пояси низького тиску в районі екватора та помірних широт та чотири — з переважанням високого тиску в районі тропіків і полюсів. Їх утворення пов’язано з нерівномірним прогріванням земної поверхні Сонцем та властивістю повітря змінювати об’єм і вагу залежно від температури.
VII. Домашнє завдання
• Опрацювати текст параграфа.
Немає коментарів:
Дописати коментар