ГДЗ до підручника «Фізика» В.Г. Бар’яхтара. 7 клас
§ 25. Атмосферний тиск і його вимірювання. Барометри
Контрольні запитання
1. Повітряну оболонку Землі називають атмосферою (у перекладі з грецької — «пара» і «сфера»).
Повітря, як і будь-які інші речовини, складається з молекул і атомів. Молекули й атоми мають масу, тому вони притягуються до Землі завдяки дії сили тяжіння. Разом із тим величезна кількість молекул газів, що складають атмосферу, перебувають у неперервному хаотичному русі — весь час вони зіштовхуються, відскакують одна від одної, змінюють значення та напрямок свого руху... Через це вони не падають на Землю, а перебувають у просторі біля неї.
2. Під дією сили тяжіння верхні шари атмосфери тиснуть на її нижні шари, тому повітряний шар навколо поверхні Землі стиснутий найбільше і, згідно із законом Паскаля, створює тиск на поверхню Землі й на всі тіла поблизу неї. Це і є атмосферний тиск (ратм).
3. Атмосферний тиск зумовлює існування всмоктування — підняття рідини за поршнем (у насосах, шприцах тощо).
4. Скляну трубку завдовжки близько 1 метр, запаяну з одного кінця, Торрічеллі доверху наповнив ртуттю. Потім, щільно закривши отвір, перевернув трубку, опустив її в чашу із ртуттю і відкрив отвір — частина рідини з трубки вилилася в чашу. У трубці залишився стовп ртуті приблизно 760 мм заввишки, а над ртуттю утворилася порожнеча.
5. За одиницю атмосферного тиску прийнято один міліметр ртутного стовпа (1 мм рт. ст.)
6. Тиск, який створює стовп ртуті висотою 760 мм, називають нормальним атмосферним тиском: ратм. н = 760 мм. рт. ст.
Подамо нормальний атмосферний тиск в одиницях СІ — паскалях.
ратм. н = ρрт • g • h = 13600 к/гм3 • 9,8Н/кг • 0,76 м = 101325 Н/м2 = 101325 Па ≈ 100 кПа.
У фізиці й техніці також використовують позасистемну одиницю атмосферного тиску — фізичну атмосферу (1 атм). Одна фізична атмосфера дорівнює нормальному атмосферному тиску: 1 атм ≈ 100 кПа.
7. Сьогодні частіше застосовують так звані барометри-анероїди — прилади для вимірювання атмосферного тиску, які діють без допомоги рідини.
Головна частина барометра-анероїда — легка й пружна порожня металева коробочка з гофрованою (ребристою) поверхнею. Повітря в коробочці перебуває за зниженого тиску. До стінки коробочки прикріплена стрілка, насаджена на вісь. Кінець стрілки пересувається по шкалі, розміченій у міліметрах ртутного стовпа або в паскалях. Усі деталі барометра розміщені в корпусі, спереду закритому склом. Зміна атмосферного тиску приводить до зміни сили, що стискає стінки коробочки. Відповідно, змінюється й вигин стінок. Вигин стінок коробочки передається стрілці й спричиняє її рух.
8. Барометри-анероїди зручніші у використанні, ніж ртутні прилади: вони легкі, компактні та безпечні.
9. Спостерігаючи за барометром, можна легко виявити, що його покази змінюються в разі зміни погоди. Зазвичай атмосферний тиск перед негодою падає, а перед сонячною погодою зростає.
Проте покази барометра залежать не тільки від погоди, а й від висоти місця спостереження над рівнем моря. Чим вище вгору, тим меншим є атмосферний тиск. Поблизу поверхні Землі через кожні 11 м висоти тиск меншає приблизно на 1 мм рт. ст.
Завдяки тому що атмосферний тиск залежить від висоти, барометр можна проградуювати так, щоб за тиском повітря визначати висоту. Так було винайдено альтиметр — прилад для вимірювання висоти.
Вправа №25
1. Так діє. Тиск в рідинах передається у всіх напрямах однаково. Також тиск залежить і від атмосферного тиску, який тисне на рідину.
2. Тиск повітря над поверхнею води в соломинці менший від атмосферного.
3. Тому що густина атмосфери значно зменшується з висотою.
4. Ратм. н = ρрт • g • h = 13600 кг/м3 • 9,8 Н/кг • 0,001 м = 133,3 Па.
5. 550 мм рт. ст. • 133,3 Па = 73315 Па = 73,3 кПа.
6. Зі збільшення висоти густина повітря зменшується, зменшується і висота стовпа повітря, отже зменшується і тиск.
7. 760 мм рт. ст. — 740 мм рт. ст. = 20 мм рт. ст.
20 мм рт. ст. • 11 м = 220 м
9. Тиск рідин і газів зумовлений хаотичним рухом молекул та залежить від висоти стовпа рідини або газу.
