Atmosferos slėgio pokytis atsižvelgiant į aukštį.
Pamokos tikslai :
R- plėtra loginis mąstymas studentai, žinios apie medžiagos rūšis ir jos savybes;
D- žinių apie slėgį dujose, Žemės atmosferos sandarą ir veiksnius, turinčius įtakos atmosferos slėgio kitimui, formavimas;
AT- pažintinio susidomėjimo pasaulio tyrinėjimu formavimas, smalsumo ugdymas ir ateities profesiniai įgūdžiai.
Pamokos tipas: naujos medžiagos mokymasis.
Pamokos planas.
- Pagrindinių žinių atnaujinimas.
- Naujos medžiagos mokymasis.
- Studijuotos medžiagos konsolidavimas. Namų darbai.
Parsisiųsti:
Peržiūra:
Atmosferos slėgio pokytis atsižvelgiant į aukštį.
Pamokos tikslai:
P – plėtra loginis mokinių mąstymas, žinios apie materijos rūšis ir jos savybes;
D – formavimas žinios apie slėgį dujose, Žemės atmosferos sandarą ir veiksnius, turinčius įtakos atmosferos slėgio kitimui;
AT - pažintinio susidomėjimo pasaulio tyrinėjimu formavimas, smalsumo ugdymas ir ateities profesiniai įgūdžiai.
Pamokos tipas : naujos medžiagos mokymasis.
Pamokos planas.
- Pagrindinių žinių atnaujinimas.
- Naujos medžiagos mokymasis.
- Studijuotos medžiagos konsolidavimas. Namų darbai.
Atmosfera pagyvina Žemę. Vandenynai, jūros, upės, upeliai, miškai, augalai, gyvūnai, žmogus – viskas gyvena atmosferoje ir jos dėka.
K. Flammarion
Atmosfera yra išorinis Žemės apvalkalas, kuris prasideda nuo jos paviršiaus ir tęsiasi erdvė apie 3000 km.
Žodis „atmosfera“ susideda iš dviejų dalių: iš graikų kalbos išvertus „atmos“ – garai, „sfera“ – rutulys.
Atmosferos atsiradimo ir vystymosi istorija yra gana sudėtinga ir ilga, ji siekia apie 3 milijardus metų. Per šį laikotarpį atmosferos sudėtis ir savybės ne kartą keitėsi, tačiau per pastaruosius 50 milijonų metų, pasak mokslininkų, jos stabilizavosi. Jis yra nevienalytis savo struktūra ir savybėmis. Atmosferos slėgis mažėja didėjant ūgiui.
1648 m. Paskalio vardu F. Perrier išmatavo gyvsidabrio stulpelio aukštį barometru Puy-de-Dome kalno papėdėje ir viršūnėje ir visiškai patvirtino Pascalio prielaidą, kad atmosferos slėgis priklauso nuo aukščio: viršuje. kalno gyvsidabrio stulpelis pasirodė mažesnis nei 84,4 mm. Kad nekiltų abejonių, kad atmosferos slėgis mažėja didėjant aukščiui virš Žemės, Pascalis atliko dar kelis eksperimentus, tačiau šį kartą Paryžiuje: po ir virš Dievo Motinos katedros, Saint-Jacques bokšto, taip pat aukščio pastatas su 90 laiptelių. Savo rezultatus jis paskelbė brošiūroje The Tale of the Great Fluid Equilibrium Experiment.
Kokia yra oro slėgio mažėjimo dėl aukščio priežastis?
Slėgio mažėjimas didėjant aukščiui paaiškinamas mažiausiai dviem priežastimis:
1) oro sluoksnio storio (t. y. oro stulpelio aukščio) sumažėjimas, dėl kurio susidaro slėgis;
2) oro tankio mažėjimas didėjant aukščiui dėl gravitacijos mažėjimo nutolus nuo Žemės centro.
Keliant kas 10,5 m, slėgis sumažėja 1 mm Hg.
Norėdami atsekti slėgio pokytį kintant aukščiui virš Žemės, prisiminkime pačią Žemės atmosferos struktūrą.
Nuo 1951 m. Tarptautinės geofizikos sąjungos sprendimu buvo įprasta dalytisatmosferą į penkis sluoksnius: - troposfera,
Stratosfera,
mezosfera,
Termosfera (jonosfera),
Egzosfera.
Šie sluoksniai neturi aiškiai apibrėžtų ribų. Jų vertė priklauso nuo stebėjimo vietos geografinės platumos ir laiko.
Arčiausiai Žemės paviršiaus esantis oro sluoksnis yra troposfera . Jo aukštis virš poliarinių sričių siekia 8–12 km, virš vidutinio klimato zonų – 10–12 km, o virš pusiaujo – 16–18 km. Šiame sluoksnyje sutelkta apie 80% visos masės. atmosferos oras ir tūrinė drėgmė. Sluoksnis gerai praleidžia saulės spindulius, todėl jame esantis oras šildomas iš žemės paviršiaus. Oro temperatūra nuolat mažėja didėjant aukščiui. Šis sumažėjimas yra apie 6°C vienam kilometrui. Viršutiniuose troposferos sluoksniuose oro temperatūra siekia minus 55 laipsnius šilumos. Dangaus spalva šiame sluoksnyje yra mėlyna. Beveik visi orą lemiantys reiškiniai vyksta troposferoje. Būtent čia susidaro perkūnija, vėjai, debesys, rūkai. Būtent čia vyksta procesai, lemiantys kritulius lietaus ir sniego pavidalu. Dėl šios priežasties troposfera vadinama orų gamykla.
Kitas sluoksnis yra stratosfera . Jis tęsiasi nuo 18 iki 55 km aukščio. Jame labai mažai oro – 20% visos masės – ir beveik nėra drėgmės. Stipriausi vėjai dažnai pučia stratosferoje. Retkarčiais čia susidaro perlamutriniai debesys, susidedantys iš ledo kristalų. Įprasti oro reiškiniai čia nepastebimi. Dangaus spalva stratosferoje yra tamsiai violetinė, beveik juoda.
Įsikūręs nuo 50 iki 80 km aukštyje mezosfera. Oras čia dar plonesnis. Čia sutelkta apie 0,3% visos jo masės. Į Žemės atmosferą patekę meteorai sudega mezosferoje. Čia susidaro sidabriniai debesys.
Virš mezosferos yra apie 800 km aukščiotermosfera (jonosfera). Pasižymi dar mažesniu oro tankiu ir galimybe gerai pravesti elektrą bei atspindėti radijo bangas. Auroros susidaro termosferoje.
Paskutinis atmosferos sluoksnis egzosfera. Jis tęsiasi iki maždaug 10 000 km aukščio.
Reikia pažymėti, kad atmosfera turi didelę ekologinę reikšmę.
Jis saugo visus gyvus Žemės organizmus nuo destruktyvios kosminės spinduliuotės ir meteoritų smūgių įtakos, reguliuoja sezoninius temperatūros svyravimus, balansuoja ir išlygina kasdienius. Jei atmosferos nebūtų, tai paros temperatūros svyravimas Žemėje siektų ±200 °C.
Atmosfera yra ne tik gyvybę teikiantis „buferis“ tarp kosmoso ir mūsų planetos paviršiaus, šilumos ir drėgmės nešėjas, per ją taip pat vyksta fotosintezė ir energijos mainai – pagrindiniai biosferos procesai. Atmosfera turi įtakos visų litosferoje vykstančių procesų pobūdžiui ir dinamikai (fizinis ir cheminis atmosferos poveikis, vėjo aktyvumas, natūralūs vandenys, amžinasis įšalas, ledynai).
Tačiau ne visos planetos turi atmosferą. Pavyzdžiui, mėnulis neturi atmosferos. Mokslininkai spėja, kad anksčiau Mėnulis turėjo atmosferą, tačiau Mėnulis negalėjo jos išlaikyti, nes jo gravitacija per maža, kad išlaikytų atmosferą. Merkurijuje taip pat nėra atmosferos.
O kaip gyvi organizmai prisitaiko prie šio spaudimo?
Atmosferos slėgis žmonių gyvenime ir laukinėje gamtoje.
Žmogaus kūnas yra prisitaikęs prie atmosferos slėgio ir netoleruoja jo mažėjimo. Lipdamas aukštai į kalnus nepasiruošęs žmogus jaučiasi labai prastai. Pasidaro sunku kvėpuoti, iš ausų ir nosies dažnai bėga kraujas, galite prarasti sąmonę. Kadangi dėl atmosferos slėgio sąnarių paviršiai tvirtai priglunda vienas prie kito (sąnariai dengiančiame sąnaryje slėgis sumažėja), tai aukštai kalnuose, kur atmosferasferinis slėgis smarkiai krenta, sutrinka sąnarių veikla, blogai paklūsta rankos ir kojos, lengvai atsiranda išnirimų.
Tenzingas Nordgay, vienas pirmųjų Everesto užkariautojų, dalijosi prisiminimais, kad paskutiniai 30 m buvo patys sunkiausi, kojos buvo ketaus, kiekvieną žingsnį reikėjo žengti sunkiai. Jis nustatė sau standartą: keturi žingsniai ilsisi, keturi žingsniai ilsisi.
Kodėl lipti taip sunku? Taip yra dėl žemo atmosferos slėgio ir jo poveikio žmogaus organizmui. Kaip elgtis kalnuose ir kopiant? (Aklimatizacija, stebėti kuprinės svorį, vitaminų ir kalio turtingas maistas širdies darbui, tolygiai paskirstyti krūvį).
Alpinistai, pilotai įkopdami į aukštį su savimi pasiima deguonies prietaisus ir prieš kopdami sunkiai treniruojasi. Mokymo programa apima privalomus mokymus slėgio kameroje, kuri yra hermetiškai uždaryta plieninė kamera, sujungta su galingu išmetimo siurbliu.
Atmosferos slėgis turi įtakos judant per pelkėtas vietas. Po koja, kai ją pakeliame, susidaro išretėjusi erdvė ir atmosferos slėgis neleidžia kojos ištraukti. Jei arklys juda per pelkę, tada jo kietos kanopos veikia kaip stūmokliai. Sudėtingos kanopos, pavyzdžiui, kiaulės, susidedančios iš kelių dalių, ištraukiamos kojos suspaudžiamos ir leidžia orui patekti į susidariusią įdubą. Tokiu atveju tokių gyvūnų kojos laisvai ištraukiamos iš dirvožemio.
Kaip mes geriame? Pridėję stiklinę prie lūpų, pradedame traukti skystį į save. Skysčio susitraukimas sukelia išsiplėtimą krūtinė, oras plaučiuose ir burnos ertmėje išleidžiamas ir atmosferos slėgis ten „varo“ kitą skysčio porciją. Taigi organizmas prisitaiko prie atmosferos slėgio ir juo naudojasi.
Ar kada susimąstėte, kaip mes kvėpuojame? Kvėpavimo mechanizmas yra toks: raumenų pastangomis padidiname krūtinės ląstos tūrį, tuo tarpu oro slėgis plaučių viduje mažėja ir atmosferos slėgis stumia ten dalį oro. Iškvėpus vyksta atvirkštinis procesas. Mūsų plaučiai veikia kaip siurblys, kai įkvepiame kaip iškrova, o kai iškvepiame, kaip siurblys.
musės ir medžių varlių gali prilipti prie lango stiklo dėl mažyčių siurbtukų, kuriuose susidaro vakuumas ir atmosferos slėgis išlaiko siurbtuką ant stiklo.
Dramblys naudoja atmosferos slėgį, kai nori atsigerti. Jo kaklas trumpas, jis negali nulenkti galvos į vandenį, o nuleidžia tik kamieną ir traukia orą. Atmosferos slėgio įtakoje kamienas prisipildo vandens, tada dramblys jį sulenkia ir pila vandenį į burną.
Medžiagos tvirtinimas.
1. Kokius pojūčius patiria žmogus kopdamas į kalnus, kur slėgis mažesnis? - (aukštumos ligos požymiai – taip nutinka todėl, kad žmogaus organizmas neprisitaiko prie mažesnio atm. slėgio dideliame aukštyje).
2. Koks slėgis plokštumoje? (sukuriamas dirbtinis spaudimas, patogus žmogui).
3 . 1 užduotis. Kalno papėdėje atmosferos slėgis siekia 760 mm. rt. Art. Jo viršuje atmosferos slėgis yra 460 mm. rt. Art. Raskite kalno aukštį.
4. 2 užduotis. Paviršiuje atmosferos slėgis yra 752 mm Hg. Koks atmosferos slėgis 200 m gylio kasyklos dugne? (771,05 mmHg ).
5. 3 užduotis. Kasyklos dugne barometras užfiksavo 780 mm Hg slėgį, o Žemės paviršiuje – 760 mm Hg. Raskite kasyklos gylį. (210 m [(780-760)x10,5=210).
6. Ar kinta atmosferos slėgis lifte jam kylant? juda žemyn?
7. Kodėl sandariai uždarytų stiklinių indelių negalima registruoti kaip bagažo?
Oro svoris. Sąvokos apibrėžimas
Oras, kaip ir bet kuris kitas kūnas, turi svorį, o tai reiškia, kad jis spaudžia po juo esantį paviršių. Oro stulpelis spaudžia 1 kub. cm paviršiaus ta pačia jėga kaip ir 1 kg svorio 33 g.
Atmosferos slėgis - jėga, kuria oras spaudžia žemės paviršių ir ant jo esančius daiktus.
Žmogus nejaučia aukštas spaudimas, kuriuo jį spaudžia oras, nes jį subalansuoja kūno viduje esantis oro slėgis.
Oro masė skirtinguose aukščiuose nėra vienoda. Kuo didesnis, tuo žemesnis atmosferos slėgis.
Ryžiai. 1. Atmosferos slėgio ir oro temperatūros pokyčių lentelė su aukščiu
Atmosferos slėgio prietaisai
Atmosferos slėgiui matuoti yra įvairių prietaisų:
1. Gyvsidabrio barometrai
2. Aneroidai
3. Hipsotermometrai
Ryžiai. 2. Gyvsidabrio barometras
Barometrinis slėgis matuojamas milimetrais gyvsidabrio kolona(mmHg.).
Normalus atmosferos slėgis - slėgis 760 mm Hg. Art. 45 laipsnių platumoje jūros lygyje esant 0 laipsnių temperatūrai.Jei gyvsidabrio aukštis pakyla virš 760 mm Hg. Art., tada toks slėgis vadinamas padidintu, ir atvirkščiai. Kiekviena Žemės teritorija turi savo normalaus atmosferos slėgio rodiklius, nes ne visi taškai yra 0 metrų aukštyje ir 45 platumoje. Pavyzdžiui, Maskvoje normalus atmosferos slėgis yra 747–748 mm Hg. Art. Sankt Peterburge normalus atmosferos slėgis yra 753 mm Hg. Art., nes jis yra žemiau Maskvos.
Ryžiai. 3. Aneroidinis barometras
Ryžiai. 4. Hipsotermometras (1 - hipsotermometras (kartu su termometru); 2 - stiklinis vamzdelis; 3 - metalinis indas)
Hipsometras, termobarometras, prietaisas atmosferos slėgiui matuoti pagal verdančio skysčio temperatūrą. Skystis užvirsta, kai jame susidarančių garų elastingumas pasiekia išorinio slėgio vertę. Matuojant verdančio skysčio garų temperatūrą pagal specialias lenteles randama atmosferos slėgio reikšmė.
Atmosferos slėgio pokytis
Atmosferos slėgio pokyčių modeliai:
1. Keliant kas 10,5 metro atmosferos slėgis sumažėja 1 mm Hg. Art.
2. Šilto oro slėgis žemės paviršiuje yra mažesnis nei šalto oro (nes šaltas yra sunkesnis).
Be to, atmosferos slėgio reikšmės keičiasi per dieną, sezonus.
Bibliografija
Pagrindinis
1. Pradinis geografijos kursas: vadovėlis. 6 ląstelėms. bendrojo išsilavinimo institucijos / T.P. Gerasimova, N.P. Nekliukovas. – 10 leid., stereotipas. – M.: Bustard, 2010. – 176 p.
2. Geografija. 6 klasė: atlasas. – 3 leid., stereotipas. – M.: Bustard; DIK, 2011. - 32 p.
3. Geografija. 6 klasė: atlasas. – 4 leid., stereotipas. – M.: Bustard, DIK, 2013. – 32 p.
4. Geografija. 6 langeliai: tęsinys. žemėlapiai: M.: DIK, Drofa, 2012. - 16 p.
Enciklopedijos, žodynai, žinynai ir statistikos rinkiniai
1. Geografija. Šiuolaikinė iliustruota enciklopedija / A.P. Gorkinas. – M.: Rosmen-Press, 2006. – 624 p.
1. Federalinis pedagoginių matavimų institutas ().
2. Rusų kalba geografinė visuomenė ().
3. Geografia.ru ().
4. Didžioji tarybinė enciklopedija ().
Slėgis- tai yra fizinis kiekis rodantis veikianti jėga statmeno tam paviršiui paviršiaus ploto vienetui.
Slėgis apibrėžiamas kaip P = F / S, kur P yra slėgis, F yra slėgio jėga, S yra paviršiaus plotas. Iš šios formulės matyti, kad slėgis priklauso nuo kūno paviršiaus ploto, veikiančio tam tikra jėga. Kuo mažesnis paviršiaus plotas, tuo didesnis slėgis.
Slėgio vienetas yra Niutonas per kvadratinis metras(H / m 2). Taip pat slėgio vienetus N / m 2 galime paversti paskaliais, matavimo vienetais, pavadintais prancūzų mokslininko Blaise'o Pascalio, išvedusio vadinamąjį Paskalio dėsnį, vardu. 1 N / m 2 \u003d 1 Pa.
Ką???
Slėgio matavimas
Dujų ir skysčių slėgis - manometras, diferencinio slėgio matuoklis, vakuumo matuoklis, slėgio jutiklis.Atmosferos slėgis – barometras.
Kraujospūdis - tonometras.
Ir taip, dar kartą, slėgis apibrėžiamas kaip P = F / S. Jėga gravitaciniame lauke lygi svoriui - F = m * g, kur m yra kūno masė; g yra laisvojo kritimo pagreitis. Tada spaudimas
P = m * g / S . Naudodami šią formulę galite nustatyti slėgį, kurį kūnas daro ant paviršiaus. Pavyzdžiui, žmogus ant žemės.
Atmosferos slėgis mažėja didėjant aukščiui. Nustatyta atmosferos slėgio priklausomybė nuo aukščio barometrinė formulė
-
P = Po*exp(- μgh/RT) . Čia μ = 0,029 kg/m3 yra dujų (oro) molekulinė masė; g = 9,81 m/s2 – laisvo kritimo pagreitis; h - h o - skirtumas tarp aukščio virš jūros lygio ir aukščio, paimto ataskaitos pradžioje (h=h o); R \u003d 8,31 - J / mol K - dujų konstanta; Ro – atmosferos slėgis aukštyje, kuris laikomas atskaitos tašku; T yra temperatūra Kelvinais.
Praktinis darbas № 6
Tema: Barinis laukas
Tikslas:
Užduotys:
Užduotis numeris 1
1) 2000m/10,5m*1,33 = 253hPa
2) 4000/15*1,33 = 354,6 hPa
3)8200m-6000m=2240m
4) 2240/20*1,33=149 hPa
255 hPa
Užduotis numeris 2
1) 2000m/10,5m*1,33 = 253hPa
2) 1000/15*1,33 = 88,6 hPa
3) 1013 – 253 – 88,6 = 670 hPa
4) 2000/15*1,33 = 177 hPa
5) 670 – 177 = 493 hPa
Užduotis numeris 3
1) 255 – 200 = 55 hPa
2) 55hPa * 20 = 1100m
3) 8240 * 1100 = 9340 m
Užduotis numeris 4
| Aukštis, m | Kompiuterija | Gauta vertė, hPa |
| 1013 – (500*1,33/10,5) | ||
| 950– 63 | ||
| 887 - 63 | ||
| 824 - 63 | ||
| 717 - 44 | ||
| 673 - 44 | ||
| 629 - 44 | ||
| 585 - 44 | ||
| 541 – 44 | ||
| 497 – 44 | ||
| 453 – 44 | ||
| 376 – 33 | ||
| 343 – 33 | ||
| 310 – 33 | ||
| 277 - 33 | ||
| 244 – (348/20*1,33) |
aukščio liga (aukščio hipoksija
aklimatizacija;
Užduotis numeris 5
barinis laukas.
|
Užduotis numeris 6
Paaiškinkite priežastį.
a) diena b) naktis
| . | |||||||||
| . | . | . | |||||||
| . | . | ||||||||
| . | . | . | |||||||
| . | |||||||||
| . | . | ||||||||
| . | . | ||||||||
| . | |||||||||
| . | |||||||||
| . | |||||||||
| . | |||||||||
| . | |||||||||
| . | . | ||||||||
| . | . | . | |||||||
| . | |||||||||
| . | |||||||||
| . | |||||||||
| . | |||||||||
| . | |||||||||
| . | |||||||||
| . | . |
ŽEMĖ / JŪRA
Tokių teritorijų pavyzdys:
Užduotis numeris 7
Užduotis numeris 8
Ryžiai. 6.5. Objekto aukščio nustatymas pagal atmosferos slėgio lygį
Užduotis numeris 9
Nubrėžkite oro judėjimo linijas šiaurinio pusrutulio ciklonuose ir anticiklonuose, atsižvelgdami į nukreipiamą Koriolio jėgą.
Ryžiai. 6.6 Oro judėjimas ciklonuose ir anticiklonuose
6.3 lentelė. Atmosferos sūkurių charakteristikos
Užduotis numeris 10
Ryžiai. 6.7. izobarinis paviršius
Kokį atmosferos sūkurio fragmentą gavote?
Nurodykite 2 ženklus, pagal kuriuos jį atpažinote:
Užduotis numeris 11
Ryžiai. 6.8. Atmosferos slėgio pasiskirstymas tarp sausumos ir jūros skirtingi sezonai metų
Kokia vėjo susidarymo schema parodyta šiame paveikslėlyje? _____________
Užduotis numeris 12
Figūrose nubrėžkite barinio lauko sezoninį pasiskirstymą, pasižymėkite ir sąlyginai nubrėžkite virš nurodytų paviršių susidarančius atmosferos sūkurius (izobarus). Rodyklės rodo judėjimo kryptį oro masės su tokiu barinio lauko pasiskirstymu.
Ryžiai. 6.9. Atmosferos slėgio pasiskirstymas tarp sausumos ir jūros skirtingais metų laikais
Užduotis numeris 13
Ryžiai. 6.10. Atmosferos slėgio pasiskirstymas tarp sausumos ir jūros skirtingas laikas dienų
Kokia vėjo susidarymo schema parodyta šiame paveikslėlyje? _________
Užduotis numeris 14
6.4 lentelė. Mažiausio ir didžiausio atmosferos slėgio pasiskirstymas
Paaiškink kodėl:
Užduotis numeris 15
Nubraižykite sąlyginius atmosferos sūkurius ir oro judėjimo juose kryptis. Ciklonui paimkite slėgį 985 hPa centre, anticiklono - 1030 hPa. Nubrėžkite izobarus per 5 hPa ir nurodykite šias slėgio reikšmes su atstumu nuo atmosferos sūkurio centro.
Ryžiai. 6.11- Atmosferos sūkuriaiŠiaurės ir Pietų pusrutuliai
Užduotis numeris 16
Į kokį aukštį reikia pakilti, kad atmosferos oro slėgis sumažėtų 1 mm Hg? Remkitės tuo, kad kalno papėdėje slėgis buvo 760 mm Hg, o kalno aukštis - 2100 m, o slėgis - 560 mm Hg. Konvertuokite nurodytas reikšmes į hPa.
Nubraižykite sąlyginio kalno schemą, pritaikykite jai atmosferos slėgio vertes. Užsirašykite žingsnius atmosferos slėgiui apskaičiuoti.
Užduotis numeris 17
Nustatykite kalno aukštį, jei papėdėje atmosferos slėgis yra 760 mm Hg, o viršuje - 360 mm Hg. Konvertuokite nurodytas reikšmes į hPa.
Nubraižykite sąlyginio kalno schemą, pritaikykite jai atmosferos slėgio vertes. Užsirašykite žingsnius atmosferos slėgiui apskaičiuoti
Užduotis numeris 18
Nubrėžkite izobarus. Konvertuoti mmHg hPa ir pasirašykite visas toliau nurodytas reikšmes. Rodyklės rodo, kur pučia vėjas, atsižvelgiant į vėjo sukimosi dinamiką Šiaurės pusrutulyje.
| ∙ | |||||||
| ∙ | ∙ | ||||||
| ∙ | |||||||
| ∙ | |||||||
| ∙ | |||||||
| ∙ | |||||||
| ∙ | ∙ | ||||||
| ∙ | ∙ | ∙ | |||||
| ∙ | |||||||
| ∙ |
Ryžiai. 6.12. Vėjo pasiskirstymas priklausomai nuo atmosferos slėgio lygio
Atsakyti į klausimus:
Užduotis numeris 19
Nubrėžkite izobarus. Konvertuoti hPa į mmHg. ir pasirašykite žemiau visų vertybių. Rodyklės rodo, kur pučia vėjas, atsižvelgiant į vėjo sukimosi dinamiką Šiaurės pusrutulyje.
| ∙ | |||||||||
| ∙ | |||||||||
| ∙ | ∙ | ||||||||
| ∙ | |||||||||
| ∙ | |||||||||
| ∙ | ∙ | ||||||||
| ∙ | ∙ | ||||||||
| ∙ | ∙ | ||||||||
| ∙ | |||||||||
| ∙ |
Ryžiai. 6.13. Vėjo pasiskirstymas priklausomai nuo atmosferos slėgio lygio
Atsakyti į klausimus:
Užduotis numeris 20
Duotas barinis laukas. Nubrėžkite izobarus. Susidariusius oro sūkurius pasirašykite raidėmis, kurios dažniausiai žymimos meteorologijoje. Rodyklėmis nurodykite, kaip oro masės judės kiekviename oro sūkuryje, atsižvelgiant į Šiaurės pusrutulio ypatybes.
| ∙ | |||||||||
| ∙ | |||||||||
| ∙ | ∙ | ||||||||
| ∙ | |||||||||
| ∙ | ∙ | ||||||||
| ∙ | ∙ | ||||||||
| ∙ | ∙ | ∙ | |||||||
| ∙ | ∙ | ||||||||
| ∙ | ∙ | ||||||||
| ∙ | |||||||||
| ∙ | ∙ | ∙ | |||||||
| ∙ | |||||||||
| ∙ | ∙ | ||||||||
| ∙ | ∙ | ||||||||
| ∙ | |||||||||
| ∙ |
Ryžiai. 6.14. Vėjo pasiskirstymas priklausomai nuo atmosferos slėgio lygio
Atsakyti į klausimus:
Praktinis darbas Nr.6
Tema: Barinis laukas
Tikslas: atmosferos slėgio pasiskirstymo modelių ir procesų barų laukuose tyrimas.
Užduotys:
1. Atmosferos slėgio ir vėjo krypties matavimo prietaisų tyrimas.
2. Barinių laukų kūrimo įgūdžių įgijimas.
3. Slėgio pokyčio su aukščiu skaičiavimo įgūdžių įgijimas.
4. Išmokti daryti logiškas išvadas apie oro būklę ir oro masių judėjimą remiantis bariniais laukais.
Užduotis numeris 1
Koks atmosferos slėgis bus kalnuose 8240 m aukštyje.. Tarkime, kad slėgis jūros lygyje yra 1013 hPa. Pateikite skaičiavimą.
Kas 10,5 m slėgis nukrenta 1 mm Hg. Nuo 2000 m aukščio 1 mm Hg. Art. esant 15 m.. Iš 6000 m aukščio 1 mm Hg. Art. esant 20 m.
1 hPa = 0,75 mmHg Art. Arba 1 mm Hg. Art. = 1,333 hPa (133,322 Pa).
1) 2000m/10,5m*1,33 = 253hPa
2) 4000/15*1,33 = 354,6 hPa
3)8200m-6000m=2240m
4) 2240/20*1,33=149 hPa
5) 1013 – 253 – 356,4 – 149 = 255 hPa
Užduotis numeris 2
Esate kalnuose 5000 m aukštyje, koks bus slėgis šiame aukštyje? Kas yra 3000 m aukštyje? Pateikite skaičiavimus hPa. Tarkime, kad slėgis jūros lygyje yra 1013 hPa.
1) 2000m/10,5m*1,33 = 253hPa
2) 1000/15*1,33 = 88,6 hPa
3) 1013 – 253 – 88,6 = 670 hPa
4) 2000/15*1,33 = 177 hPa
5) 670 – 177 = 493 hPa
Užduotis numeris 3
Kokiame aukštyje esate, jei išmatuotas atmosferos slėgis yra 200 hPa? Tarkime, kad slėgis jūros lygyje yra 1013 hPa. Atnešk skaičiavimus.
Iš 1 užduoties slėgis aukštyje 8240 = 255 hPa
1) 255 – 200 = 55 hPa
2) 55hPa * 20 = 1100m
3) 8240 * 1100 = 9340 m
Užduotis numeris 4
Pradedi kopti į kalnus maksimalus aukštis kalnai yra 8848 m Apskaičiuokite atmosferos slėgį kas 500 m.
6.1 lentelė. Atmosferos slėgio verčių kitimo su aukščiu skaičiavimas
| Aukštis, m | Kompiuterija | Gauta vertė, hPa |
| 1013 – (500*1,33/10,5) | ||
| 950– 63 | ||
| 887 - 63 | ||
| 824 - 63 | ||
| 761 – (500*1,33/15) = 761 – 44 | ||
| 717 - 44 | ||
| 673 - 44 | ||
| 629 - 44 | ||
| 585 - 44 | ||
| 541 – 44 | ||
| 497 – 44 | ||
| 453 – 44 | ||
| 409 – (500*1,33/20) = 409 - 33 | ||
| 376 – 33 | ||
| 343 – 33 | ||
| 310 – 33 | ||
| 277 - 33 | ||
| 244 – (348/20*1,33) |
Ryžiai. 6.1. Slėgio pasiskirstymas su aukščiu
Apie kokį sielvartą kalbama šioje užduotyje?
Kuriame kalnų sistema ji yra įsikūrusi?
Kodėl alpinistams reikalingi tokie skaičiavimai?
Kad susidarytų supratimas apie slėgio pasiskirstymą skirtinguose aukščiuose.
Su kokiais sunkumais susiduria alpinistai kopdami į tokį aukštį?
aukščio liga (aukščio hipoksija) – skausminga būklė, susijusi su deguonies badu dėl sumažėjusio dalinio deguonies slėgio įkvėptame ore, kuris pasireiškia aukštai kalnuose.
Kokių atsargumo priemonių jie imasi?
Žmogus sugeba prisitaikyti prie didelio aukščio hipoksijos, sportininkai naudoja šias adaptacijos rūšis siekdami pagerinti savo sportinius rezultatus. Galimos adaptacijos riba laikomi aukščiai nuo 8000 metrų, po kurių įvyksta mirtis.
Norint išvengti ir sumažinti kalnų ligos apraiškas, rekomenduojama:
iki 3000 m aukščio kiekvieną dieną didinti aukštį ne daugiau kaip 600 m, o lipant
aukštis virš 3000 m kas 1000 m padaryti vieną dieną prastovos aukštyje
aklimatizacija;
arba pirmą kartą pasireiškus simptomams bet kuriame aukštyje, sustoti šiame aukštyje aklimatizacijai ir tęsti kilimą tik tada, kai simptomai išnyksta, jei simptomai neišnyksta per tris dienas, reikia manyti, kad yra kitų ligų, pradėti leistis žemyn. ir kreiptis medicininės pagalbos.
pristačius transportu didelis aukštis, per pirmąsias 24 valandas nepakilkite dar aukščiau;
reikia gerti daug vandens ir maisto, kuriame gausu angliavandenių;
atminkite, kad aukštyje virš 5800 m aukščio ligos simptomai bus tik
padidėti, nepaisant bet kokios aklimatizacijos, todėl net ir esant puikiai sveikatai ir savijautai reikėtų vengti savarankiškai lankytis didesniame nei 5000 m aukštyje, juolab kad paprastai tokiame aukštyje žmonės susiduria retai, o pablogėjus sveikatai niekuo nepadėti.
Užduotis numeris 5
barinis laukas. Sujunkite taškus su izobarais. Naudokite gradiento „užpildymo“ fonui violetinė: maksimalus slėgis - prisotinta spalva; min slėgis – permatoma spalva. Izobarų galai, kurių negalima uždaryti pasirinktame vaizdo lauke, rodomi jo rėmelyje.
Gautoje barinio lauko diagramoje, kuriuose taškuose ( laiškus) slėgis bus minimalus ________, didžiausias _______________.
Kaip slėgis keisis nuosekliai (padidės arba kris) pagal šias linijas:
В-А__________________________, skirtumas bus _______________hPa,
E-G ______________________, skirtumas bus _______________hPa,
G-F __________________________, skirtumas bus _______________hPa,
С-А__________________________, skirtumas bus _______________ hPa,
F-B_________________________, skirtumas bus _______________hPa,
D-C__________________________, skirtumas bus _______________hPa.
Kaip pasikeis atmosferos oro slėgis išilgai EAF linijos?
Kokias reikšmes jis atitiks kiekviename taške? Užpildyk lentelę.
6.2 lentelė. Slėgio pasiskirstymas bariniame lauke
|
Ryžiai. 6.2. Barinio lauko formavimas
Kokiu „žingsniu“ brėžiamos izobaros?
Pagal atstumą tarp izobarų atsakykite: vakarinėje ar rytinėje pusėje temperatūra bus aukštesnė, kurioje – žemesnė? Kodėl?
Užduotis numeris 6
Nubrėžkite izobarus. Rodyklėmis nurodykite kryptį, kuria pučia vėjas. Paaiškinkite priežastį.
Kuriam paros laikui būdingas toks atmosferos slėgio pasiskirstymas?
a) diena b) naktis
| . | |||||||||
| . | . | . | |||||||
| . | . | ||||||||
| . | . | . | |||||||
| . | |||||||||
| . | . | ||||||||
| . | . | ||||||||
| . | |||||||||
| . | |||||||||
| . | |||||||||
| . | |||||||||
| . | |||||||||
| . | . | ||||||||
| . | . | . | |||||||
| . | |||||||||
| . | |||||||||
| . | |||||||||
| . | |||||||||
| . | |||||||||
| . | |||||||||
| . | . |
ŽEMĖ / JŪRA
Ryžiai. 6.3. Atmosferos slėgio pasiskirstymo dieną ir naktį tarp sausumos ir jūros ypatybės
Kaip vertybės bus paskirstytos kitu paros metu?
Kaip vertybės bus paskirstytos kitu metų laiku?
Tokių teritorijų pavyzdys:
Užduotis numeris 7
Iki kokio aukščio reikia pakilti, kad atmosferos slėgis sumažėtų 1 mm Hg.
Pateikite skaičiavimą:
1) 760–560 = 200 mm Hg. Art.
2) 2100 m / 200 mmHg Art. = 10,5 m
| 560 mmHg 760 mmHg |
Ryžiai. 6.4. Atmosferos slėgio kitimo su aukščiu modelis
Oro slėgis tame pačiame žemės paviršiaus taške nepasilieka pastovus, o kinta priklausomai nuo įvairių atmosferoje vykstančių procesų. „Normaliu“ atmosferos slėgiu sąlyginai laikomas slėgis, lygus 760 mmHg, t.y. viena (fizinė) atmosfera (§154).
Oro slėgis jūros lygyje visuose taškuose pasaulis vidutiniškai arti vienos atmosferos. Kylant virš jūros lygio pastebėsime, kad oro slėgis mažėja; atitinkamai mažėja jo tankis: oras vis retėja. Jei atidarysite indą ant kalno, kuris buvo sandariai uždarytas slėnyje, dalis oro išeis iš jo. Priešingai, viršuje uždarytas indas įleis šiek tiek oro, jei jis bus atidarytas kalno papėdėje. Maždaug 6 km aukštyje oro slėgis ir tankis sumažėja maždaug perpus.
Kiekvienas aukštis atitinka tam tikrą oro slėgį; todėl išmatavus (pavyzdžiui, aneroidu) slėgį tam tikrame kalno viršūnės ar baliono krepšelio taške ir žinant, kaip keičiasi atmosferos slėgis su aukščiu, galima nustatyti kalno aukštį arba baliono pakilimo aukštis. Paprasto aneroido jautrumas toks didelis, kad pakėlus aneroidą 2-3 m rodyklės rodyklė pastebimai juda.. Lipant ar leidžiantis laiptais su aneroidu rankoje nesunku pastebėti laipsnišką slėgio kitimą. Tokią patirtį patogu pasidaryti ant metro stoties eskalatoriaus. Dažnai aneroidas graduojamas tiesiai į aukštį. Tada rodyklės padėtis rodo aukštį, kuriame yra įrenginys. Tokie aneroidai vadinami aukščiamačiais (295 pav.). Jie tiekiami orlaiviais; jie leidžia pilotui nustatyti savo skrydžio aukštį.
Ryžiai. 295. Lėktuvo aukščiamatis. Ilga ranka skaičiuoja šimtus metrų, trumpoji – kilometrus. Galvutė leidžia prieš skrydžio pradžią pakelti ciferblato nulį po rodykle Žemės paviršiuje
Oro slėgio sumažėjimas pakilimo metu paaiškinamas taip pat, kaip slėgio sumažėjimas jūros gelmėse kylant iš dugno į paviršių. Orą jūros lygyje suspaudžia visos Žemės atmosferos svoris, o aukštesnius atmosferos sluoksnius suspaudžia tik virš šių sluoksnių esantis oro svoris. Apskritai slėgio pokytis nuo vieno taško iki taško atmosferoje arba bet kuriose kitose dujose, veikiant gravitacijai, paklūsta tiems patiems dėsniams, kaip ir slėgis skystyje: slėgis yra vienodas visuose horizontalios plokštumos taškuose; perėjime iš apačios į viršų slėgis mažėja oro stulpelio svoriu, kurio aukštis lygus perėjimo aukščiui, o skerspjūvio plotas lygus vienetui.
Ryžiai. 296. Mažėjančio slėgio su aukščiu grafiko braižymas. Dešinėje pusėje pavaizduotos vienodo storio oro kolonos, paimtos skirtinguose aukščiuose. Stulpeliai yra tankesni šešėliai suspaustas oras turintys didelį tankį
Tačiau dėl didelio dujų suspaudžiamumo bendras slėgio pasiskirstymo pagal aukštį atmosferoje vaizdas gerokai skiriasi nuo skysčių. Tiesą sakant, pavaizduokime oro slėgio sumažėjimą su aukščiu. Y ašyje brėžsime aukščius ir pan., virš kurio nors lygio (pavyzdžiui, virš jūros lygio), o abscisių ašyje - slėgį (296 pav.). Eikime laiptais aukštyn. Norėdami rasti slėgį kitame žingsnyje, turite atimti oro stulpelio aukščio svorį iš ankstesnio žingsnio slėgio, lygų . Tačiau didėjant aukščiui, oro tankis mažėja. Todėl slėgio sumažėjimas, atsirandantis lipant į kitą laiptelį, bus mažesnis, tuo aukštesnis laiptelis. Taigi kylant slėgis mažės netolygiai: mažame aukštyje, kur oro tankis didesnis, slėgis greitai mažėja; kuo didesnis, tuo mažesnis oro tankis ir lėčiau mažėja slėgis.
Savo samprotavimuose manėme, kad slėgis visame storio sluoksnyje yra vienodas; todėl grafike gavome laiptuotą (punktyrinę) liniją. Bet, žinoma, tankio mažėjimas kylant į tam tikrą aukštį vyksta ne šuoliais, o nuolat; todėl iš tikrųjų grafikas atrodo kaip lygi linija (ištisinė linija grafike). Taigi, priešingai nei tiesiame skysčių slėgio grafike, slėgio mažėjimo atmosferoje dėsnį pavaizduoja lenkta linija.
Mažiems oro kiekiams (patalpoje, Balionas) pakanka naudoti nedidelę grafiko atkarpą; šiuo atveju lenkta dalis gali būti be didelė klaida pakeiskite tiesia linija, kaip ir skystį. Tiesą sakant, šiek tiek pasikeitus aukščiui, oro tankis šiek tiek pasikeičia.
Ryžiai. 297. Skirtingų dujų slėgio kitimo su aukščiu grafikai
Jei yra tam tikras dujų, išskyrus orą, tūris, slėgis jose taip pat mažėja iš apačios į viršų. Kiekvienai dujoms galite sudaryti atitinkamą grafiką. Akivaizdu, kad esant tokiam pačiam slėgiui žemiau sunkiųjų dujų slėgis sumažės aukštyje greičiau nei lengvųjų dujų slėgis, nes sunkiųjų dujų stulpelis sveria daugiau nei tokio pat aukščio lengvųjų dujų stulpelis.
Ant pav. 297 tokie grafikai yra sudaryti kelioms dujoms. Grafikai sudaryti nedideliam aukščių intervalui, todėl atrodo kaip tiesios linijos.
175. 1. L formos vamzdelis, kurio ilgas kelias atviras, pripildytas vandeniliu (298 pav.). Kur bus išlenkta guminė plėvelė, dengianti trumpą vamzdžio alkūnę?
Ryžiai. 298. Vykdyti 175.1
