Тема: « Воздух. Как человек использует свойства воздуха»

Цель: сформировать понятие о воздухе и его свойствах; узнать, как человек

использует свойства воздуха в своей деятельности, совершенствовать

навык работы с книгой, прививать интерес к предмету.

Оборудование: иллюстрации о способах использования свойств воздуха человеком, шприц, веер, колба с трубкой, учебник.

ХОД УРОКА.

1. Орг.момент.

2. Проверка домашнего задания.

- Кто или что дует в свисток вскипевшего чайника?

Почему закрытую банку со сгущённым молоком нельзя долго нагревать на огне?

Расскажите о свойствах воды?

3. Сообщение темы и цели урока.

А сегодня мы поговорим о воздухе, об его свойствах, о том из чего состоит воздух и как человек использует в своей деятельности состав и свойства воздуха.

Давайте послушаем барона Мюнхгаузена и ответим на его вопрос: « А может ли такое быть?»

« Как - раз во время похода я оказался посреди большого болота. Запах был ужасный, дышать было просто невозможно. Тогда я завязал свой рот и нос плотной тканью, через которую совсем не проходил воздух. Целых четыре часа я ехал по болоту и не чувствовал никаких запахов. Зато уж пот ом в лесу отдышался.»

/ версии учащихся/

Отгадайте загадку:

« Есть невидимка: в дом не просится, а прежде людей бежит, торопится.»

Как назвали воздух в загадке? Почему?

Как можно доказать, что воздух не пустое место? Давайте попробуем доказать это вместе с вами. Перед вами следующие предметы: веер, полиэтиленовый пакет, шприц.

-Помашите перед собой веером. Что вы чувствуете?

Наполните полиэтиленовый мешок воздухом, завяжите и попробуйте смять. Что из этого вышло, почему?

Наполните шприц без иглы воздухом. Зажмите пальцем входное отверстие. Попробуйте передвинуть поршень. Что из этого вышло, почему?

Наполните рот воздухом и, сомкнув губы, нажмите пальцами. Что вы заметили?

Да и человек без воздуха может прожить самое большое 5 минут. Вся планета Земля окутана невидимым прозрачным покрывалом - воздухом. Воздух есть везде - на улице, в комнате, в земле, в воде. Любое свободное пространство на Земле заполнено воздухом. Воздух невидим, но его можно обнаружить с помощью наших органов чувств.

Слой воздуха, окружающий нас и нашу планету, называется атмосферой.

Атмосфера - это гигантская воздушная оболочка, которая простирается вверх на сотни километров. Толщина атмосферы в разных частях планеты неодинакова. Атмосфера защищает землю от избытка тепла и холода, от излишней солнечной радиации. Если бы вдруг она исчезла, то вода и другие жидкости на Земле мгновенно закипели бы, а лучи солнца сожгли бы всё живое.

- работа с учебником /чтение текста/

А теперь ещё раз послушаем барона Мюнхгаузена и ответим на его вопрос: «А может ли такое быть?»

«Однажды мы плыли по океану на парусном корабле. Стояла тихая безветренная погода, и наш замечательный корабль на всех парусах летел к далёким таинственным берегам»

/ версии ответов детей /

Прочитайте загадки:

« Гуляет в поле, да не конь, летает на воле, да не птица»

«Пыль поднимает, людей с ног сбивает, слышишь его, да не видишь его.»

« Фырчит, рычит, ветки ломает.»

О чём идёт речь?

- работа с учебником./ чтение текста/

Причина образования ветра - различное давление воздушного столба над участками Земли. Ветер дует из области высокого давления в область низкого давления. В атмосфере зарождаются ветры, которые переносят и распределяют тепло и влагу по поверхности Земли. Без ветра не было бы круговорота воды, реки перестали бы течь, а вся суша превратилась бы в пустыню. С давних пор люди использовали силу ветра для путешествий по морю и для работы по хозяйству. Ветряные электростанции- самый « чистый» способ получения электричества: окружающая природа при этом не загрязняется. Метеорологи используют приборы для измерения силы и направления ветра.

ФИЗМИНУТКА.

Ветер дует нам в лицо, закачалось деревцо. Ветер тише, тише, тише, деревцо всё выше, выше.

Послушайте стихотворение « Воздух»

Он прозрачный невидимка, лёгкий и бесцветный газ. Невесомою косынкой он окутывает нас. Он в лесу - густой, душистый, как целительный настой. Пахнет свежестью смолистой, пахнет дубом и сосной. Летом он бывает тёплым, веет холодом зимой, Когда иней красит стёкла и лежит на них каймой. Мы его не замечаем, мы о нём не говорим. Просто так его вдыхаем-ведь он нам необходим.

В этом стихотворении говорится о составе воздуха и о некоторых его свойствах.

Первыми стали изучать состав воздуха и его свойства Джозеф Пристли и Антуан Лавуазье.

Всего лишь два века назад учёные узнали, что воздух-смесь многих газов, а в основном азота - 78%, кислорода - 21% и углекислого газа -1 %.

Где же применяет человек составные части воздуха? Об этом вам расскажут ребята.

АЗОТ.

Жидкий азот образуется при температуре 196 градусов Цельсия, его используют в медицине. На химических заводах из азота воздуха делают удобрения для растений.

КИСЛОРОД.

Чистый кислород используют для дыхания больных. Им же наполняют акваланги - аппараты для подводного дыхания. Жидкий кислород применяют также для окисления топлива космических кораблей, ведь без кислорода невозможно не только дыхание, но и горение.

УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ.

Углекислый газ, охлаждённый до твёрдого состояния, используют для замораживания продуктов и называют искусственным, или сухим, льдом: он тает при температуре - 78 градусов.

Работа с учебником / чтение текста/ Какими свойствами обладает воздух?

Возьмите в руки листок бумаги и попытайтесь через него разглядеть окружающие вас предметы. Что заметили? А теперь посмотрите в окно и расскажите, что вы видите за окном. Почему это возможно?

Вывод: газы, составляющие воздух прозрачны. Поэтому воздух тоже прозрачен.

Назовите ваш любимый цвет. Можно ли сказать, что воздух красный, синий, фиолетовый? Какого цвета воздух?

Вывод: газы, составляющие воздух, бесцветны. Поэтому воздух бесцветен.

Воздух не имеет запаха.

Вы замечали, что в разных помещениях пахнет по-разному?

В столовой, в аптеке, в парикмахерской частицы веществ смешиваются с частицами

воздуха, и мы ощущаем разные запахи. Но чистый воздух запаха не имеет.

При нагревании воздух расширяется, а при охлаждении сжимается.

Чтобы убедиться в этом, надо проделать опыт.

Опыт 1.

Возьмём колбу с трубкой. Опустим трубку в воду. Заметим, что вода не входит в трубку - её « не пускает» воздух. Будем нагревать колбу. Вскоре мы увидим, что из трубки стали выходить пузырьки воздуха. Этот опыт показывает, что воздух при нагревании расширяется.

Опыт 2.

Положим на колбу холодную влажную тряпку. Мы увидим, что вода будет подниматься по трубочке. Воздух как бы уступает воде часть своего места. Это происходит потому, что при охлаждении воздух сжимается.

Узнав об этом свойстве воздуха, люди стали использовать его в воздухоплавании.

Первые воздухоплаватели летали на воздушных шарах, заполненных горячим воздухом. Чтобы он не остыл, во время полёта его приходилось подогревать газовой горелкой. Для снижения горелку выключали.

Работа с учебником / чтение текста/

Воздух обладает низкой плотностью, поэтому плохо проводит тепло. Обратите внимание на цифры:

ПЛОТНОСТЬ ВОЗДУХА 1,29 КГ/КУБ. М.

ПЛОТНОСТЬ ВОДЫ 1000 КГ/КУБ.М.

Что плотнее: воздух или вода? /воздух менее плотный, чем вода/

Можно ли опереться на воду?

- Но водному лыжнику это удаётся сделать, если развить достаточную
скорость.

Можно ли опереться на воздух?

Но если развить большую скорость - оказывается, и на него можно опереться .

Это открытие позволило создать более совершенные летательные аппараты, чем воздушные шары. Именно благодаря малой плотности воздуха по нему можно перемещаться во много раз быстрее.

Работа с учебником /чтение текста/

Зачем птицам перья, зверям шерсть, а нам свитер? Прочитайте следующие утверждения:

- Одежда нагревается от тела.
Одежда нагревает тело.

Какое из этих утверждений неверное?

Благодаря низкой плотности воздух обладает ещё одним замечательным свойством: он плохо проводит тепло. Звери поднимают шерсть, птицы нахохливаются, когда им холодно, а человек надевает мохнатый свитер - всё это для того, чтобы окружить себя воздушной оболочкой, которая плохо проводит тепло. С той же целью в окна вставляют вторые рамы. Стёкла сами по себе не защищают от холода, они лишь удерживают прослойку воздуха.

- работа с учебником / чтение текста/
Воздух обладает упругостью.

Возьмём шприц и поставим его поршень в среднее положение. Крепкозажав пальцем отверстие для иглы, попробуем задвинуть или вытянуть поршень.

Вывод: приложив усилие, воздух можно сжать или растянуть, но он стремится сохранить первоначальный объём. Это свойство называется упругостью .

Автомобильные шины, надувной матрац и футбольный мяч сохраняют упругость накачанного в них воздуха.

- работа с текстом / чтение текста/

4. Итог урока.

О каких свойствах воздуха вы узнали на уроке?

Какие свойства воздуха важны для мяча, одеяла, парашюта?

/ упругость, низкая плотность, умение Давайте попробуем подвести итоги урока.

воздуха расширяться и охлаждаться/

5. Оценки уч-ся.

6. Дом. /задание: с.94- 97.

Без воздуха человек не может жить, и не только человек — любое животное и растение без воздуха погибают. Человеку и животным нужен для дыхания, а растения используют находящийся в нем углекислый газ для питания и выработки кислорода. Мы дышим в любом состоянии — когда мы бодрствуем, спим, даже когда находимся в бессознательном состоянии. Человек перестает дышать только с наступлением смерти.

Незаметно для себя мы вдыхаем громадное количество воздуха: в сутки мы вдыхаем около 5 килограмм! Это составит в год почти 2 тонны. Так что каждый из нас за всю свою жизнь вдыхает в себя огромную массу воздуха. Например, кто прожил 50 лет, тот уже вдохнул в себя 100 тонн воздуха!

Для чего же человеку нужен воздух и какие его свойства жизненно важны? Когда человек делает вдох, с воздухом он получает нужные для работы организма вещества, а ненужные ему или вредные составляющие воздуха выдыхает обратно.

Какие же составляющие воздуха полезны для организма и какие бесполезны? Чтобы это понять, нужно заметить следующее: то, что мы называем воздухом, это есть ничто иное, как смесь газов, основные из которых это кислород и азот. Кислород и азот, также как и воздух, не имеют ни вкуса, ни цвета; потому мы их и не замечаем глазом, обонянием или осязанием. Кислород составляет одну пятую часть воздуха (приблизительно), а азот составляет остальные четыре пятых. Эти два газа имеют совершенно различное значение для организма человека. Азот сам по себе не нужен для организма человека, а кислород, напротив, необходим. Вдыхая воздух, мы вдыхаем кислород и азот; во время выдыхания мы весь азот отдаем обратно, а кислород по большей части организм усваивает с помощью легких для поддержания жизни. Именно кислород необходим для жизнедеятельности человека.

Подобно человеку, кислород нужен для дыхания всем животным. Жизнь каждого животного поддерживается кислородом воздуха и без него оно погибает. Только благодаря ему существует органическая жизнь на земле. Но кроме того, кислород воздуха имеет еще очень важное значение: он поддерживает горение. Если из воздуха удалить кислород, то в таком воздухе горение будет невозможно.

В кузнечной печи, где горят угли, с помощью мехов с силой вдувается воздух; кислород воздуха взаимодействует с углями и огонь усиливается; чем больше больше кислорода будет подано к углям, тем сильнее будет огонь. По той же причине на заводах посредством высоких труб увеличивают тягу; чем больше воздуха поступит в топку, тем больше кислорода попадет туда и тем сильнее будет огонь. Для той же цели, когда устанавливают печь или камин, для увеличения тяги ставится труба.

Если зажечь свечу и покрыть его банкой или стаканом (вверх дном), то свеча сперва будет гореть, а когда весь находящийся в замкнутом объеме кислород израсходуется, свеча погаснет.

На поддержание органической жизни на земле и на горение расходуется много кислорода из воздуха, и даже появлялись опасения, что воздух от этого будет становиться беднее кислородом, и что придет время, когда кислорода не хватит для жизни человечества. Но к счастью этого не произойдет, о решении этой проблемы позаботилась сама природа.

Человек и животные поглощают из воздуха кислород, я растения выделяют из себя кислород и, таким образом, они пополняют убыль кислорода в воздухе. Человек и другие животные при выдыхании выделяют из себя углекислый газ, весьма вредный для организма, а растения как раз поглощают его, и тем самым очищают воздух от углекислого газа, вырабатывая необходимый всем живым существам кислород. Так мир животных и мир растений служат поддержкой друг для друга. На этом примере мы имеем возможность убедиться, как целесообразно и гармонично все устроено в природе.

Примеси воздуха: Микробы, Пыль, Вирусы.

Главнейшие составные части воздуха - кислород и азот; как мы уже писали, кислород составляет около одной пятой части воздуха, а азот около четырех пятых. Но в составе воздуха есть и другие вещества.

Воздух всегда содержит в себе некоторое количество влаги в виде паров ; так, например, комната, имеющая площадь 10 кв.метров, может содержать около 1 килограмма водяных паров, невидимых дли глаза; это значит, что если весь пар, заключенный в комнате, собрать и обратить в воду, то получится 1 литр воды. Если зимой, например, с холода войти в теплое помещение, то очки сразу покрываются мелкими водяными капельками (конденсатом); причиной этому находящийся в воздухе водяной пар, который, как роса, осел на стеклах очков. Летом количество пара в кубическом метре воздуха может быть в 10 раз больше, чем зимой.

Кроме того, в воздух входит незначительное количество углекислого газа (а именно на 10000 частей воздуха приходится 3 части углекислого газа); однако этот газ играет очень большую роль в природном балансе. Человеческий организм вырабатывает большое количество углекислого газа и выделяет его из себя во время выдыхания воздуха. Воздух, выдыхаемый человеком, содержит более 4 процентов углекислого газа. Такой воздух уже не годится для дыхании. Вообще воздух, который содержит более 5 процентов углекислого газа, действует на человека отравляющим образом; человек долго не может находиться в таком воздухе - наступит смерть.

Также воздух, особенно в крупных городах, заражен различными бактериями, их называют часто микробами, и вирусами. Это мельчайшие невидимые живые существа; их можно видеть только с помощью микроскопа, увеличивающего в сто или тысячу раз. В благоприятной среде они размножаются чрезвычайно быстро и это размножение происходит весьма просто. Живой микроб посредине своего тела суживается и наконец, делится пополам; таким образом, путем простого деления из одного микроба получается два. Вследствие способности так быстро размножаться, бактерии и вирусы являются главным врагом человечества. Многие наши болезни от простуды и гриппа до СПИДа происходят именно от вирусов и микробов. Эти существа в огромном количестве носятся и воздухе и разносятся ветром во все стороны, они находятся и в воде и в земле. Мы их вдыхаем или глотаем сотнями и тысячами, и если они найдут в человеке благоприятную почву для своего размножения, то болезнь готова: является жар, слабость, и разные неприятные симптомы. Иногда эти бактерии и вирусы незаметно, медленно, даже не причиняя особых болей, но систематически подтачивают здоровье и разрушают организм, приводя к смерти, как при туберкулезе или СПИДе.

В комнатной пыли бактерии находят благоприятную почву для своею размножения. Эта пыль всегда поднимается с пола и заполняет комнаты. Обычно мы эту пыль не видим; но иногда летом, когда солнечные лучи входят в окно, легко в солнечных лучах заметить, как миллионы пылинок носятся в воздухе. Откуда берется комнатная пыль? Мы ее с собой приносим с улицы на ногах, пыль входит и через окна и двери; кроме того, мельчайшие частицы отрываются от пола и от разных предметов. Эту пыль мы вдыхаем; она ложится на наших легких; ослабляет наше здоровье и незаметно дли нас сокращает нашу жизнь.

Пыль в атмосфере имеет разнообразное происхождение; пыль поднимается с ветром; дым из труб, продукты извержений из и прочее, все это ветром смешивается и разносится на сотни, иногда и тысячи километров по земной поверхности.

В местах, покрытых лесом, воздух чище, так как лес своей листвой как фильтром очищает воздух и, кроме того, лес задерживает ветер, разносящий пыль. В верхних слоях воздух чище, так как земная пыль туда ветром заносится меньше. В горных местностях воздух также намного здоровее. Поэтому санатории для больных устраиваются преимущественно на возвышенной, лесистой местности. Возле морей воздух также отличается чистотой и повышенной влажностью, и полезен для больных, например, астмой.

Вес воздуха

Если мы хотим поднять какой-нибудь предмет, например гирю, камень или доску, мы должны приложить для этого некоторое усилие потому, что сила притяжения земли действует на него. Одни тела притягиваются землей больше, другие меньше, иначе говоря, одни тела весят больше, другие меньше. Вес тела и есть та сила, с которой тело притягивается землей. Итак, все тела обладают весом.

Но обладает ли весом воздух? То, что камень имеет вес, мы можем почувствовать взяв его рукой, но вес воздуха мы почувствовать не можем. Однако, легко сообразить, что если бы воздух не имел никакого веса т.е. если бы земля не притягивала его к себе, то воздух не удерживался бы на поверхности земли, и рассеялся бы к бесконечном мировом пространстве, и никакой жизни на Земле не было бы. Но земной шар притягивает к себе свою воздушную оболочку, т.е. атмосферу, а значит воздух имеет вес.

Но как узнать, сколько весит воздух? Если мы хотим, например, узнать, сколько весит вода, размещенная в бутылке, то мы взвесим сначала бутылку вместе с водой, узнав, сколько весит полная бутылка, мы затем взвешиваем пустую бутылку; далее вычитая вес пустой емкости из веса полной, мы найдем чистый вес воды в одной бутылке.

Тем же путем поступают для нахождения веса воздуха. Берется стеклянный сосуд, снабженный краном, и взвешивается вместе с находящимся там воздухом. После этого, с помощью особого прибора — воздушного насоса из этого сосуда выкачивают весь воздух, и сосуд закрывается краном так, чтобы в него не мог попасть воздух снаружи. Этот сосуд, уже лишенный содержавшегося в нем воздуха, вновь взвешивается. Оказывается, теперь вес стал меньше. Вот, разница на сколько уменьшится вес и показывает, сколько весил воздух, который был в этом сосуде.

Таким образом в результате экспериментов было выяснено, что вес 1м 3 воздуха равна 1,225 кг при нормальных условиях (нормальными условиями считаются барометрическое давление 760 мм рт. ст. и +15°С ). Температура и атмосферное давление сильно влияют на вес воздуха, так при том же давлении, но температуре +35°С вес кубического метра воздуха составит 1,1455 кг.

Расширение воздуха при нагревании

Все тела от нагревания расширяются - одни тела больше, другие меньше; это расширение очень незначительно, и мы обычно не замечаем его, но это расширение легко можно обнаружить с помощью опытов. Железо, медь как и все расширяются при нагревании. Жидкости при нагревании расширяются больше, чем твердые тела. Возьмем обыкновенный градусник и будем нагревать его. Для этого опустим кончик градусника и стакан с теплой водой; мы увидим, что жидкость в градуснике (обычно это подкрашенный спирт или ртуть) будет подниматься. Затем опустим этот градусник в холодную воду; мы заметим, что жидкость к градуснике будет понижаться. Этот опыт показывает, что от нагревания происходит изменение объема вещества в градуснике, потому оно поднимается и опускается в трубке.

Воздух также расширяется от нагревания; причем он, как и все газы, расширяется гораздо сильнее, чем твердые и жидкие тела. Чтобы в этом убедиться, можно проделать следующий опыт.

Возьмем, например, воздушный шарик, надуем его воздухом и перевяжем ниткой, чтобы воздух не вышел оттуда. Теперь будем его медленно нагревать, держа над огнем (осторожно и повыше от огня) или поливая горячей водой из душа. Мы заметим, что шарик немного расширится; при дальнейшем нагревании и расширении он может лопнуть. Из этого несложного опыта видно, что воздух при нагревании расширяется. И не только воздух, все газы расширяются от нагревания.

Вследствие нагревания воздух расширяется, а расширившись, он становится легче. Поэтому нагретый воздух поднимается вверх, что мы видим, например, в трубе печки или камина, когда горит огонь. Также, когда горит керосиновая лампа, воздух в стекле, нагревшись, расширяется, делается легче и поднимается вверх. По этой же причине воздушный шар для полетов наполняют нагретым воздухом с помощью специальной горелки, регулируя подъемную силу и высоту полета.

Давление воздуха

Мы выяснили, что воздух имеет вес, т.е. что он притягивается землей. Вследствие этого воздух, окружающий землю, т.е. атмосфера, давит на поверхность земли, а также на все тела. При этом атмосфера давит на каждое тело со всех сторон. Это давление и называется атмосферным.

Чтобы убедиться в этом, можно сделать очень простой опыт. Возьмём стакан, наполним его водой, и положим на него сверху листок бумаги. Прижимая бумагу рукой, перевернем стакан вверх дном; после этого уберем от бумаги руку. Мы увидим, что бумага не упадет, вода не выльется из стакана. Почему так происходит? Вода своим весом давит на бумагу вниз, а бумага все-таки не падает, удерживая воду. Значит бумага испытывает снизу давление, поддерживающее ее. Вот именно это давление и производит воздух.

Вот еще более простой опыт, используем обычную трубочку для воды или коктейлей, конец ее опустим в стакан с водой, а другой возьмем в рот и будем втягивать в себя воздух из трубки. Мы так часто делаем в кафе и ресторанах, не подозревая, что при этом доказываем существование давления воздуха. Мы знаем, что вода в трубке поднимается и попадает в рот. Почему это происходит? Первоначально, пока мы не вытягиваем воздух из трубки, как в трубке, так и вне ее сохраняется одинаковое давление; но когда мы из трубки стали вытягивать воздух, то в трубке давление стало меньше; вследствие этого вода в стакане под влиянием наружного атмосферного давления стала подниматься вверх по трубке.

Опыт с поршнем. Возьмем стеклянную трубку и подходящий к ней поршень, например медицинский шприц. Затем возьмем сосуд с водой и опустим в воду кончик шприца. Если мы будем поднимать поршень шприца, мы увидим, что вода поднимается вслед за поршнем. Какая этому причина? Если бы вслед за поршнем не пошла вода, то под поршнем образовалась бы пустота. В прежнее время поднятие воды объясняли разными таинственными причинами: думали, что вода поднимается потому, что природа боится пустоты. Впервые молодой итальянский ученый Торичелли дал для этого явления простое научное объяснение. Он нашел настоящую причину поднятия воды, а именно атмосферное давление: атмосфера давит на свободную поверхность воды в сосуде и когда мы поднимаем поршень, то это давление вгоняет воду в пустое пространство, образуемое под поршнем, и вода поднимается вслед за ним.

Возникает вопрос, до какой высоты вода будет идти вслед за поршнем? Оказывается, если взять очень длинную трубку, и поднимать поршень все выше и выше, то вода пойдет вслед за поршнем лишь до высоты 10,33 метра; а при дальнейшем поднятии поршня вода больше подниматься не будет, и выше воды образуется пустота. Эту пустоту впоследствии назвали Торичеллиевой пустотой в память об ученом, открывшем ее.

И так, вода поднимается вслед за поршнем лишь на высоту около 10м. Если бы атмосфера давила сильнее, то она поднимала бы воду выше; если бы она вовсе на давила, то вода и вовсе не поднималась бы вслед за поршнем. Это свойство атмосферы своим давлением поднимать воду и жидкость вообще, имеет очень важное значение и применение в науке, технике, и в повседневной жизни.

Атмосфера не везде давит с одинаковой, силой. Так, в низине она давит сильнее, а на горе меньше; потому что над горой меньше слой воздуха. Чем выше подниматься, тем меньше становится давление атмосферы. Так, например, на высоте 10 километров над уровнем моря атмосфера давит почти вчетверо слабее, чем у моря.

В одном и том же месте атмосферное давление бывает то немного больше, то немного меньше. Это зависит от того, какая погода, много ли влаги в воздухе, какие ветры дуют. Таким образом, существует тесная связь между величиной атмосферного давления и погодой. На основании этого, зная величину атмосферного давления, можно иногда судить об ожидаемой погоде.

Для измерения атмосферного давления может служить опыт Торичелли со ртутью. На основании этого опыта, можно самому построить прибор для измерения давления для этого нужно чашу со ртутью и трубку прикрепить к вертикальной доске и на доске нанести черточки с промежутками в один миллиметр, начиная от уровня ртути в чаше. Приборы, служащие для измерения атмосферного давления, называются барометрами.

Только что описанный барометр хоть и точен, но не удобен для переноски. На практике пользуются барометрами из свернутой спиралью и запаянной с двух концов металлической трубки, при изменении давления спираль слегка скручивается или раскручивается, а присоединенная к ней стрелка с шкалой показывает давление. Несмотря на невысокую точность такие барометры удобны для пользования, их даже можно носить с собою в кармане. Путешественники в горных местах очень часто берут с собою барометр; видя по прибору, какова величина атмосферного давления, они определить, на какой высоте находятся. Чем выше подниматься в гору, тем меньше атмосферное давление.

Как велико атмосферное давление? Из предыдущих опытов видно что атмосфера давит на землю и на все предметы с такой же силой, как, если бы вместо атмосферы на нас давил слой воды высотой около 10 метров. Вследствие этого каждый квадратный метр испытывает давление более 10 тонн. Несмотря на такое громадное давление, которое мы испытываем повседневно, мы его не замечаем, в чем же причина? Это происходит потому, что внешнему атмосферному давлению в нашем организме соответствует равное ему внутреннее давление. Оба эти давления друг друга уравновешивают. Ваши легкие, наше сердце, все наши органы испытывают как внешнее давление, так и внутреннее, равное внешнему.

Человеческий организм уже приспособился к такому громадному давлению, более того, такое давление для него стало нормальным и даже необходимым. Давление в верхних слоях атмосферы значительно меньше, чем внизу. Поэтому когда путешественники поднимаются на высокие горы, или воздухоплаватель на воздушном шаре летит высоко вверх, там у них нарушается равновесие между наружным и внутренним давлением и наступают разные болезненные последствия вроде потери сознания, или кровоизлияний. На высоте 10 километров человеку без специальной защиты не выжить. Также и сильное повышение давления, например при погружении в воду на большую глубину, смертельно для человека.

Упругость воздуха и газов. Теплота.

Возьмем, например, резиновый мяч. Мы знаем, что на него давит, благодаря своему весу, атмосферный воздух, а мячик между тем не сжимается. Следовательно, внутренний воздух, т.е. находящийся в мячике, в свою очередь, также давит изнутри на его стенки и не позволяет мячику сжаться. Это внутреннее давление воздуха и есть упругость воздуха.

Итак, воздух (или какой-либо другой газ), заключенный в какой-нибудь сосуд, производит давление на стенки сосуда. Что же это значит — воздух давит на стенки сосуда и как воздух может давить? Ни воздуха, ни частиц его мы не видим, но если бы возможно было их рассмотреть, то мы бы увидели, что частицы (их называют молекулами) воздуха не находится в покое, а все время двигаются, ударяются друг о друга; оттолкнутся и снова двигаются и это движение никогда не прекращается. Вследствие такого движения, молекулы воздуха ударяются о стенки сосуда, подобно тому, как если бы горошинки ударялись о стену, это хаотичное движение молекул называют броуновским движением . Каждый удар ничтожен по своей силе, но число молекул и число ударов громадно, и потому совокупное действие этих ударов производит некоторое давление.

Если воздух (или какой-нибудь другой газ), заключенный в какой-нибудь закрытый сосуд, мы будем нагревать, то воздух будет стремиться расширить свой объем, но так как объем его в сосуде не может измениться, поскольку сосуд закрыт, то воздух начнет сильнее давить на стенки сосуда. Отчего это? Что происходит с воздухом при нагревании? Когда мы нагреваем воздух (или какой-нибудь газ), то частицы его начинают двигаться быстрее, и чем сильнее мы его нагреваем, тем быстрее двигаются его частицы. Вследствие большой скорости каждая частица воздуха ударяется о стенки сосуда с большей силой, а кроме того, и самые удары происходят чаще. В результате этого совокупное действие всех ударов, т.е. давление, увеличится. А если сильно нагреть сосуд с воздухом, то может случиться, что стенки сосуда этих ударов не выдержат и сосуд лопнет.

Нагревание воздуха или газа в том и заключается, что его частицы начинают двигаться быстрее. Это, разумеется, относится не только к газам, но и к всякому телу — и твердому, и жидкому, и газообразному.

Воздух в нас и вокруг нас, он - непременное условие жизни на Земле. Знание свойств воздуха помогает человеку успешно применять их в быту, хозяйстве, строительстве и многом другом. На этом уроке мы продолжим изучать свойства воздуха, проведем много увлекательных опытов, узнаем об удивительных изобретениях человечества.

Тема: Неживая природа

Урок: Свойства воздуха

Повторим те свойства воздуха, о которых мы узнали на предыдущих уроках: воздух прозрачен, бесцветен, не имеет запаха, плохо проводит тепло.

В жаркий день оконное стекло прохладное наощупь, а подоконник и предметы стоящие на нем - теплые. Так происходит потому, что стекло - прозрачное тело, которое пропускает тепло, но само не нагревается. Воздух тоже прозрачен, поэтому хорошо пропускает солнечные лучи.

Рис. 1. Оконное стекло проводит солнечные лучи ()

Проведем несложный опыт: перевернутый вверх дном стакан опустим в широкий сосуд, наполненный водой. Мы почувствуем легкое сопротивление и увидим, что вода не может заполнить стакан, потому что воздух, находящийся в стакане, не “уступает” своего места воде. Если слегка наклонить стакан, не вынимая его из воды, из стакана выйдет воздушный пузырь, и часть воды войдет в стакан, но даже в таком положении стакана вода не сможет заполнить его полностью.

Рис. 2. Пузырьки воздуха выходят из наклоненного стакана, уступая место воде ()

Так происходит потому, что воздух, как и любое другое тело, занимает пространство в окружающем мире.

Используя это свойство воздуха, человек научился работать под водой без специального костюма. Для этого был создан водолазный колокол: под колокол-колпак, изготовленный из прозрачного материала, становятся люди и необходимое оборудование и колокол опускается при помощи подъемного крана под воду.

Воздух, находящийся под куполом, позволяет людям дышать некоторое время, достаточное для того, чтобы осмотреть повреждения корабля, опоры моста или дно водохранилища.

Для доказательства следующего свойства воздуха, необходимо плотно прикрыть пальцем левой руки отверстие велосипедного насоса, а правой рукой нажать на поршень.

Потом, не убирая пальца от отверстия, отпустить поршень. Палец, которым закрыто отверстие, чувствует, что воздух на него очень сильно давит. Но поршень с трудом, но сдвинется. Это означает, что воздух можно сжать. Воздух обладает упругостью, потому что когда мы отпускаем поршень, он сам возвращается в первоначальное положение.

Упругими называют тела, которые после прекращения сжатия принимают первоначальную форму. Например, если сжать пружину, а потом отпустить, она примет свою первоначальную форму.

Сжатый воздух тоже упруг, он стремится расшириться и занять прежнее место.

Для того, чтобы доказать, что воздух имеет массу, нужно сделать самодельные весы. Прикрепим сдутые воздушные шарики к концам палочки с помощью скотча. Положим длинную палочку на середину короткой, так чтобы концы уравновешивали друг друга. Соединим их ниткой. Прикрепим скотчем короткую палочку к двум банкам. Надуем один шарик и снова прикрепим его к палочке тем же кусочком скотча. Установим на прежнее место.

Мы увидим, как палочка наклоняется в сторону надутого шарика, потому что воздух, наполнивший шарик, делает его тяжелее. Из этого опыта можно сделать вывод, что воздух имеет массу и его можно взвесить.

Если воздух имеет массу, значит, он должен оказывать давление на Землю и все, что на ней находится. Так и есть, ученые подсчитали, что воздух атмосферы Земли оказывает на человека давление в 15 тонн (как три грузовика), но человек не чувствует этого, потому что в человеческом организме содержится достаточное количество воздуха, который оказывает давление такой же силы. Давление внутри и снаружи уравновешивается, поэтому человек ничего не ощущает.

Выясним, что происходит с воздухом при нагревании и охлаждении. Для этого проведем опыт: нагреем колбу со вставленной в нее стеклянной трубкой теплом своих рук и увидим, что из трубки в воду выходят пузырьки воздуха. Это происходит потому, что воздух в колбе при нагревании расширяется. Если накрыть колбу смоченной в холодной воде салфеткой, мы увидим, что вода из стакана по трубке поднимается вверх, потому что при охлаждении воздух сжимается.

Рис. 7. Свойства воздуха при нагревании и охлаждении ()

Чтобы узнать больше о свойствах воздуха, проведем еще один опыт: две колбы закрепим на трубке штатива. Они уравновешены.

Рис. 8. Опыт по определению движения воздуха

Но, если одну колбу нагреть, она поднимется выше другой, потому что горячий воздух легче холодного и поднимается вверх. Если над колбой с горячим воздухом закрепить полоски тонкой легкой бумаги, будет видно, как они трепещут и поднимаются вверх, показывая движение нагретого воздуха.

Рис. 9. Теплый воздух поднимается вверх

Знания этого свойства воздуха человек использовал при создании летательного аппарата - воздушного шара. Большая сфера, наполненная подогретым воздухом, поднимается высоко в небо и способна выдерживать вес нескольких человек.

Мы редко над этим задумываемся, но используем свойства воздуха каждый день: пальто, шапка или варежки не греют сами по себе - воздух в волокнах ткани плохо проводит тепло, поэтому, чем пушистее волокна, тем больше в них воздуха, а значит и теплее вещь, изготовленная из такой ткани.

Сжимаемость и упругость воздуха используют в надувных изделиях (надувные матрацы, мячи) и шинах различных механизмов (автомобили, велосипеды).

Рис. 14. Велосипедное колесо ()

Сжатый воздух может остановить на полном ходу даже железнодорожный состав. Воздушные тормоза установлены в автобусах, троллейбусах, составах метро. Воздух обеспечивает звучание духовых, ударных, клавишно-духовых инструментов. Когда барабанщик ударяет палочками по туго натянутой коже барабана, она колеблется, а воздух внутри барабана производит звук. В больницах установлены аппараты вентиляции легких: если человек не может самостоятельно дышать, его подключают к такому аппарату, который через специальную трубку подает в легкие обогащенный кислородом сжатый воздух. Сжатый воздух используют везде: в книгопечатании, строительстве, ремонте и др.

Окружающий мир

Тема: Как человек использует свойства воздуха.
Цель: Сформировать понятие о воздухе и его свойствах.

Оборудование: кассета №1 «Роль воздуха в нашей жизни, расход воздуха»,
кассета №2 «Вода, воздух, газы, кислород»
иллюстрация о способах использования воздуха.

I. Постановка проблемы и актуализация знаний.

Сегодня мы с вами поговорим о воздухе и его свойствах.
- Давайте разберем вопросы в начале параграфа.

1. Какими способами можно доказать, что воздух не пустое место?
Ответ: Надо продемонстрировать его наличие.
а) Для этого надо веером помахать перед лицом. Мы почувствуем прикосновение, хотя веер до нас не прикасался. Значит, между веером и лицом есть какое-то тело. Это воздух.
Б. Перевернем стакан вверх дном и медленно опустим его в банку с водой.
- Попадает ли вода в стакан? Почему?
Ответ: Не попадает. Препятствует воздух.

2. Как называется воздушная оболочка Земли?
Ответ: Воздушная оболочка Земли называется атмосфера.

3. Как используют воздух животные и растения?
Ответ: Все живые организмы дышат, используя кислород воздуха.
Растения употребляют воздух для поглощения углекислого газа, который используют в фотосинтезе и выделяют кислород.

Воздух образует воздушную оболочку, которая окружает земной шар и с помощью озонового слоя защищает поверхность Земли от губительного ультрафиолетового облучения.
Прочитайте задание 1-ое на с. 24
Причем чем выполнять задание 1-ое на с. 24 посмотрим фрагмент фильма «Вода». (2 мин.)

Ответ: Вода океанов испаряется и в виде облаков переносится ветрами в другие места, где выпадают дожди, питаются реки.
- А как возникает ветер?
Ответ: Участки земной поверхности нагреваются по разному: ветер дует от менее нагретого участка к более нагретому.

Человек издавна научился использовать как источник энергии.
Он изобрел парус, который позволил ему отправиться в путешествие.
Уже 2-3 тысячи лет назад египтяне плавали по Средиземному морю на вполне совершенных парусных судах.
В Средние века строились ветряные колеса для работы по хозяйству.
Однако и в современности ветряной двигатель играет все большую роль, так как в отличие от других источников он не загрязняет атмосферу.
Одним из способов передвижения по воздуху - воздушный шар, заполненный более легким, чем воздух газом или просто нагретым воздухом. Началом эры воздухоплавания следует считать 183 год, когда братья Монгольфье поднялись в воздух на воздушном шаре, заполненном горячим воздухом.
Возможность передвижения по воздуху летательных аппаратов связана с тем, что воздух обладает выталкивающей силой.
Прочитайте об этом в материале для любознательных. с. 25.
- Так какой силой обладает воздух?
Если тело оказывается легче воздуха, то оно может летать. Воздух расширяется при нагревании. От этого он становится легче воздуха и поднимается вверх.
- Так что происходит с воздухом при нагревании?
Однако главный недостаток воздушного шара - его слабая управляемость.
Лишь самолеты обеспечили людям возможность передвигаться на значительные расстояния с большой скоростью.
- Прочитайте об этом текст на с. 26.
- О каком еще свойстве воздуха вы узнали?
(У него низкая плотность.)
- Благодаря низкой плотности воздуха обладает еще одним свойством: он плохо проводит тепло. На этом свойстве основано создание человеком теплых вещей. Шерстяные вещи и шубы сохраняют в себе толстую воздушную прослойку, которая не дает телу потерять тепло.

2-ое задание на с. 26.
Зачеркни неверное утверждение:
. Одежда нагревается от тела.
. Одежда нагревает тело.

Физминутка.
- Чтобы познакомиться с еще одним свойством воздуха, проведем опыт, который нам предложили в 3-ем задании (с. 26).
- Какой вывод? (с. 27).
- Как называется это свойство?
Ответ: Это свойство называется упругостью.

На этом свойстве основано использование воздуха в автомобильных шинах, мячах, надувных матрацах.
- Давайте повторим, о каких свойствах воздуха вы узнали?
Свойства воздуха:
- расширяется при нагревании,
- плохо проводит тепло,
- низкая плотность,
- упругость.

Воздух - это смесь газов: азота, кислорода, углекислого газа и других.
В воздухе содержится:
21% кислорода
78 % азота
0,9 % благородных газов и
0,03% углекислого газа,
Кроме этого в небольших количествах содержится водород.
- Посмотрите фрагмент фильма «Состав воздуха». «Газы». «Кислород» (6 мин.)
- Из каких газов состоит воздух?

4. Теперь разберем вопросы в конце параграфа на 28-ой стр.
- Какие свойства воздуха важнее всего для мяча, одеяла и парашюта?
Для мяча - упругость,
для одеяла - слабое проведение тепла,
для парашюта - плотность.

Откуда берутся вещества, из которых состоят живые организмы.
Какой именно газ воздуха создает основу всех органических веществ?
Ответы: Живые организмы состоят из органического вещества. Растения создают органические вещества из углекислого газа и воды.
Поэтому основной газ, из которого состоят тела живых организмов - углекислый газ.

Какой газ воздуха поддерживает температуру нашего тела и температуру в печи?
Каким образом?
Ответы: Высокая температура нашего тела поддерживается за счет тепла, полученного при окислении пищи. Это становится возможным благодаря кислороду. Кислород обеспечивает и горение дров в печи.

Задание 4,5,6.

Задание 7.
- Какой рисунок вы не раскрасите? (Ракету)

Задание 8.
Для улавливания ветряным колесом даже слабого ветерка и увеличения грузоподъемности парашюта и планера надо увеличить площадь опоры и уменьшить вес.

Задание 9.
Из азота делают удобрения.
Кислород используют для сварки.
Углекислый газ - добавляют в газированную воду.
Водородом заполняют воздушные шары.

Задание 10.
- Какая сила поднимает в воздух воздушный шары?
Воздушные шары поднимает выталкивающая сила.

Итог. - Что нового узнали на уроке?
- Как человек использует свойства воздуха?

Дома: Параграф 20, задание 4 и 8.

Г де человек использует свойства воздуха

Работу выполнил Семёнов Владислав ученик 4 «В» класса ГБОУ СОШ №491 с углублённым изучением математики Классный руководитель: Кондратьева Мария Владимировна г. Санкт- Петербург 2013 г.

В последнее время человечество во многих машинах и технике использует воздух. Например: в ветряной мельнице, в ветряных электростанциях, в самолётах, в парашютах, в дирижаблях и даже в холодильниках и в компрессорах.

Но давайте рассмотрим всё по подробнее

Ветряная мельница История ветряной мельницы также уходит далеко в глубины веков. В древности для получения муки израильтяне, как и другие народы, мололи съедобные зерна «в жерновах». Работа на ручной мельнице была нелегкой. Постепенно вошли в обиход более тяжелые жернова, которые «вращались ослом» или другим животным. Точных известий об изготовлении первой ветряной мельницы история не сохранила. Но известно, что в Китае пользуются ветряками уже несколько тысячелетий. Крыльчатый ветродвигатель-самый древний и в то же время наилучший тип двигателя, к которому относится и ветряная мельница.

На чем основана работа ветряной мельницы Ветряная мельница - аэродинамический механизм, который выполняет механическую работу за счет энергии ветра, улавливаемой крыльями мельницы. Наиболее известным применением ветряных мельниц является их использование для помола муки. На протяжении долгого времени ветряные мельницы, наряду с водяными мельницами, были единственными машинами, которые использовало человечество.

Ветряные электростанции Ветряная электростанция - несколько ветрогенераторов, собранных в одном или нескольких местах. Крупные ветряные электростанции могут состоять из 100 и более ветрогенераторов. Иногда ветряные электростанции называют ветряными фермами. Ветряные электростанции строят в местах с высокой средней скоростью ветра - от 4,5 м/с и выше.

Ветряные электростанции Предварительно проводят исследование потенциала местности. Анемометры устанавливают на высоте от 30 до 100 метров, и в течение одного-двух лет собирают информацию о скорости и направлении ветра. Полученные сведения могут объединяться в карты доступности энергии ветра.

Первый дирижабль России "Учебный" - 1908 г. Дирижабль "Учебный" построен в России в 1908 году Поскольку дирижабль является летательным аппаратом легче воздуха, то он будет «плавать» в воздухе за счет Архимедовых сил, если его средняя плотность меньше или равна плотности атмосферы. Обычно оболочка классического дирижабля наполняется газом легче воздуха (водородом, гелием или метаном), при этом грузоподъёмность дирижабля пропорциональна внутреннему объёму оболочки с учётом массы конструкции.

Почему самолёты летают? На воду нельзя надёжно опереться-она жидкая. Однако водному лыжнику это удаётся, если он развивает достаточную скорость.Воздух-ещё менее плотное вещество,чем вода. Но если развить большую скорость, то, оказывается, и на него можно опереться. Это открытие позволило создать самолёты.

Почему самолёты летают? Самолеты весят значительно больше вытесняемого ими воздуха. Что же их удерживает в небе? Оказывается, им помогает подъемная сила. Но она работает лишь в том случае, если самолет движется в воздухе с большой скоростью. Во время движения воздух проходит над и под крыльями самолета. Благодаря специальной форме крыла воздух огибает его таким образом, что, проходя над крылом самолета, воздух разряжается, под крылом - сжимается. Таким образом, воздушные течения снизу «приподнимают» крылья, а сверху как бы «подталкивают» крылья кверху. Так создается подъемная сила.

Парусный корабль Парусные корабли плывут при помощи ветра

Спасибо за внимание!