Ciśnienie atmosferyczne

Romf2qiJBLaZG

Zdjęcie przedstawia duże kolorowe balony o różnych wzorach na tle błękitnego nieba. Każdy balon posiada w dolnej części kosz, w którym znajdują się osoby obsługujące palnik ogrzewający powietrze wewnątrz balonu.

1. Co to jest atmosfera?

Nad powierzchnią Ziemi znajduje się przylegająca do niej, gruba na wiele kilometrów powłoka – atmosferaatmosferaatmosfera. Tworzy ją mieszanina gazów zwana powietrzempowietrzepowietrzem. Składa się ono głównie z azotu, tlenu i niewielkich ilości innych gazów. Najważniejszy jest dla nas tlen zużywany w trakcie oddychania lub na przykład podczas spalania drewna. W wyniku tych procesów powstaje wykorzystywany przez rośliny dwutlenek węgla. W powietrzu znajduje się też para wodna, która po skropleniu może formować się w chmury. Opisując skład powietrza, pomija się parę wodną, gdyż jej ilość jest bardzo zmienna.

Atmosfera sprawia, że na naszej planecie może istnieć życie. Oddychamy zawartym w powietrzu tlenem. Dzięki atmosferze na Ziemi utrzymuje się odpowiednia temperatura. Ponadto powłoka ta chroni nas przed szkodliwym promieniowaniem.

RysVSAyjl62N0

Ilustracja przedstawia diagram pierścieniowy podający skład powietrza. Diagram kołowy jest odpowiednio podzielony na segmenty wskazujące składniki powietrza, czyli gazy. Największą część koła, bo ponad trzy czwarte, zajmuje azot. Atmosfera składa się z siedemdziesięciu ośmiu procent azotu. Pozostała ćwiartka koła jest podzielona zgodnie z procentowym składem gazów tworzących powietrze. Powietrze oprócz azotu zawiera dwadzieścia jeden procent tlenu, trzy setne dwutlenku węgla oraz inne gazy, których procentowo jest około jednego procenta.

Czyste powietrze nie ma smaku, zapachu oraz barwy. Nie można go zobaczyć, ponieważ jest przezroczyste. W jaki sposób przekonać się, że istnieje?

Wykrywanie powietrza

Obserwacja 1

Udowodnienie obecności powietrza wokół nas.

Co będzie potrzebne

• miska,

• woda,

• słomka.

Instrukcja

1. Nalej wody do miski.

2. Zatkaj palcem jeden koniec słomki.

3. Zanurz poziomo słomkę otwartym końcem do dołu. Zwróć uwagę, aby obydwa końce słomki znalazły się pod wodą.

4. Zabierz palec z wylotu słomki i zaobserwuj, co się stanie.

Podsumowanie

Jeśli po zwolnieniu palca ze słomki zaczęły wydobywać się pęcherzyki, oznacza to, że słomka nie mogła być pusta – wypełniał ją gaz. Jest to właśnie powietrze.

R1MkX87KrZX3A

Film przedstawia wykrywanie powietrza. Składa się on z kilku zdjęć przedstawiających krok po kroku, jak wykonać doświadczenie.

Film przedstawia wykrywanie powietrza. Składa się on z kilku zdjęć przedstawiających krok po kroku, jak wykonać doświadczenie.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1MkX87KrZX3A

Film przedstawia wykrywanie powietrza. Składa się on z kilku zdjęć przedstawiających krok po kroku, jak wykonać doświadczenie.

Ciekawostka

Gdybyśmy napełnili naczynie o pojemności 1 mIndeks górny 3³ powietrzem, to w temperaturze pokojowej (około 21 °C) ważyłoby ono około 1,2 kg. Wynika z tego, że powietrze znajdujące się w szkolnej sali (której średnia objętość to ok. 250 mIndeks górny 3³) waży więcej od ciebie.

RuOTOWdVo7NVK

Grafika przedstawia termometr i wagę. Termometr znajduje się po lewej stronie obrazka. Słupek termometru wskazuje na dwadzieścia jeden stopni Celsjusza. Po prawej stronie grafiki widać wagę hakową. Na niej zawieszona jest platforma, na której stoi przezroczysty sześcian powietrza. Na środku sześcianu zapisana jest jego objętość. Wynosi ona jeden metr sześcienny. Waga mierząca ciężar sześcianu wskazuje jeden i dwie dziesiąte kilograma.

Ciekawostka

Na dużych wysokościach powietrze jest znacznie rzadsze niż na poziomie morza. Dlatego na przykład himalaiści muszą nosić maski tlenowe, by móc oddychać.

RU6OrytjGUL5K

Zdjęcie przedstawia człowieka ubranego w żółto‑czarny puchowy kombinezon. Na czole ma gogle górskie, a na nosie i ustach maskę tlenową. Na nogach ma założone wysokie buty wspinaczkowe z kolcami na podeszwach. W lewej ręce osoba trzyma biało‑czerwono‑niebieską flagę. W tle widać kilka osób ubranych w takie same kostiumy, jak osoba na pierwszym planie, oraz kilka innych osób ubranych w czerwone stroje.

2. Co to jest ciśnienie atmosferyczne?

Powietrze składa się z cząsteczek, więc ma masę. To oznacza, że naciska ono na wszystko, co jest pod nim i w nim. Z naciskiem tym związane jest ciśnienie powietrza, zwane ciśnieniem atmosferycznymciśnienie atmosferyczneciśnieniem atmosferycznym.

Powietrze ogrzane staje się lżejsze od otoczenia i unosi się do góry, co nieco zmniejsza ciśnienie powietrza w tym obszarze. Natomiast ochładzając się, staje się cięższe i opada w dół, co nieco zwiększa ciśnienie. Wysoko w górach warstwa atmosfery naciskająca na powierzchnię Ziemi jest cieńsza. Dlatego ciśnienie będzie tam niższe w porównaniu z terenami położonymi niezbyt wysoko nad poziomem morza.

Zastanówmy się teraz, czy ciśnienie atmosferyczne wywiera nacisk tylko z góry. Wydaje się, że to oczywiste. Jednak pamiętajmy, że powietrze składa się z cząsteczek, które poruszają się we wszystkich kierunkach. Może więc ciśnienie oddziałuje na obiekty z różnych stron?

Działanie ciśnienia atmosferycznego

Obserwacja 4

Sprawdzenie, czy ciśnienie atmosferyczne oddziałuje na obiekty jedynie z góry.

Co będzie potrzebne

• plastikowa butelka,

• gumowa rękawiczka,

• gumka recepturka,

• taśma samoprzylepna.

Instrukcja

1. W dnie butelki zrób niewielki otwór i zaklej go taśmą samoprzylepną.

2. Napełnij butelkę wodą.

3. Wciśnij do szyjki butelki rękawiczkę tak, by z butelki wystawała tylko niewielka część z otworem na rękę. Zamocuj rękawiczkę za pomocą gumki recepturki.

4. Odklej taśmę z dna butelki. Co udało ci się zaobserwować?

R1Mowj8DUIgvh

Fotografia przedstawia szklany, wysoki, szeroki, przeźroczysty słoik, postawiony na drewnianej podłodze. W środku słoika znajduje się niebieska, gumowa rękawica.

Podsumowanie

Woda wypływa z butelki, a jej miejsce zajmuje powietrze. Dlatego rękawiczka stopniowo nadyma się jak balon, a sama butelka wygląda tak, jakby ktoś próbował ją zgnieść, gdyż ze wszystkich stron otacza ją powietrze. Butelka ulega zgnieceniu pod wpływem ciśnienia atmosferycznego. Gdyby naciskało ono tylko z góry, nie przyniosłoby to takiego efektu – musi więc działać na butelkę ze wszystkich stron.

Ciekawostka

Powietrze wywiera na naszą głowę nacisk podobny do tego, jaki wywierałby postawiony na niej samochód. Jednak nasz organizm wytwarza ciśnienie, które równoważy siłę nacisku z zewnątrz. 

R1PQwihuSSuJZ

Grafika przedstawia chłopca z brązowymi włosami i niebieskimi oczami. Chłopiec ubrany jest w fioletową koszulę. Pochyla on głowę w prawo i przykłada dłoń do czoła.

3. Jak mierzymy ciśnienie atmosferyczne?

Ciśnienie atmosferyczne mierzy się w paskalach – w skrócie Pa. Ponieważ osiąga ono duże wartości, dla wygody na przykład w prognozach pogody podaje się je w hektopaskalach (1 hPa = 100 Pa). Pomiary ciśnienia atmosferycznego wykonuje się przyrządem zwanym barometrembarometrbarometrem.

Ciekawostka

Nazwa paskal pochodzi od nazwiska francuskiego naukowca Blaise'a Pascala (czyt. [blejza paskala], który zajmował się m.in. matematyką, fizyką i inżynierią.

RBn90UuD459UB

Obraz przedstawia portret Baise Pascala na ciemnym tle. Mężczyzna ma jasną karnację, brązowe długie włosy, szeroki kołnierz, zakrywający szyję oraz duży, brązowy płaszcz.

Jak korzystać z barometru? Jeśli posiadasz takie urządzenie albo jest ono na wyposażeniu pracowni przyrodniczej w twojej szkole, to wykonaj obserwację.

R121Z1ZAg8ltc

Ilustracja przedstawia przekrój przez barometr, tak żeby ukazać jego budowę wewnętrzną. Główną częścią barometru jest metalowa puszka próżniowa, szczelnie zamknięta. Górna część puszki to płaska tarcza, na której znajduje się podziałka pomiarowa. Dokładnie w środku tarczy, zamocowane są dwie wskazówki, górna wskazówka to wskazówka kontrolna, a dolna to wskazówka pomiarowa. Wskazówki poruszają się na małym słupku, który jest częścią wrzeciona ukrytego pod tarczą. Wokół walcowatego wrzeciona owinięta jest końcówka dźwigni. Dźwignia za to przylega do puszki próżniowej.

Ciekawostka

Dawniej używano barometrów, których głównym elementem była rurka wypełniona rtęcią. Poziom cieczy zmieniał się w zależności od zmiany ciśnienia. Wartość ciśnienia podawano w milimetrach słupa rtęci. Do dziś zdarza się, że ta jednostka miary jest używana. Oznacza się ją w skrócie mmHg.

RWrL9kjsS0vVS

Grafika przedstawia barometr, który składa się ze szklanej rurki wypełnionej rtęcią. Rurka ma tylko jeden otwór i jest on skierowany w dół. Pod rurką znajduje się szerokie płaskie naczynie również wypełnione rtęcią. W górnej części, nad rtęcią, jest próżnia. Na obrazku narysowane są dwie strzałki. Jedna na słupku rtęci, która znajduje się w rurce, a druga obok rurki, ale poza jej obrębem. Obie strzałki skierowane są w dół. Strzałka w rurce opisana jest jako ciśnienie rtęci odpowiadające ciśnieniu powietrza. Strzałka poza rurką podpisana jest jako ciśnienie atmosferyczne. Słupek rtęci ma długość siedemset sześćdziesięciu milimetrów.

Podsumowanie

• Powietrze wywiera na każdą powierzchnię nacisk. Związane jest z nim ciśnienie zwane atmosferycznym.

• Ciśnienie zmienia się wraz z wysokością – im wyżej nad poziomem morza, tym jest niższe.

• Wartość ciśnienia mierzymy za pomocą barometru.

Praca domowa

Słownik

Zadania