Имеет вес воздух: Есть ли у воздуха вес? | Вопрос-ответ

Кто доказал что воздух имеет вес. Сколько весит воздух в комнате? Имеет ли воздух вес

Опыт 7. Воздух легче воды.

Опыт 6. Чем больше воздуха в мяче, тем выше он скачет.

Опыт 5. Воздух толкает предметы.

Опыт 4.Запираем воздух в шарик.

Опыт 3. Буря в стакане.

Детям предлагается опустить в стакан с водой соломинку и дуть в неё. Что получается? (Получается буря в стакане воды).

Детям предлагается подумать, где можно найти много воздуха сразу? (В воздушных шариках). Чем мы надуваем шарики? (Воздухом) Воспитатель предлагает детям надуть шары и объясняет: мы как бы ловим воздух и запираем его в воздушном шарике. Если шарик сильно надуть, он может лопнуть. Почему? Воздух весь не поместится. Так что главное — не перестараться. (предлагает детям поиграть с шарами).

После игры можно предложить детям выпустить воздух из одного шарика. Есть ли при этом звук? Предлагается детям подставить ладошку под струю воздуха.

Что они чувствуют? Обращает внимание детей: если воздух из шарика выходит очень быстро, он как бы толкает шарик, и тот движется вперёд. Если отпустить такой шарик, он будет двигаться до тех пор, пока из него не выйдет весь воздух.

Воспитатель интересуется у детей, в какой хорошо знакомой им игрушке много воздуха. Эта игрушка круглая, может прыгать, катиться, её можно бросать. А вот если в ней появится дырочка, даже очень маленькая, то воздух выйдет из неё и, она не сможет прыгать. (Выслушиваются ответы детей, раздаются мячи). Детям предлагается постучать об пол сначала спущенным мячом, потом — обычным. Есть ли разница? В чём причина того, что один мячик легко отскакивает от пола, а другой почти не скачет?

Вывод: чем больше воздуха в мяче, тем лучше он скачет.

Детям предлагается «утопить» игрушки, наполненные воздухом, в том числе спасательные круги. Почему они не тонут?

Вывод: Воздух легче воды.

Попробуем взвесить воздух. Возьмите палку длинной около 60-ти см. На её середине закрепите верёвочку, к обоим концам которой привяжите два одинаковых воздушных шарика. Подвесьте палку за верёвочку. Палка висит в горизонтальном положении. Предложите детям подумать, что произойдёт, если вы проткнёте один из шаров острым предметом. Проткните иголкой один из надутых шаров. Из шарика выйдет воздух, а конец палки, к которому он привязан, поднимется вверх. Почему? Шарик без воздуха стал легче. Что произойдёт, когда мы проткнём и второй шарик? Проверьте это на практике. У вас опять восстановится равновесие. Шарики без воздуха весят одинаково, так же, как и надутые.

Опыт 9.Тёплый воздух вверху, холодный внизу.

Для его проведения нужны две свечи. Проводить исследования лучше в прохладную или холодную погоду. Приоткройте дверь на улицу. Зажгите свечи. Держите одну свечу внизу, а другую вверху образовавшейся щели. Пусть дети определят, куда наклоняется пламя свечей (пламя нижней будет направлено внутрь комнаты, верхней — наружу). Почему так происходит? У нас в комнате тёплый воздух.

Он легко путешествует, любит летать. В комнате такой воздух поднимается и убегает через щель вверху. Ему хочется поскорее вырваться наружу и погулять на свободе.

А с улицы к нам вползает холодный воздух. Он замёрз и хочет погреться. Холодный воздух тяжёлый, неповоротливый (он ведь замёрз!), поэтому предпочитает оставаться у земли. Откуда он будет входить к нам в комнату — сверху или снизу? Значит, вверху дверной щели пламя свечи «наклоняется» тёплым воздухом (он ведь убегает из комнаты, летит на улицу), а внизу холодным (он ползёт навстречу с нами).

Вывод: Получается, что один воздух, тёплый, движется вверху, а навстречу ему, внизу, ползёт «другой», холодный. Там, где двигаются и встречаются тёплый и холодный воздух, появляется ветер. Ветер — это движение воздуха.

Воздух – неосязаемая величина, его невозможно пощупать, понюхать, он находится повсюду, но для человека он невидим, узнать, сколько весит воздух непросто, но возможно. Если поверхность Земли, как в детской игре расчертить на мелкие квадратики, размером 1х1 см, то вес каждого из них будет равен 1 кг, то есть в 1см 2 атмосферы содержится 1 кг воздуха.

Можно ли это доказать? Вполне. Если соорудить весы из обычного карандаша и двух воздушных шаров, закрепив конструкцию на нити, карандаш будет находиться в равновесии, поскольку вес двух накачанных шариков одинаков. Стоит проткнуть один из шаров, перевес окажется в сторону надутого шарика, потому как воздух из поврежденного шарика вышел наружу. Соответственно, простой физический опыт доказывает, что воздух имеет некий вес. Но, если взвесить воздух на равнинной поверхности и в горах, то его масса окажется различной – горный воздух значительно легче, чем тот, которым мы дышим возле моря. Причин разного веса несколько:

Вес 1м 3 воздуха составляет 1,29 кг.

• чем выше поднимается воздух, тем более разреженным он становится, то есть высоко в горах, давление воздуха будет составлять не 1 кг на см 2 , а вполовину меньше, но и содержание необходимого для дыхания кислорода так же уменьшается ровно вполовину, что способно вызвать головокружение, тошноту и боль в ушах;
• содержание воды в воздухе.

В состав воздушной смеси входят:

1.Азот – 75,5%;

2. Кислород – 23,15%;

3. Аргон – 1,292%;

4. Углекислый газ – 0,046%;

5. Неон – 0,0014%;

6. Метан – 0,000084%;

7. Гелий – 0,000073%;

8. Криптон – 0,003%;

9. Водород – 0,00008%;

10. Ксенон – 0,00004%.

Количество ингредиентов в составе воздуха может меняться и, соответственно, масса воздуха так же претерпевает изменения в сторону увеличения или уменьшения.

• воздух всегда содержит пары воды. Физическая закономерность такова, что чем выше температура воздуха, тем больше воды в нем содержится. Этот показатель называется влажностью воздуха и влияет на его вес.

В чем измеряется вес воздуха? Существует несколько показателей, которые определяют его массу.

Сколько весит куб воздуха?

При температуре, равной 0° по Цельсию вес 1м 3 воздуха составляет 1,29 кг. То есть, если в комнате мысленно выделить пространство высотой, шириной и длиной, равными 1м, то в этом воздушном кубе будет находиться именно это количество воздуха.

Если воздух имеет вес и вес, достаточно ощутимый, почему человек не чувствует тяжести? Такое физическое явление, как атмосферное давление, подразумевает, что на каждого жителя планеты давит воздушный столб весом 250 кг. Площадь ладони взрослого человека, в среднем, равна 77 см 2 . То есть, в соответствии с физическим законами, каждый из нас держит на ладони 77 кг воздуха! Это равноценно тому, что мы постоянно носим в каждой руке по 5 пудовых гирь. В реальной жизни это не под силу даже тяжелоатлету, однако, с такой нагрузкой каждый из нас справляется легко, потому что атмосферное давление давит с двух сторон, как снаружи человеческого организма, так и изнутри, то есть разница в конечном итоге равна нулю.

Свойства воздуха таковы, что он по-разному действует на организм человека. Высоко в горах, из-за недостатка кислорода у людей возникают зрительные галлюцинации, а на большой глубине, соединение кислорода и азота в особую смесь – «веселящий газ» может создавать чувство эйфории и ощущение невесомости.

Зная эти физические величины можно рассчитать массу атмосферы Земли – то количество воздуха, которое удерживается в околоземном пространстве силами тяготения. Верхняя граница атмосферы заканчивается на высоте 118 км, то есть, зная вес м 3 воздуха, можно поделить всю заемную поверхность на воздушные столбы, с основанием 1х1м и сложить полученную массу таких колонн. В конечном итоге, она будет равна 5,3*10 в пятнадцатой степени тонн. Вес воздушной брони планеты достаточно велик, но и он составляет лишь одну миллионную долю от общей массы земного шара. Атмосфера Земли служит своеобразным буфером, сохраняющим Землю от неприятных космических сюрпризов. От одних только солнечных бурь, которые достигают поверхности планеты, атмосфера теряет в год до 100 тысячи тонн от своей массы! Такой невидимый и надежный щит – воздух.

Сколько весит литр воздуха?

Человек не замечает, что его постоянно окружает прозрачный и практически невидимый воздух. Можно ли увидеть этот неосязаемый элемент атмосферы? Наглядно, перемещение воздушных масс ежедневно транслируется на телевизионном экране – теплый или холодный фронт приносит долгожданное потепление или обильный снегопад.

Что еще мы знаем о воздухе? Наверное, то, что он жизненно необходим всем живым существам, обитающим на планете. Человек каждые сутки вдыхает и выдыхает порядка 20 кг воздуха, четвертая часть которого потребляется мозгом.

Вес воздуха можно измерять в разных физических величинах, в том числе и в литрах. Вес одного литра воздуха будет равняться 1,2930 грамм, при давлении 760 мм рт. столба и температуре, равной 0°С. Кроме привычного газообразного состояния воздух может встречаться и в жидком виде. Для перехода субстанции в данное агрегатное состояние потребуется воздействие огромного давления и очень низких температур. Астрономы предполагают, что существуют планеты, поверхность которых полностью покрыта жидким воздухом.

Источниками кислорода, необходимого для существования человека, являются леса Амазонии, которые продуцируют до 20% этого важного элемента на всей планете.

Леса – это действительно «зеленые» легкие планеты, без которых существование человека попросту невозможно. Поэтому живые комнатные растения в квартире являются не просто предметом интерьера, они очищают воздух в помещении, загрязнение которого в десятки раз выше, чем на улице.

Чистый воздух давно стал дефицитом в мегаполисах, загрязненность атмосферы настолько велика, что люди готовы покупать чистый воздух. Впервые «продавцы воздуха» появились в Японии. Они производили и продавали чистый воздух в консервных банках и любой житель Токио мог на ужин открыть баночку чистейшего воздуха, и насладиться его свежайшим ароматом.

Чистота воздуха оказывает значительное влияние не только на здоровье человека, но и животных. В загрязненных районах экваториальных вод, возле населенных людьми мест десятками гибнут дельфины. Причиной смерти млекопитающих является загрязненная атмосфера, на вскрытии животных легкие дельфинов напоминают легкие шахтеров, забитые угольной пылью. Очень чувствительны к загрязнению воздуха и обитатели Антарктиды – пингвины, если воздух содержит большое количество вредных примесей, они начинают тяжело и прерывисто дышать.

Для человека чистота воздуха так же очень важна, поэтому после работы в офисе врачи рекомендуют совершать ежедневные часовые прогулки в парке, лесу, за городом. После такой «воздушной» терапии, жизненные силы организма восстанавливаются и значительно улучшается самочувствие. Рецепт этого бесплатного и эффективного лекарства известен с давних времен, многие ученые, правители считали обязательным ритуалом ежедневные прогулки на свежем воздухе.

Для современного городского жителя лечение воздухом очень актуальна: небольшая порция живительного воздуха, вес которой равен 1-2 кг, является панацеей от многих современных недугов!

Мельникова Валерия

Исследовательская работа по окружающему миру

Скачать:

Предварительный просмотр:

Городская научно – практическая конференция

«Планета эрудитов»

Обладает ли весом воздух

Окружающий мир

Мельникова Валерия Игоревна,

4 «А» класс, МБОУ СОШ № 14

Руководитель:

Михайлова И. Р.,

учитель начальных классов, МБОУ СОШ № 14

г. Дзержинск

2013г

1. Очистка воздуха.
2. Воздух имеет вес.
3. Проведение опытов.

Введение

Вся наша планета окутана прозрачным покрывалом — воздухом. Мы его не видим, не чувствуем. Но если оно вдруг исчезнет, мгновенно закипит на Земле вода, все другие жидкости, а лучи Солнца сожгут все живое.

Без еды человек может обходиться пять недель, без воды — пять дней, а без воздуха — самое большое пять минут. Воздух нужен и человеку, и животным, и растениям, чтобы дышать, а значит, чтобы жить. А ветер? Ведь это движение воздуха! Без ветра облака всегда стояли бы над морем или рекой. Значит, дождь без ветра мог бы идти только над водой. Под действием воздуха и воды совершаются геологические процессы на поверхности Земли, формируются погода и климат. Сжигая топливо (а в этом обязательно должен участвовать кислород — составная часть воздуха), люди издавна получают тепло, необходимое и в быту, и на производстве.

Воздух — важнейший источник химического сырья. Всего лишь два века назад ученые узнали, что воздух — смесь многих газов, в основном кислорода и азота, аргона и углекислого газа. В связи с актуальностью данной проблемы мы выявили следующую цель исследования: определить, есть ли вес у воздуха?

Задачи исследования:

• Проанализировать передовой опыт по вопросу изучения воздуха;
• Определить свойства воздуха;
• Провести эксперимент по определению веса воздуха;
• Сделать выводы.

1. Значение воздуха для человека.

Для человека большое значение имеют температура, влажность, движение воздуха. Например, если вы легко одеты и заняты несложной работой, лучшая температура воздуха 18- 20 С. Чем тяжелее работа, тем ниже может быть температура воздуха, но не настолько, чтобы стало трудно дышать, как при сильном морозе. Люди лучше всего себя чувствуют при влажности воздуха 40-60 процентов. Обычно хорошо переносится сухой воздух, а повышенная влажность воздуха действует неблагоприятно: при высокой температуре организм перегревается, при низкой — переохлаждается.

1. Очистка воздуха.

В воздухе растет количество углекислого газа, химических соединений, которые выбрасывают промышленные предприятия и автомашины.

В мире широко развернулось движение в защиту природы. У нас приняты законы и разрабатывают новые, по которым руководители предприятий отвечают за очистку и обезвреживание газов до их выброса в атмосферу.

Огромную роль в очистке воздуха играют растения — легкие планеты. Они задерживают пыль, копоть, поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Среди других природных фильтров тополь и подсолнечник лучше всего очищают воздух от загрязнения. Как показали исследования, на оживленных автомагистралях, вдоль которых были высажены пирамидальные тополя и простирались поля подсолнечника, воздух оставался чистым.

1. Воздух имеет вес.

Воздух имеет вес. В литровой бутылке, например, больше одного грамма воздуха. Своим весом воздух давит на нас и на все предметы вокруг нас. Если, к примеру, откачать воздух из консервной банки, то она сплющится.

При температуре 0 °C и нормальном атмосферном давлении масса воздуха объемом 1 м3 равна 1,29 кг.

1. Проведение опытов.

С помощью опыта можно доказать, что воздух имеет вес. На середине палки длиной сантиметров в шестьдесят укрепим веревочку, а к обоим ее концам привяжем два одинаковых воздушных шарика. Подвесим палку за веревочку и увидим, что она висит горизонтально. Если теперь проткнуть иголкой один из надутых шариков, из него выйдет воздух, и тот конец палки, к которому он был привязан, поднимется вверх. Если проколоть и второй шарик, то палка снова займет горизонтальное положение.

Это происходит потому что воздух в надутом шарике плотнее, а значит, и тяжелее, чем тот, что находится вокруг него.

Еще один опыт:

Возьми пустую прозрачную пластиковую бутылку. Этот опыт покажет, так ли она пуста, как кажется. Опусти бутылку в таз с водой так, чтобы она начала заполняться. Смотри, что будет с водой. Видишь, из горлышка входят пузырьки. Это вода вытесняет воздух из бутылки. Большинство предметов, которые выглядят пустыми, на самом деле заполнены воздухом.

Почувствуй воздух.

Есть ли воздух вокруг? Узнать это очень просто. Помаши листом картона у своего лица. Картонка заставит воздух двигаться и ты ощутишь его дуновение на своем лице.

Бумажные гонки.

Воздухом можно двигать предметы. Предлагаем устроить такую игру: каждому игроку понадобится картонка и лист бумаги. Одну сторону листа нужно отогнуть. Вместо финишной ленты натяните нитку. Теперь по команде машите картонками позади листов бумаги, и воздух будет двигать их вперед.

Тяжелая газета.

Возьми половину газетного листа и расправь его на столе. Под газету положи линейку, так, чтобы ее конец выступал за край стола. Нажми на линейку и попробуй оторвать ее от стола.

Оказывается, это не так-то легко сделать, потому что давление воздуха прижимает газету к столу.

Сплющенный пакет.

Для опыта возьми маленький пакетик сока с дырочкой для трубки. Высоси через трубочку сок из пакетика. Продолжай тянуть через нее воздух. Посмотри, что произойдет. Когда часть воздуха уйдет из пакетика, наружный воздух сдавит его стенки. Вынь соломинку и посмотри на пакетик.

Стенки снова разошлись, потому что воздух вошел в пакетик и распрямил его. Посмотри, что произойдет с пакетиком, если ты вдуешь в него еще больше воздуха.

Таким образом, мы доказали, что воздух имеет вес.

Заключение.

Сколько весит воздух, зависит от того, когда и где его взвешивают. Вес воздуха над горизонтальной плоскостью — это атмосферное давление. Как и все предметы, окружающие нас, воздух тоже подвержен земному притяжению. Оно-то и наделяет воздух весом, который равен 1 кг на квадратный сантиметр. Плотность воздуха равна около 1,2 кг/м3, то есть куб со стороной 1 м, наполненный воздухом, весит 1,2 кг.

Воздушный столб, вертикально поднимающийся над Землей, тянется на несколько сотен километров. Значит, на стоящего прямо человека, на его голову и плечи, площадь которых составляет примерно 250 см2, давит столб воздуха весом около 250 кг!

Кстати. ..

В повседневности, когда мы что-то взвешиваем, мы делаем это в воздухе, и поэтому мы пренебрегаем его весом, так как вес воздуха в воздухе равен нулю. Например, если мы взвесим пустую стеклянную колбу, мы будем считать полученный результат весом колбы, пренебрегая тем, что она наполнена воздухом. А вот если колбу закрыть герметично и откачать из нее весь воздух, мы получим совсем другой результат…

Список литературы

1. Ю.В. Новиков «Экология, окружающая среда и человек»
2. Энциклопедия «Мир вокруг нас»
3. Сайт http://www.5.km.ru/

Когда мы поднимаем наполненное водою ведро, то сразу чувствуем его большую тяжесть. Подняв ведро без воды, мы ощущаем только тяжесть самого сосуда. Но это ведро ведь не пустое, оно наполнено воздухом; стало быть, сам воздух не имеет никакого веса? Может быть, воздух в ведре ничего не весит потому, что уходит из открытого ведра. Возьмем бурдюк или бычий пузырь, наполним его воздухом, завяжем и попробуем взвесить, а затем выдавим из него воздух и снова взвесим. Окажется, что показания весов оба раза будут одинаковыми, быть, действительно, воздух ничего не весит и это можно считать доказанным? Вместе с тем, если согласиться с отсутствием веса воздуха, то многие явления покажутся непонятными.

Почему, например, медицинские банки втягивают кожу человека. Почему, если мы наполним водой стакан с хорошо пришлифованными краями точно по эти края и накроем его бумажкой, а затем быстро перевернем стакан, то вода из стакана не выльется? Почему действует насос, перекачивающий воду снизу вверх?

Все эти явления казались долгое время необъяснимыми, но насос же и позволил открыть истину.

В поисках объяснения обратились к знаменитому ученому Галилею, тогда 80-летнему старцу. До нас дошли два варианта дальнейших событий. По первому из них Галилей будто бы смутился и не знал, что ответить. По второму варианту Галилей взвесил «пустую» бутылку, затем сильно разогрел ее, закрыл пробкой и, охладив, взвесил вторично. Оказалось, что на этот раз бутылка весила меньше. Сохранились сведения, что в XVII веке в саду герцога Тосканско во Флоренции построили насос, чтобы перекачивать воду для фонтана на высоту больше 10 метров, но это никак не удавалось. Насос был сделан так же хорошо, как и все другие, прекрасно работавшие, и поэтому неудача с ним казалась совершенно непонятной.

Галилей правильно объяснил уменьшение веса бутылки, указав, что при нагревании воздух расширился и был вытеснен из бутылки в атмосферу. Следовательно, в бутылке его оказалось меньше, поэтому и вес бутылки во второй раз стал меньшим. Таким образом Галилеи установил, что воздух имеет вес, но весит он меньше воды, и новый насос, больший, чем предшествовавшие, не работал только потому, что вес наружного воздуха не уравновешивал слишком высокого столба воды.

Несомненно, правильнее второй вариант дошедшего до нас рассказа, так как известно, что Галилей уже раньше делал подобные расчеты. Он объяснил силу, уравновешивающую давление воздуха «силой пустоты» В те времена существовало мнение, что природа «боится пустоты», и как только где-либо пустота образуется, природа ее тотчас заполняет. Но при этом оставалось необъяснимым то, что эта «боязнь пустоты» прекращалась выше 10 метров. Следовательно, загадка так и не была разрешена полностью.

Ученик Галилея, Торричелли продолжал исследование вопроса и произвел ряд опытов, которые позволили ему надежно доказать, что воздух имеет вес, и привели его в 1643 году к изобретению прибора, известного нам теперь под названием барометра . Торричелли наполнил ртутью закрытую с одного конца стеклянную трубку длиной 100 сантиметров и погрузил ее открытым концом в сосуд с ртутью. При этом ртуть из трубки вся не вылилась, но, немного опустившись, остановилась на уровне около 76 сантиметров; Торричелли сделал совершенно правильный вывод, что ртуть поддерживается в трубке весом наружного воздуха.

Давление воздуха на поверхность ртути в чашке уравновешивается давлением ртутного столба.

В течение нескольких лет выводы Торричелли не были подтверждены. Наконец, в 1647 году французский ученый Паскаль задумал окончательно выяснить этот вопрос. Он обратился к своему родственнику Перье, жившему в городе Клермон, у подножья горы Пью-де-Дом, с просьбой проделать необходимые наблюдения. Просьба Паскаля была выполнена 19 сентября 1648 года, и с этой даты то, что воздух имеет вес, перестало вызывать сомнения.

Перье поступил так. Он заготовил две одинаковые трубки Торричелли и, измерив высоту ртутного столба в трубках у подножья горы, оставил одну из них на месте, а с другой поднялся на вершину. На высоте 975 метров он опять измерил высоту ртути в трубке. Оказалось, что на вершине она была на 8 миллиметров ниже, чем у подножья горы.

Изумленный полученным результатом, Перье много раз проверял свои измерения и, только окончательно убедившись в их правильности, спустился вниз. В находившейся внизу трубке ртуть осталась на прежнем уровне. На том же уровне она остановилась и в принесенной сверху трубке.

Таким образом, было окончательно доказано, что воздух имеет вес и поэтому в нижних слоях он давит с большей силой, чем вверху, где над головой наблюдателя остается меньшее его количество. Воздух давит на поверхность Земли с такой же силой, с какой давил бы слой воды толщиной в 10,3 метра. Вот почему насос герцога Тосканского, поднятый над уровнем воды выше 10 метров, не работал. Ртуть в 13,6 раза тяжелее воды. Поэтому она устанавливалась в трубке Торричелли на высоте около 76 сантиметров (76х13,6=1033,6 сантиметра). Давлением воздуха объясняется и действие медицинской банки, а также и то, что вода из перевернутого, но закрытого бумажкой стакана не выливается.

Мы не замечаем этого большого веса воздуха, так как человеческий организм приспособился к нему и чувствует себя нормально именно в этих условиях. Все внутренние органы человека наполнены воздухом, имеющим такое же давление, как и давление атмосферы у поверхности Земли вне нашего организма; это внутреннее давление уравновешивает внешнее. Поднимаясь высоко в горы или на самолете, человек сильно ощущает уменьшение с высотой давления воздуха (рис. 2) и переносит происходящее при этом его понижение только до известного предела, после которого наступает ощущение удушья или даже смерть.

Рыбы, живущие в океане на больших глубинах, приспособились к еще большему давлению, слагающемуся из веса атмосферы и веса огромной массы воды. Выловленные на больших глубинах и поднятые на поверхность моря, рыбы гибнут: их разрывает внутреннее давление, не уравновешиваемое внешним.

Почему же мы не ощущаем веса воздуха, когда поднимаем наполненное воздухом ведро? Да потому, что мы взвешиваем его в самом же воздухе. Подобно этому, опустив ведро в колодец и наполнив его водой, мы не ощущаем веса воды в ведре. Но достаточно приподнять ведро из воды в воздух, как сразу почувствуется его тяжесть.

Один кубический метр воздуха весит 1,3 килограмма, а вся атмосфера, окружающая земной шар, — 5 300 000 000 000 000 тонн. Как видим, воздух весит очень и очень много. Вес 1 кубического метра воздуха, равный 1,3 килограмма, мы получаем тогда, когда взвешиваем воздух на уровне моря и при температуре 0°. Чем выше от поверхности Земли, тем плотность воздуха становится меньшей и вес 1 его кубического метра уменьшается. Так, на высоте 12 километров 1 кубический метр воздуха весит 319 граммов, то есть в четыре раза меньше, чем внизу; на высоте 25 километров — 43 грамма, а на высоте 40 километров — только 4 грамма (рис. 3). Увеличение плотности воздуха книзу и разрежение его вверху обусловливаются земным притяжением. Но как бы ни был разрежен воздух, он, как газ, заполняет все предоставленное ему пространство и, следовательно, распространяется далеко вверх от поверхности Земли.

До каких же высот простирается земная атмосфера? И можно ли вообще установить ее границу или же плотность воздуха постепенно сходит на нет?

Правильно второе предположение, но тем не менее теоретически мы можем установить границы воздушного океана. Это сделать нетрудно, так как мы знаем вес всей атмосферы, лежащей над нашей головой, и можем вычислить вес кубического метра воздуха на любой высоте.

Если бы воздух на всех высотах имел ту же плотность, что и у поверхности Земли, то средняя высота воздушной оболочки, окружающей земной шар, была бы близка к 8 километрам. Но плотность воздуха с высотой быстро уменьшается, и поэтому высота атмосферы должна быть во много сотен раз больше.

Еще М. В. Ломоносов разбирал вопрос о высоте земной атмосферы. Рассуждал он так. Воздух состоит из бесчисленного количества мельчайших частиц — молекул. Молекулы газа находятся в непрерывном движении, несутся вверх, вниз, в стороны. Внизу, где воздух плотен и число молекул огромно, они непрестанно сталкиваются между собою и как бы «толкутся» на месте. Чем выше, тем меньше молекул в одном и том же объеме воздуха, и путь, который они пролетают от одного столкновения с соседней молекулой до другого, — длиннее. Расположенные на больших высотах молекулы воздуха при этом часто летят вниз, к Земле; они падают под влиянием силы тяжести, как и все другие тела. Падение продолжается до столкновения с молекулами, расположенными ниже, в более плотных слоях. Оттолкнувшись от них, падавшая молекула снова летит вверх. Такое движение — вверх и вниз — все молекулы проделывают бесчисленное количество раз. Но вверх молекула движется только до известного уровня. Этот уровень определяется силой земного притяжения, вследствие которого все тела падают на Землю, движутся по ее поверхности и не уносятся от нее в мировое пространство. Выскакивают за этот уровень и уходят из атмосферы только те молекулы которые на большой высоте получили от столкновения с соседней молекулой толчок такой силы, которая превышает силу земного притяжения на этой высоте.

Более поздние исследования подтвердили правильность рассуждений М В. Ломоносова и показали, что такая теоретическая граница земной атмосферы лежит над полюсом на высоте 28 тысяч километров, над экватором на высоте 42 тысячи километров, то есть более чем в четыре и в семь раз превышает земной радиус.

Нас, земных жителей, в первую очередь интересует высота тех слоев атмосферы, которые имеют еще измеримую плотность и где совершаются те метеорологические и физические явления, которые мы имеем возможность наблюдать и с которыми мы должны считаться.

С такой точки зрения высота земной атмосферы определится слоем толщиной в 800-1000 километров.

Перье измерял давление атмосферы высотой столбика ртути в трубке Торричелли, определяя длину его в миллиметрах. Такой способ измерения сохранился и поныне. Современные ртутные барометры в принципе ничем не отличаются от трубки Торричелли. Они только совершеннее технически, что позволяет производить отсчеты очень точно, улавливая самые незначительные (до 1/10 миллиметра) изменения высоты ртутного столба.

Как мы уже знаем, на уровне моря атмосферное давление в среднем соответствует давлению ртутного столба высотой в 760 миллиметров. Но эта величина не остается постоянной. В разных местах в разное время года и при разной погоде она меняется в широких пределах Крайние отмеченные до сих пор значения давления составляют 680 и 802 миллиметра.

Изменение давления воздуха играет значительную роль в явлениях погоды. Но эта роль все же не решающая. Поэтому и предсказывать «погоду, используя измерение только одного давления, нельзя. Стало быть, не следует придавать большого значения надписям, имеющимся на некоторых металлических барометрах-анероидах: «буря», «дождь» или «сухо». Мы легко согласимся с этим, если вспомним описанный выше опыт Перье: барометр меняет свои показания не только от состояния погоды, но и от высоты, на которой он сейчас находится. Это его свойство широко используется в авиации, где по показаниям такого же барометра-анероида (альтиметра ) определяют высоту самолета.

Для облегчения отсчетов на шкале альтиметра показана не величина давления, а соответствующая высота.

Для ряда теоретических вычислений значительно удобнее величину давления воздуха выражать не длиной ртутного столба, следовательно, не в миллиметрах, а в единицах давления. В качестве такой единицы принят «бар», равный давлению миллиона дин 2 на 1 квадратный сантиметр, что соответствует давлению ртутного столба длиной 750,1 миллиметра. В практике применяется одна тысячная часть бара — миллибар. Давление ртутного столба длиной в 1 миллиметр равно 1,333 миллибарам. Соответственно этому 1 миллибар приблизительно равен 0,75 миллиметра ртутного столба. В настоящее время в метеорологии почти повсеместно применяют миллибары, но так как шкалы большинства барометров сделаны в миллиметрах, то отсчет величины давления с помощью специальных таблиц переводится затем в миллибары.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Примеры что воздух имеет вес. Есть ли у воздуха вес? Определение веса воздуха при заданных условиях

автора Перельман Яков Исидорович

Из книги Движение. Теплота автора Китайгородский Александр Исаакович

Из книги НИКОЛА ТЕСЛА. ЛЕКЦИИ. СТАТЬИ. автора Тесла Никола

Из книги Как понять сложные законы физики. 100 простых и увлекательных опытов для детей и их родителей автора Дмитриев Александр Станиславович

Из книги Мария Кюри. Радиоактивность и элементы [Самый сокровенный секрет материи] автора Паес Адела Муньос

Из книги автора

ЛЕКЦИЯ II СВЕЧА. ЯРКОСТЬ ПЛАМЕНИ. ДЛЯ ГОРЕНИЯ НЕОБХОДИМ ВОЗДУХ. ОБРАЗОВАНИЕ ВОДЫ На прошлой лекции мы рассмотрели общие свойства и расположение жидкой части свечи, а также и то, каким образом эта жидкость попадает туда, где происходит горение. Вы убедились, что когда свеча

Из книги автора

Воздух местного производства Поскольку внутренние планеты — Меркурий, Венера, Земля и Марс — расположены близко к Солнцу (рис. 5.2), вполне разумно предположить, что и состоят они из одного сырья. Так и есть. Рис. 5.2. Орбиты планет Солнечной системыИзображения в масштабе

Из книги автора

Сколько воздуха вы вдыхаете? Интересно подсчитать также, сколько весит тот воздух, который мы вдыхаем и выдыхаем в течение одних суток. При каждом вдохе человек вводит в свои легкие около полулитра воздуха. Делаем же мы в минуту, средним числом, 18 вдыханий. Значит, за одну

Из книги автора

Сколько весит весь воздух на Земле? Опыты, сейчас описанные, показывают, что столб воды в 10 м высоты весит столько же, сколько столб воздуха от Земли до верхней границы атмосферы, – оттого они и уравновешивают друг друга. Нетрудно вычислить поэтому, сколько весит

Из книги автора

Железный пар и твердый воздух Не правда ли – странное сочетание слов? Однако это вовсе не чепуха: и железный пар, и твердый воздух существуют в природе, но только не при обычных условиях.О каких же условиях идет речь? Состояние вещества определяется двумя

Из книги автора

ПЕРВЫЕ ПОПЫТКИ ПОЛУЧИТЬ САМО-ДЕИСТВУЮЩИИ ДВИГАТЕЛЬ — МЕХАНИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР — РАБОТА ДЮАРА И ЛИНДЕ — ЖИДКИЙ ВОЗДУХ Осознав эту истину, я начал изыскивать пути выполнения моей идеи, и после длительных размышлений, я наконец придумал аппарат, который смог бы получать

Из книги автора

51 Прирученная молния прямо в комнате – и безопасно! Для опыта нам потребуются: два воздушных шарика. Все видели молнию.Страшный электрический разряд бьет прямо из тучи, сжигая все, во что попадает. Зрелище это и страшно, и притягивает. Молния опасна, она убивает все живое.

Из книги автора

СКОЛЬКО? Еще до начала изучения урановых лучей Мария уже решила, что оттиски на фотографических пленках были неточным методом анализа, а она хотела измерить интенсивность лучей и сравнить количество излучения, испускаемого различными веществами. Она знала: Беккерель

Когда мы поднимаем наполненное водою ведро, то сразу чувствуем его большую тяжесть. Подняв ведро без воды, мы ощущаем только тяжесть самого сосуда. Но это ведро ведь не пустое, оно наполнено воздухом; стало быть, сам воздух не имеет никакого веса? Может быть, воздух в ведре ничего не весит потому, что уходит из открытого ведра. Возьмем бурдюк или бычий пузырь, наполним его воздухом, завяжем и попробуем взвесить, а затем выдавим из него воздух и снова взвесим. Окажется, что показания весов оба раза будут одинаковыми, быть, действительно, воздух ничего не весит и это можно считать доказанным? Вместе с тем, если согласиться с отсутствием веса воздуха, то многие явления покажутся непонятными.

Почему, например, медицинские банки втягивают кожу человека. Почему, если мы наполним водой стакан с хорошо пришлифованными краями точно по эти края и накроем его бумажкой, а затем быстро перевернем стакан, то вода из стакана не выльется? Почему действует насос, перекачивающий воду снизу вверх?

Все эти явления казались долгое время необъяснимыми, но насос же и позволил открыть истину.

В поисках объяснения обратились к знаменитому ученому Галилею, тогда 80-летнему старцу. До нас дошли два варианта дальнейших событий. По первому из них Галилей будто бы смутился и не знал, что ответить. По второму варианту Галилей взвесил «пустую» бутылку, затем сильно разогрел ее, закрыл пробкой и, охладив, взвесил вторично. Оказалось, что на этот раз бутылка весила меньше.Сохранились сведения, что в XVII веке в саду герцога Тосканско во Флоренции построили насос, чтобы перекачивать воду для фонтана на высоту больше 10 метров, но это никак не удавалось. Насос был сделан так же хорошо, как и все другие, прекрасно работавшие, и поэтому неудача с ним казалась совершенно непонятной.

Галилей правильно объяснил уменьшение веса бутылки, указав, что при нагревании воздух расширился и был вытеснен из бутылки в атмосферу. Следовательно, в бутылке его оказалось меньше, поэтому и вес бутылки во второй раз стал меньшим. Таким образом Галилеи установил, что воздух имеет вес, но весит он меньше воды, и новый насос, больший, чем предшествовавшие, не работал только потому, что вес наружного воздуха не уравновешивал слишком высокого столба воды.

Несомненно, правильнее второй вариант дошедшего до нас рассказа, так как известно, что Галилей уже раньше делал подобные расчеты. Он объяснил силу, уравновешивающую давление воздуха «силой пустоты» В те времена существовало мнение, что природа «боится пустоты», и как только где-либо пустота образуется, природа ее тотчас заполняет. Но при этом оставалось необъяснимым то, что эта «боязнь пустоты» прекращалась выше 10 метров. Следовательно, загадка так и не была разрешена полностью.

Ученик Галилея, Торричелли продолжал исследование вопроса и произвел ряд опытов, которые позволили ему надежно доказать, что воздух имеет вес, и привели его в 1643 году к изобретению прибора, известного нам теперь под названием барометра

. Торричелли наполнил ртутью закрытую с одного конца стеклянную трубку длиной 100 сантиметров и погрузил ее открытым концом в сосуд с ртутью. При этом ртуть из трубки вся не вылилась, но, немного опустившись, остановилась на уровне около 76 сантиметров; Торричелли сделал совершенно правильный вывод, что ртуть поддерживается в трубке весом наружного воздуха.

Давление воздуха на поверхность ртути в чашке уравновешивается давлением ртутного столба.

В течение нескольких лет выводы Торричелли не были подтверждены. Наконец, в 1647 году французский ученый Паскаль задумал окончательно выяснить этот вопрос. Он обратился к своему родственнику Перье, жившему в городе Клермон, у подножья горы Пью-де-Дом, с просьбой проделать необходимые наблюдения. Просьба Паскаля была выполнена 19 сентября 1648 года, и с этой даты то, что воздух имеет вес, перестало вызывать сомнения.

Перье поступил так. Он заготовил две одинаковые трубки Торричелли и, измерив высоту ртутного столба в трубках у подножья горы, оставил одну из них на месте, а с другой поднялся на вершину. На высоте 975 метров он опять измерил высоту ртути в трубке. Оказалось, что на вершине она была на 8 миллиметров ниже, чем у подножья горы.

Изумленный полученным результатом, Перье много раз проверял свои измерения и, только окончательно убедившись в их правильности, спустился вниз. В находившейся внизу трубке ртуть осталась на прежнем уровне. На том же уровне она остановилась и в принесенной сверху трубке.

Таким образом, было окончательно доказано, что воздух имеет вес и поэтому в нижних слоях он давит с большей силой, чем вверху, где над головой наблюдателя остается меньшее его количество. Воздух давит на поверхность Земли с такой же силой, с какой давил бы слой воды толщиной в 10,3 метра. Вот почему насос герцога Тосканского, поднятый над уровнем воды выше 10 метров, не работал. Ртуть в 13,6 раза тяжелее воды. Поэтому она устанавливалась в трубке Торричелли на высоте около 76 сантиметров (76х13,6=1033,6 сантиметра). Давлением воздуха объясняется и действие медицинской банки, а также и то, что вода из перевернутого, но закрытого бумажкой стакана не выливается.

Мы не замечаем этого большого веса воздуха, так как человеческий организм приспособился к нему и чувствует себя нормально именно в этих условиях. Все внутренние органы человека наполнены воздухом, имеющим такое же давление, как и давление атмосферы у поверхности Земли вне нашего организма; это внутреннее давление уравновешивает внешнее. Поднимаясь высоко в горы или на самолете, человек сильно ощущает уменьшение с высотой давления воздуха (рис. 2) и переносит происходящее при этом его понижение только до известного предела, после которого наступает ощущение удушья или даже смерть.

Рыбы, живущие в океане на больших глубинах, приспособились к еще большему давлению, слагающемуся из веса атмосферы и веса огромной массы воды. Выловленные на больших глубинах и поднятые на поверхность моря, рыбы гибнут: их разрывает внутреннее давление, не уравновешиваемое внешним.

Почему же мы не ощущаем веса воздуха, когда поднимаем наполненное воздухом ведро? Да потому, что мы взвешиваем его в самом же воздухе. Подобно этому, опустив ведро в колодец и наполнив его водой, мы не ощущаем веса воды в ведре. Но достаточно приподнять ведро из воды в воздух, как сразу почувствуется его тяжесть.

Один кубический метр воздуха весит 1,3 килограмма, а вся атмосфера, окружающая земной шар, — 5 300 000 000 000 000 тонн. Как видим, воздух весит очень и очень много. Вес 1 кубического метра воздуха, равный 1,3 килограмма, мы получаем тогда, когда взвешиваем воздух на уровне моря и при температуре 0°. Чем выше от поверхности Земли, тем плотность воздуха становится меньшей и вес 1 его кубического метра уменьшается. Так, на высоте 12 километров 1 кубический метр воздуха весит 319 граммов, то есть в четыре раза меньше, чем внизу; на высоте 25 километров — 43 грамма, а на высоте 40 километров — только 4 грамма (рис. 3). Увеличение плотности воздуха книзу и разрежение его вверху обусловливаются земным притяжением. Но как бы ни был разрежен воздух, он, как газ, заполняет все предоставленное ему пространство и, следовательно, распространяется далеко вверх от поверхности Земли.

До каких же высот простирается земная атмосфера? И можно ли вообще установить ее границу или же плотность воздуха постепенно сходит на нет?

Правильно второе предположение, но тем не менее теоретически мы можем установить границы воздушного океана. Это сделать нетрудно, так как мы знаем вес всей атмосферы, лежащей над нашей головой, и можем вычислить вес кубического метра воздуха на любой высоте.

Если бы воздух на всех высотах имел ту же плотность, что и у поверхности Земли, то средняя высота воздушной оболочки, окружающей земной шар, была бы близка к 8 километрам. Но плотность воздуха с высотой быстро уменьшается, и поэтому высота атмосферы должна быть во много сотен раз больше.

Еще М. В. Ломоносов разбирал вопрос о высоте земной атмосферы. Рассуждал он так. Воздух состоит из бесчисленного количества мельчайших частиц — молекул. Молекулы газа находятся в непрерывном движении, несутся вверх, вниз, в стороны. Внизу, где воздух плотен и число молекул огромно, они непрестанно сталкиваются между собою и как бы «толкутся» на месте. Чем выше, тем меньше молекул в одном и том же объеме воздуха, и путь, который они пролетают от одного столкновения с соседней молекулой до другого, — длиннее. Расположенные на больших высотах молекулы воздуха при этом часто летят вниз, к Земле; они падают под влиянием силы тяжести, как и все другие тела. Падение продолжается до столкновения с молекулами, расположенными ниже, в более плотных слоях. Оттолкнувшись от них, падавшая молекула снова летит вверх. Такое движение — вверх и вниз — все молекулы проделывают бесчисленное количество раз. Но вверх молекула движется только до известного уровня. Этот уровень определяется силой земного притяжения, вследствие которого все тела падают на Землю, движутся по ее поверхности и не уносятся от нее в мировое пространство. Выскакивают за этот уровень и уходят из атмосферы только те молекулы которые на большой высоте получили от столкновения с соседней молекулой толчок такой силы, которая превышает силу земного притяжения на этой высоте.

Более поздние исследования подтвердили правильность рассуждений М В. Ломоносова и показали, что такая теоретическая граница земной атмосферы лежит над полюсом на высоте 28 тысяч километров, над экватором на высоте 42 тысячи километров, то есть более чем в четыре и в семь раз превышает земной радиус.

Нас, земных жителей, в первую очередь интересует высота тех слоев атмосферы, которые имеют еще измеримую плотность и где совершаются те метеорологические и физические явления, которые мы имеем возможность наблюдать и с которыми мы должны считаться.

С такой точки зрения высота земной атмосферы определится слоем толщиной в 800-1000 километров.

Перье измерял давление атмосферы высотой столбика ртути в трубке Торричелли, определяя длину его в миллиметрах. Такой способ измерения сохранился и поныне. Современные ртутные барометры в принципе ничем не отличаются от трубки Торричелли. Они только совершеннее технически, что позволяет производить отсчеты очень точно, улавливая самые незначительные (до 1/10 миллиметра) изменения высоты ртутного столба.

Как мы уже знаем, на уровне моря атмосферное давление в среднем соответствует давлению ртутного столба высотой в 760 миллиметров. Но эта величина не остается постоянной. В разных местах в разное время года и при разной погоде она меняется в широких пределах Крайние отмеченные до сих пор значения давления составляют 680 и 802 миллиметра.

Изменение давления воздуха играет значительную роль в явлениях погоды. Но эта роль все же не решающая. Поэтому и предсказывать «погоду, используя измерение только одного давления, нельзя. Стало быть, не следует придавать большого значения надписям, имеющимся на некоторых металлических барометрах-анероидах: «буря», «дождь» или «сухо». Мы легко согласимся с этим, если вспомним описанный выше опыт Перье: барометр меняет свои показания не только от состояния погоды, но и от высоты, на которой он сейчас находится. Это его свойство широко используется в авиации, где по показаниям такого же барометра-анероида (альтиметра

) определяют высоту самолета.

Для облегчения отсчетов на шкале альтиметра показана не величина давления, а соответствующая высота.

Для ряда теоретических вычислений значительно удобнее величину давления воздуха выражать не длиной ртутного столба, следовательно, не в миллиметрах, а в единицах давления. В качестве такой единицы принят «бар», равный давлению миллиона дин

2 на 1 квадратный сантиметр, что соответствует давлению ртутного столба длиной 750,1 миллиметра. В практике применяется одна тысячная часть бара — миллибар. Давление ртутного столба длиной в 1 миллиметр равно 1,333 миллибарам. Соответственно этому 1 миллибар приблизительно равен 0,75 миллиметра ртутного столба. В настоящее время в метеорологии почти повсеместно применяют миллибары, но так как шкалы большинства барометров сделаны в миллиметрах, то отсчет величины давления с помощью специальных таблиц переводится затем в миллибары.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Воздух – неосязаемая величина, его невозможно пощупать, понюхать, он находится повсюду, но для человека он невидим, узнать, сколько весит воздух непросто, но возможно. Если поверхность Земли, как в детской игре расчертить на мелкие квадратики, размером 1х1 см, то вес каждого из них будет равен 1 кг, то есть в 1см 2 атмосферы содержится 1 кг воздуха.

Можно ли это доказать? Вполне. Если соорудить весы из обычного карандаша и двух воздушных шаров, закрепив конструкцию на нити, карандаш будет находиться в равновесии, поскольку вес двух накачанных шариков одинаков. Стоит проткнуть один из шаров, перевес окажется в сторону надутого шарика, потому как воздух из поврежденного шарика вышел наружу. Соответственно, простой физический опыт доказывает, что воздух имеет некий вес. Но, если взвесить воздух на равнинной поверхности и в горах, то его масса окажется различной – горный воздух значительно легче, чем тот, которым мы дышим возле моря. Причин разного веса несколько:

Вес 1м 3 воздуха составляет 1,29 кг.

• чем выше поднимается воздух, тем более разреженным он становится, то есть высоко в горах, давление воздуха будет составлять не 1 кг на см 2 , а вполовину меньше, но и содержание необходимого для дыхания кислорода так же уменьшается ровно вполовину, что способно вызвать головокружение, тошноту и боль в ушах;
• содержание воды в воздухе.

В состав воздушной смеси входят:

1.Азот – 75,5%;

2. Кислород – 23,15%;

3. Аргон – 1,292%;

4. Углекислый газ – 0,046%;

5. Неон – 0,0014%;

6. Метан – 0,000084%;

7. Гелий – 0,000073%;

8. Криптон – 0,003%;

9. Водород – 0,00008%;

10. Ксенон – 0,00004%.

Количество ингредиентов в составе воздуха может меняться и, соответственно, масса воздуха так же претерпевает изменения в сторону увеличения или уменьшения.

• воздух всегда содержит пары воды. Физическая закономерность такова, что чем выше температура воздуха, тем больше воды в нем содержится. Этот показатель называется влажностью воздуха и влияет на его вес.

В чем измеряется вес воздуха? Существует несколько показателей, которые определяют его массу.

Сколько весит куб воздуха?

При температуре, равной 0° по Цельсию вес 1м 3 воздуха составляет 1,29 кг. То есть, если в комнате мысленно выделить пространство высотой, шириной и длиной, равными 1м, то в этом воздушном кубе будет находиться именно это количество воздуха.

Если воздух имеет вес и вес, достаточно ощутимый, почему человек не чувствует тяжести? Такое физическое явление, как атмосферное давление, подразумевает, что на каждого жителя планеты давит воздушный столб весом 250 кг. Площадь ладони взрослого человека, в среднем, равна 77 см 2 . То есть, в соответствии с физическим законами, каждый из нас держит на ладони 77 кг воздуха! Это равноценно тому, что мы постоянно носим в каждой руке по 5 пудовых гирь. В реальной жизни это не под силу даже тяжелоатлету, однако, с такой нагрузкой каждый из нас справляется легко, потому что атмосферное давление давит с двух сторон, как снаружи человеческого организма, так и изнутри, то есть разница в конечном итоге равна нулю.

Свойства воздуха таковы, что он по-разному действует на организм человека. Высоко в горах, из-за недостатка кислорода у людей возникают зрительные галлюцинации, а на большой глубине, соединение кислорода и азота в особую смесь – «веселящий газ» может создавать чувство эйфории и ощущение невесомости.

Зная эти физические величины можно рассчитать массу атмосферы Земли – то количество воздуха, которое удерживается в околоземном пространстве силами тяготения. Верхняя граница атмосферы заканчивается на высоте 118 км, то есть, зная вес м 3 воздуха, можно поделить всю заемную поверхность на воздушные столбы, с основанием 1х1м и сложить полученную массу таких колонн. В конечном итоге, она будет равна 5,3*10 в пятнадцатой степени тонн. Вес воздушной брони планеты достаточно велик, но и он составляет лишь одну миллионную долю от общей массы земного шара. Атмосфера Земли служит своеобразным буфером, сохраняющим Землю от неприятных космических сюрпризов. От одних только солнечных бурь, которые достигают поверхности планеты, атмосфера теряет в год до 100 тысячи тонн от своей массы! Такой невидимый и надежный щит – воздух.

Сколько весит литр воздуха?

Человек не замечает, что его постоянно окружает прозрачный и практически невидимый воздух. Можно ли увидеть этот неосязаемый элемент атмосферы? Наглядно, перемещение воздушных масс ежедневно транслируется на телевизионном экране – теплый или холодный фронт приносит долгожданное потепление или обильный снегопад.

Что еще мы знаем о воздухе? Наверное, то, что он жизненно необходим всем живым существам, обитающим на планете. Человек каждые сутки вдыхает и выдыхает порядка 20 кг воздуха, четвертая часть которого потребляется мозгом.

Вес воздуха можно измерять в разных физических величинах, в том числе и в литрах. Вес одного литра воздуха будет равняться 1,2930 грамм, при давлении 760 мм рт. столба и температуре, равной 0°С. Кроме привычного газообразного состояния воздух может встречаться и в жидком виде. Для перехода субстанции в данное агрегатное состояние потребуется воздействие огромного давления и очень низких температур. Астрономы предполагают, что существуют планеты, поверхность которых полностью покрыта жидким воздухом.

Источниками кислорода, необходимого для существования человека, являются леса Амазонии, которые продуцируют до 20% этого важного элемента на всей планете.

Леса – это действительно «зеленые» легкие планеты, без которых существование человека попросту невозможно. Поэтому живые комнатные растения в квартире являются не просто предметом интерьера, они очищают воздух в помещении, загрязнение которого в десятки раз выше, чем на улице.

Чистый воздух давно стал дефицитом в мегаполисах, загрязненность атмосферы настолько велика, что люди готовы покупать чистый воздух. Впервые «продавцы воздуха» появились в Японии. Они производили и продавали чистый воздух в консервных банках и любой житель Токио мог на ужин открыть баночку чистейшего воздуха, и насладиться его свежайшим ароматом.

Чистота воздуха оказывает значительное влияние не только на здоровье человека, но и животных. В загрязненных районах экваториальных вод, возле населенных людьми мест десятками гибнут дельфины. Причиной смерти млекопитающих является загрязненная атмосфера, на вскрытии животных легкие дельфинов напоминают легкие шахтеров, забитые угольной пылью. Очень чувствительны к загрязнению воздуха и обитатели Антарктиды – пингвины, если воздух содержит большое количество вредных примесей, они начинают тяжело и прерывисто дышать.

Для человека чистота воздуха так же очень важна, поэтому после работы в офисе врачи рекомендуют совершать ежедневные часовые прогулки в парке, лесу, за городом. После такой «воздушной» терапии, жизненные силы организма восстанавливаются и значительно улучшается самочувствие. Рецепт этого бесплатного и эффективного лекарства известен с давних времен, многие ученые, правители считали обязательным ритуалом ежедневные прогулки на свежем воздухе.

Для современного городского жителя лечение воздухом очень актуальна: небольшая порция живительного воздуха, вес которой равен 1-2 кг, является панацеей от многих современных недугов!

Анна Орешкина
Конспект занятия «Имеет ли воздух вес»

Цель : формирование целостного восприятия окружающего мира, развитие интереса к исследовательской и познавательной деятельности детей.

Задачи :

Способствовать обогащению и закреплению знаний детей о свойствах воздуха , расширению представления детей о значимости воздуха в жизни человека , животных, растений; развивать у детей способности устанавливать причинно-следственные связи на основе элементарного эксперимента и делать выводы; воспитывать интерес к исследовательской деятельности.

Ход занятия:

Воспитатель : Давайте со всеми поздороваемся.

(Игра на общение)

Станем рядышком, друг с другом,

Скажем «Здравствуйте!» друг другу.

Нам здороваться не лень :

Всем «Привет!» и «Добрый день!»

Если каждый улыбнётся —

Утро доброе начнётся.

ДОБРОЕ УТРО!

Воспитатель : Ребята, скажите, что нас с вами окружает? Дети : Дома, деревья, птицы, животные.

Воспитатель : Правильно!

Воспитатель : Ребята, сегодня мы с вами узнаем что-то очень интересное. У нас новое задание, оно вот в этой красивой шкатулке. Вы хотите узнать, что у неё внутри? (открывает шкатулку, она пустая)

Дети : Шкатулка пустая, в ней ничего нет.

Воспитатель : Я с вами не согласна, она не пустая в ней что-то есть, а что, вы узнаете, если отгадаете загадку :

Через нос проходит в грудь,

И обратный держит путь.

Он невидимый, но все же

Без него мы жить не сможем.

Он нам нужен, чтоб дышать,

Чтобы шарик надувать.

С нами рядом каждый час,

Но невидим он для нас!

Дети : Воздух !

Воспитатель : Правильно, это воздух !

Воздушный человечек : Ой, помогите, спасите, лечу!

Воспитатель : Кто это там кричит?

(В комнату залетает Воздушный человечек — сделан из голубых шариков).

Воспитатель : Здравствуй, Воздушный человечек ! Как ты к нам попал?

Воздушный человечек : Здравствуйте ребята! Я гулял, но вдруг ветер подхватил меня и понес, понес и принес к вам в детский сад. Как у вас здесь интересно! А что это вы здесь делаете? Можно мне остаться?

Воспитатель : Конечно, оставайся. Мы сегодня с ребятами говорим о воздухе . Воздушный человечек : О воздухе ? А что такое воздух ? Что-то я о нем слышал, и никогда с ним не встречался. Может, его вовсе нет?

Воспитатель : Погоди, Воздушный человечек , я знаю, что воздух вокруг нас .

Воздушный человечек : Ничего я не вижу. Где же он? Куда он спрятался?

Воспитатель : Никуда он не спрятался. Ребята, давайте докажем Воздушному человечку что воздух действительно есть . Оставайся с нами, Воздушный человечек , и ты сам всё поймёшь!

Воздушный человечек : Хорошо, ребята! Я останусь!

Воспитатель : Ребята, сегодня мы с вами поговорим о воздухе как настоящие ученые-исследователи. Учёные работают в помещении, где много приборов для опытов, а как это помещение называется?

Дети : Лаборатория.

Воспитатель : В лаборатории надо соблюдать определенные правила. Какие? Дети : Соблюдать тишину, не перебивать друг друга, не мешать друг другу, работать тихо, аккуратно, внимательно.

Воспитатель : Давайте отправимся в нашу лабораторию, проводить опыты (шагают по кругу, затем идут до столов) .

Чтоб природе другом стать,

Тайны все её узнать,

Все загадки разгадать

Научиться наблюдать,

Будем вместе развивать

Качество — внимательность,

А поможет всё узнать

Наша наблюдательность.

Воспитатель : Вот мы и очутились в научной лаборатории. А для большей таинственности всё приборы я спрятала в коробочки.

Мы опыты начинаем

Интересно здесь бывает

Постарайтесь все понять

Много нужно здесь узнать

Воспитатель : Ребята, а вы знаете, что человек может прожить без еды – 30 дней, без воды – 15 дней, а без воздуха не сможет прожить и 5 минут. Давайте, проверим.

Эксперимент «ЗАДЕРЖКА ВОЗДУХА »

Воспитатель : Давайте вдохнём побольше воздуха , зажмём нос рукой и «нырнём» , а как только воздух закончится , то «вынырнем» (проверяет с помощью песочных часов)

Вывод : человек не может жить без воздуха .

Эксперимент «ВЕС ВОЗДУХА »

(На столе разложены предметы : резиновая игрушка, кусок резины) . Воспитатель : Давайте положим на весы кусочек резины и резиновую игрушку. Что

тяжелее? Правильно, резиновая игрушка. Воспитатель : Возьмем кусочек резины и опустим его в воду. Что с ним произошло? (Он утонул) . А теперь опустим в воду резиновую игрушку. Что с ней произошло? (Она не тонет) . Почему? Ведь игрушка тяжелее кусочка резины? Что внутри игрушки? (Воздух )

Вывод : воздух имеет вес , но он легче, чем вода.

Эксперимент «Имеет ли воздух вес ?»

Воспитатель : Ребята, все предметы вокруг нас имеют вес. Как вы думаете, имеет ли вес воздух ? (ответы)

Это мы сейчас проверим.

Воспитатель : Для следующего опыта возьмем два одинаковых воздушных шарика и положим их на весы.

Что мы видим? (чаши весов неподвижны)

Теперь на одну чашу положим надутый шарик. Что вы заметили? Почему? (ответы)

Вывод : Воздух имеет вес .

Воспитатель : Итак, мы сегодня провели множество опытов. А скажите, вам понравилось проводить опыты? (ответы детей) . Какой опыт вам показался интересным больше всего? (ответы детей) . Что вы сегодня узнали нового? (ответы детей) .

Воспитатель : Ой, ребята, слышите, нас зовёт Воздушный человечек ?

Воздушный человечек : Ребята, а скажите мне, я всё правильно понял или нет?

Воспитатель : Вот мы сейчас и проверим. Я предлагаю вам взять со стола по 2 кружочка. Один красный и один зелёный. Вместо ответа на утверждения Воздушного человечка вы будете показывать кружки. Если вы согласны, поднимите зелёный кружок, если не согласны, красный. Давайте попробуем. Будьте внимательны!

Воздух окружает нас со всех сторон.

Воздух можно услышать .

Воздух прозрачный , поэтому мы его не видим.

Чистый воздух не имеет запаха , но может передавать запах предметов.

Человек может жить без воздуха .

Ветер – это движение воздуха . Воздух тяжелее воды .

Воздушный человечек : Молодцы, ребята! Я в подарок хочу подарить вам предмет с воздухом . Это воздушный шарик !

Дети : Спасибо!

Приложение

Стихотворение про 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 лёг на стёкла

Пышной белой бахромой.

Мы его не замечаем,

Мы о нём не говорим.

Просто мы его вдыхаем –

Он ведь нам необходим.

СООБЩЕНИЕ О ВОЗДУХЕ

Воздух – это удивительная оболочка вокруг нашей Земли. Если бы не было воздуха , всё живое погибло в палящих лучах Солнца днём, а ночью от холода. Ветер – это движение воздуха . Он перегоняет холодный воздух на юг , тёплый на север, разгоняет облака или собирает их в дождевые тучи. Без воздуха Земля была бы мёртвой пустыней. В космосе нет воздуха , поэтому космонавты запасаются воздухом с Земли . Воздух необходим всем существам на Земле для того, чтобы дышать и жить. Мы вдыхаем воздух чистым , а выдыхаем – плохой. А растения – наоборот, вдыхают листьями плохой, а выдыхают хороший. Они очищают воздух . Ветер помогает растениям : сдувает пыль с листьев, разносит семена растений по всей Земле. Воздух – это неживая природа, но он тесно связан с живой природой.

Литература :

1. Тугушева Г. П., Экспериментальная деятельность детей среднего и старшего дошкольного возраста.

2. Дыбина О. В. Неизведанное рядом : Занимательные опыты и эксперименты для дошкольников. — М.: ТЦ Сфера, 2005.

3. Дыбина О. В. Ребёнок и окружающий мир. Программа и методические рекомендации. — М.: Мозаика-Синтез,2006

4. Зенина Т. Экологические акции в работе с дошкольниками. // Дошкольное воспитание. — 2002. — № 7. — с. 18.

Муниципальное автономное дошкольное образовательное учреждение

Общеразвивающего вида детский сад №12

Муниципального образования

г. Новороссийск

Конспект в подготовительной группе

На тему : «Имеет ли воздух вес »

Подготовила и провела :

А. В. Орешкина

г. Новороссийск 2017г

Сколько Весит Воздух

О том, что воздух имеет вес, в наше время, пожалуй, знают все. Впервые это было установлено в XVII веке великим итальянским ученым Галилеем. Галилей решил посмотреть, не изменяется ли вес наполненной воздухом бутылки при нагревании. Проделав этот простой опыт, ученый увидел, что нагретая бутылка весит меньше, чем холодная.

Галилей дал правильное объяснение этому явлению. Очевидно, решил он, воздух имеет вес. При нагревании бутылки находящийся в ней воздух расширился, часть его вышла наружу, и вес нагретой бутылки уменьшился.

Так было опровергнуто прежнее, неправильное мнение о невесомости воздуха.

Но если воздух имеет вес, он должен оказывать давление на все предметы, находящиеся на Земле. Каково же это давление? Чему оно равняется?

Этим вопросом занимался ученик Галилея Торричелли. Он проделал такой опыт. Взяв длинную, около одного метра, запаянную с одного конца стеклянную трубку, Торричелли наполнил ее ртутью и, перевернув, опустил открытым концом в сосуд с ртутью. При этом немного ртути вылилось из трубки в сосуд, но большая ее часть осталась в трубке — на уровне около 76 сантиметров.

Что-то помешало всей ртути вылиться из трубки в сосуд. Торричелли правильно предположил, что причиной служит давление воздуха на поверхность ртути, налитой в сосуд. Это давление уравновешивается весом ртути, оставшейся в трубке.

Открытие Торричелли было подтверждено новыми опытами, которые были проделаны по просьбе известного французского ученого Паскаля его родственником Перье.

Город, в котором жил Перье, был расположен около горы. Перье решил проверить давление воздуха на различной высоте. Опыт показал, что на вершине горы высота столбика ртути в трубке меньше, чем внизу.

Для ученых стало ясно, что это явление связано с давлением воздуха. Внизу, у поверхности земли, воздух давит с большей силой, чем на вершине горы; слой всего атмосферного воздуха, давящего на предметы, на уровне вершины горы тоньше, чем на уровне ее подножья.

Опытами Перье было окончательно доказано, что воздух имеет вес и давит на все окружающие нас тела.

Теперь мы знаем, что вес одного кубического метра воздуха у земной поверхности равен 1,293 килограмма. На высоте 12 километров этот вес уменьшается до 319 граммов, а на высоте 40 километров кубический метр воздуха весит всего 4 грамма. У поверхности земли, где воздух наиболее плотен и тяжел, он в 770 раз легче воды. Это значит, что воздух, содержащийся в литровой бутылке, весит примерно столько же, сколько весит вода в наперстке.

Наглядно убедиться в давлении воздуха можно на очень простом опыте. Налейте в стакан с ровными краями воды до самого верха, покройте его листом бумаги и, придерживая лист рукой, быстро переверните стакан. Теперь вы можете отнять от бумаги руку, вода из стакана не выльется. Лист бумаги как бы прилипнет к стакану. Это объясняется тем, что воздух давит на бумагу и крепко прижимает ее к краям стакана. Давление воды в стакане на бумажный лист меньше, чем давление наружного воздуха.

Наглядно показывает давление воздуха и следующий пример. Положите на стол лист газеты так, чтобы край его совпадал с краем стола, а под этот лист, «в его середине,— обычную деревянную чертежную линейку (примерно на 2/3 ее длины). Если теперь «вы ударите по концу линейки, то вы увидите, что лист почти не тронется с места, а линейка при сильном ударе может даже переломиться. Причина здесь та же: воздух, давящий на лист газеты, прижимает его к столу так, что удар по линейке должен преодолеть не только вес самого листа, но и вес давящего на лист воздуха.

Давление воздуха измеряется с помощью особых приборов — барометров. Первым таким прибором была, по существу, трубка Торричелли. Если позади нее поставить шкалу, разделенную на миллиметры, то давление воздуха можно измерять по высоте ртутного столба в трубке, или, как говорят, «в миллиметрах ртутного столба» (в мм рт. ст.). Этот прибор получил название ртутного барометра.

В настоящее время в метеорологии величину давления воздуха обычно выражают не высотой ртутного столба, а в особых единицах давления — миллибарах. Один миллибар (сокращённо мб) примерно равен тому давлению, которое оказывает тело весом 1 грамм на поверхность в один квадратный сантиметр. Миллибар равен приблизительно 0,75 мм рт. ст.

Часто атмосферное давление измеряют с помощью так называемого барометра-анероида — полой металлической коробки, из которой выкачан воздух. В зависимости от величины давления наружный воздух сжимает стенки коробки то с большей, то с меньшей силой. С помощью рычажков это передается стрелке, которая и показывает на шкале величину атмосферного давления.

Существует и такой прибор, который непрерывно автоматически записывает на бумажной ленте изменения давления воздуха; его называют барографом.

В физике единицей давления является так называемая физическая атмосфера. Это — давление воздуха на широте 45 градусов, на уровне моря при 0 градусов Цельсия. Для такого давления высота столбика ртути с площадью поперечного сечения в 1 квадратный сантиметр составляет 760 миллиметров. Такое давление принято считать нормальным атмосферным давлением.

Отсюда мы можем узнать величину атмосферного давления на каждый квадратный сантиметр поверхности Земли. Давление воздуха на один квадратный сантиметр земной поверхности будет равно весу столбика ртути с площадью поперечного сечения в 1 квадратный сантиметр и высотой в 760 миллиметров. Этот вес равен 1,033 килограмма.

Если теперь мы рассчитаем, какое давление воздуха испытывает поверхность человеческого тела, то полученные цифры покажутся неправдоподобно большими.

Поверхность тела человека среднего роста равна примерно 15 000 квадратных сантиметров. Следовательно, она должна испытывать давление в 15 500 килограммов, т. е. более 15 тонн. На ладонь человека, площадь которой равна примерно 150 квадратным сантиметрам, воздух давит с силой 150 килограммов, а это вес двух взрослых человек.

Мы не ощущаем такого огромного давления потому, что давление воздуха внутри нашего тела равно атмосферному и тем самым оно уравновешивает внешнее давление. Организм человека и животных приспособлен к такому давлению воздуха.

Если наружное давление воздуха понижается более чем вдвое, воздух, находящийся внутри тела человека или животного, начинает его раздувать. Кожа при этом может трескаться и кровоточить. Человек испытывает головокружение и часто теряет сознание. Вот почему на современных высотных самолетах кабины летчика и пассажиров делаются непроницаемыми для воздуха; в них искусственно поддерживается давление, близкое к давлению у поверхности Земли.

На высоте 15 километров наибольшая разность давлений снаружи и внутри кабины достигает 0,91 килограмма на квадратный сантиметр. А это значит, что, например, дверца кабины высотой 1,5 метра, шириной 60 сантиметров, т. е. площадью в 9000 квадратных сантиметров, будет испытывать давление 0,91 X 9000 = 8190 килограммов, т. е. больше 8 тонн. При такой нагрузке двери и окна кабины должны быть сделаны из особо прочных материалов.

Мы можем подсчитать и вес всей земной атмосферы. Поверхность Земли равна 510 миллионам квадратных километров. Каждый квадратный километр испытывает давление в 10 130 000 тонн. Значит, вся атмосфера весит более 5 квадриллионов (5 000 000 000 000 000) тонн.

Кстати, это не так уж много по сравнению со всей массой Земли, всего одна ее миллионная часть.

Так как нижние слои воздуха значительно плотнее верхних (на нижние слои давят верхние), то основная часть веса атмосферы сосредоточена внизу, ближе к земной поверхности. До высоты 5 километров расположена половина веса всей атмосферы, а выше 15 километров остается всего 0,1 ее веса.

Еще записи по теме

Сколько весит воздух и как рассчитать его массу в 1 м3?

Воздух – это величина неосязаемая, и его пощупать нельзя, равно как и понюхать. Между тем воздух присутствует абсолютно везде, однако люди его не видят. Сколько же весит воздух – вопрос отнюдь не простой, но решаемый. Расчертив поверхность Земли подобно детской игре на маленькие квадратики, размер которых 1×1 см, впору определить, что каждый будет весить 1 килограмм, следовательно, в 1 квадратном сантиметре содержится 1 килограмм воздуха.

Реально ли такое доказать? Оказывается, ответ положительный. Если сделать из обыкновенного карандаша и 2 воздушных шаров весы, зафиксировав на нитке конструкцию, в таком случае карандаш будет располагаться в равновесии, потому как масса 2 надутых шаров идентична. Однако стоит один из шариков проткнуть, как перевес будет на стороне накачанного шара, поскольку воздух из лопнувшего шара вышел. Значит, благодаря простому физическому опыту можно доказать, что у воздуха есть определенный вес. А вот если воздух взвесить в горах либо же равнинной поверхности, его масса будет отличаться: горный воздух существенно легче того, которым человек дышит рядом с морем. И причин этому несколько:

1. Поднимаясь ввысь, воздух приобретает более разреженную и легкую форму. Соответственно, в горной местности, давление воздуха составит не 1 кг/см², а это значение будет меньше вполовину. Настолько же уменьшится и содержание требуемого кислорода, что может спровоцировать тошноту, головокружение, ушную боль.
2. Наличие воды, что содержится в воздухе.

Кислород получается несколькими способами, и самым распространенный – поступление кислорода из атм. воздуха путем глубокого охлаждения. Именно атмосферный воздух выступает главным ресурсом кислорода технического.

В воздухе, кроме прочего находится азот – 78%, кислород – 21%, аргон – 1% и другие составляющие вроде гелия, неона, метана, криптона и пр.

Молярный объем ингредиентов, имеющихся в воздухе, способен меняться, следовательно, масса воздуха видоизменяется тоже в одну или другую сторону.

Примечание. В воздухе обязательно находятся пары воды. Согласно закономерности физики, чем более высокая температура воздуха, соответственно, воды в нем окажется больше. Данный показатель называют влажностью воздуха, оказывающей воздействие на его массу.

Значительное воздействие на концентрацию газов, находящихся в воздухе, вносится водяным паром. На концентрацию последнего влияет влажность, климат, время года, температура. В 1 м³ воздуха при 0 °С содержится максимум 5 г воды, если +10 °С – тогда 10 г.

В чем же можно измерить вес воздуха? Известно на самом деле несколько параметров, благодаря которым удается определить его молекулярную массу.

Читайте также: Сколько сегодня весит футбольный мяч

Сколько же весит куб воздуха

Если говорить о весе 1 кубического метра, присутствующего при 0 °С, то он составит 1,29 килограмма. Имеется в виду, если представить визуально комнату, где распределить площадь по ширине/длине/высоте, идентичное 1 метру, то в данном кубе воздуха находится аналогичное количество воздуха.

Отчего человек не ощущает тяжести, если у воздуха имеется вес, к тому же довольно весомый? Атмосферное давление предполагает, что на любого жителя Земли давление воздушного столба составляет 250 килограммов.

Площадь нашей ладони приблизительно равняется 77 сантиметрам. Следовательно, согласно физическим законам, мы держим на своей ладони 77 килограмм воздуха. И это равнозначно тому, якобы постоянно в нашей руке, причем каждой, пять пудовых гирь! Такое не по силам в реальности даже тяжелоатлетам. И справляемся с подобной нагрузкой мы с легкостью, поскольку атмосферное давление надавливает с обеих сторон – изнутри и снаружи организма человека, то есть это показатель, который в результате равен нулю.

Качества воздуха выступают такими, что это явление способно действовать на человеческий организм совершенно по-разному. В горах, на высоте, по причине нехватки кислорода человек может испытывать зрительные галлюцинации, в то время как на значительной глубине кислород с азотом соединяются в особый состав. Этакий «веселящий газ» способен придать эйфории, а также чувство невесомости.

Владея этими физическими величинами, реально найти массу атмосферы, иначе количество воздуха, удерживаемое силами тяготения в пространстве. Так, верхний показатель границы атмосферы оканчивается на 118-километровой высоте, значит, зная массу квадратного метра воздуха, нужно заемную поверхность разделить на воздушные столбы с основанием 1×1 метр и прибавить образованную массу этих колонн. Так, в результате она равняется 5,3×10 в 15-й степени тонн. Масса воздушной брони Земли весьма велика, однако составляет только одну 1 000 000-ю от всей массы Земли. Атмосфера здесь выступает этаким буфером, который сохраняет ее от малоприятных космических сюрпризов. К слову, от солнечных бурь, достигающих поверхности Земли, за год атмосфера избавляется до 100 тыс. тонн от собственной массы. Воздух является таким надежным, хотя и невидимым глазу щитом.

1 л воздуха: сколько весит

Мы не замечаем, однако нас постоянно окружает почти прозрачный воздух, который мы не можем увидеть. Но реально ли данный неосязаемый компонент атмосферы увидеть? Визуально передвижение воздушных масс демонстрируется каждый день на телеэкране, когда холодный либо теплый фронт несут долгожданное тепло или, наоборот, обильные снега.

Что же о воздухе еще известно? Безусловно, что он нужен абсолютно каждому живому существу. В течение суток люди вдыхают/выдыхают воздуха приблизительно 20 кг, 4-ю часть которого потребляет мозг.

Впору массу воздуха вычислить исходя из различных физических параметров, включая литр. Весит 1 л воздуха 1,2930 г при t 0 °С и давлении в 760 мм рт. ст. Помимо обычного газообразного состояния, он бывает и жидким. Чтобы перейти в подобное агрегатное состояние необходимо влияние большого давления и весьма низких температур. По предположению астрономов, есть планеты, на которых поверхность целиком покрыта воздухом, находящимся в жидком виде.

Вес 1 л жидкого кислорода – 1,13 кг, во время испарения он предоставляет приблизительную цифру в 800 литров газа. Кстати, кислород успешно соединяется с большинством элементов, кроме благородных металлов, фтора и редких газов.

А сколько воздуха требуется человеку

Можно узнать и с точки зрения медицины, сколько воздуха в литрах человек вдыхает за минуту. Это значение варьируется исходя из пола, размера легких, активности человека, роста, возраста.

За один вдох вдыхается 3-4 л воздуха, у спортсменов этот показатель может составлять 6 л и более. В течение минуты осуществляется около 15 вдохов. И за такой промежуток человеческие легкие осваивают 5-6 л воздуха, находясь в состоянии покоя. При физнагрузках у спортсменов в минуту – 140 л.

Заключение

Таким образом, ученые подсчитали: 1м³ воздуха весит ориентировочно 1,2 килограмма с незначительными колебаниями, зависящими от влажности, температура, атм. давления, химсостава. К примеру, 1 куб сухого воздуха рядом с поверхностью Земли при +25 °С имеет удельный вес 1,205 кг, около моря при 0 °С кубический метр равен весу в 1,293 кг.

Сколько весит воздух. Сколько весит воздух Воздух имеет вес и силу

Хотя мы и не чувствуем воздух вокруг себя, воздух — это не ничто. Воздух — это смесь газов: азота, кислорода и других. А газы, как и другие вещества, состоят из молекул, и поэтому имеют вес, хотя и небольшой.

С помощью опыта можно доказать, что воздух имеет вес. На середине палки длиной сантиметров в шестьдесят укрепим веревочку, а к обоим ее концам привяжем два одинаковых воздушных шарика. Подвесим палку за веревочку и увидим, что она висит горизонтально. Если теперь проткнуть иголкой один из надутых шариков, из него выйдет воздух, и тот конец палки, к которому он был привязан, поднимется вверх. Если проколоть и второй шарик, то палка снова займет горизонтальное положение.

Это происходит потому что воздух в надутом шарике плотнее , а значит, и тяжелее , чем тот, что находится вокруг него.

Сколько весит воздух, зависит от того, когда и где его взвешивают. Вес воздуха над горизонтальной плоскостью — это атмосферное давление. Как и все предметы, окружающие нас, воздух тоже подвержен земному притяжению. Оно-то и наделяет воздух весом, который равен 1 кг на квадратный сантиметр. Плотность воздуха равна около 1,2 кг/м 3 , то есть куб со стороной 1 м, наполненный воздухом, весит 1,2 кг.

Воздушный столб, вертикально поднимающийся над Землей, тянется на несколько сотен километров. Значит, на стоящего прямо человека, на его голову и плечи, площадь которых составляет примерно 250 см 2 , давит столб воздуха весом около 250 кг!

Мы не смогли бы выдерживать такую тяжесть, если бы ей не противостояло такое же давление внутри нашего тела. Следующий опыт поможет нам понять это. Если растянуть двумя руками бумажный лист и кто-то с одной стороны надавит на него пальцем, то результат будет один — дырка в бумаге. Но если надавить двумя указательными пальцами на одно и то же место, но с разных сторон, ничего не случится. Давление с обеих сторон будет одинаковым. То же самое происходит и с давлением воздушного столба и встречным давлением внутри нашего тела: они равны.

Воздух обладает весом и со всех сторон давит на наше тело.
Но он не может раздавить нас, ибо встречное давление тела равно внешнему.
Изображенный выше простой опыт делает это очевидным:
если с одной стороны надавить пальцем на лист бумаги, он порвется;
но если надавить на него с обеих сторон, этого не произойдет.

Кстати…

В повседневности, когда мы что-то взвешиваем, мы делаем это в воздухе, и поэтому мы пренебрегаем его весом, так как вес воздуха в воздухе равен нулю. Например, если мы взвесим пустую стеклянную колбу, мы будем считать полученный результат весом колбы, пренебрегая тем, что она наполнена воздухом. А вот если колбу закрыть герметично и откачать из нее весь воздух, мы получим совсем другой результат…

Воздух – неосязаемая величина, его невозможно пощупать, понюхать, он находится повсюду, но для человека он невидим, узнать, сколько весит воздух непросто, но возможно. Если поверхность Земли, как в детской игре расчертить на мелкие квадратики, размером 1х1 см, то вес каждого из них будет равен 1 кг, то есть в 1см 2 атмосферы содержится 1 кг воздуха.

Можно ли это доказать? Вполне. Если соорудить весы из обычного карандаша и двух воздушных шаров, закрепив конструкцию на нити, карандаш будет находиться в равновесии, поскольку вес двух накачанных шариков одинаков. Стоит проткнуть один из шаров, перевес окажется в сторону надутого шарика, потому как воздух из поврежденного шарика вышел наружу. Соответственно, простой физический опыт доказывает, что воздух имеет некий вес. Но, если взвесить воздух на равнинной поверхности и в горах, то его масса окажется различной – горный воздух значительно легче, чем тот, которым мы дышим возле моря. Причин разного веса несколько:

Вес 1м 3 воздуха составляет 1,29 кг.

• чем выше поднимается воздух, тем более разреженным он становится, то есть высоко в горах, давление воздуха будет составлять не 1 кг на см 2 , а вполовину меньше, но и содержание необходимого для дыхания кислорода так же уменьшается ровно вполовину, что способно вызвать головокружение, тошноту и боль в ушах;
• содержание воды в воздухе.

В состав воздушной смеси входят:

1.Азот – 75,5%;

2. Кислород – 23,15%;

3. Аргон – 1,292%;

4. Углекислый газ – 0,046%;

5. Неон – 0,0014%;

6. Метан – 0,000084%;

7. Гелий – 0,000073%;

8. Криптон – 0,003%;

9. Водород – 0,00008%;

10. Ксенон – 0,00004%.

Количество ингредиентов в составе воздуха может меняться и, соответственно, масса воздуха так же претерпевает изменения в сторону увеличения или уменьшения.

• воздух всегда содержит пары воды. Физическая закономерность такова, что чем выше температура воздуха, тем больше воды в нем содержится. Этот показатель называется влажностью воздуха и влияет на его вес.

В чем измеряется вес воздуха? Существует несколько показателей, которые определяют его массу.

Сколько весит куб воздуха?

При температуре, равной 0° по Цельсию вес 1м 3 воздуха составляет 1,29 кг. То есть, если в комнате мысленно выделить пространство высотой, шириной и длиной, равными 1м, то в этом воздушном кубе будет находиться именно это количество воздуха.

Если воздух имеет вес и вес, достаточно ощутимый, почему человек не чувствует тяжести? Такое физическое явление, как атмосферное давление, подразумевает, что на каждого жителя планеты давит воздушный столб весом 250 кг. Площадь ладони взрослого человека, в среднем, равна 77 см 2 . То есть, в соответствии с физическим законами, каждый из нас держит на ладони 77 кг воздуха! Это равноценно тому, что мы постоянно носим в каждой руке по 5 пудовых гирь. В реальной жизни это не под силу даже тяжелоатлету, однако, с такой нагрузкой каждый из нас справляется легко, потому что атмосферное давление давит с двух сторон, как снаружи человеческого организма, так и изнутри, то есть разница в конечном итоге равна нулю.

Свойства воздуха таковы, что он по-разному действует на организм человека. Высоко в горах, из-за недостатка кислорода у людей возникают зрительные галлюцинации, а на большой глубине, соединение кислорода и азота в особую смесь – «веселящий газ» может создавать чувство эйфории и ощущение невесомости.

Зная эти физические величины можно рассчитать массу атмосферы Земли – то количество воздуха, которое удерживается в околоземном пространстве силами тяготения. Верхняя граница атмосферы заканчивается на высоте 118 км, то есть, зная вес м 3 воздуха, можно поделить всю заемную поверхность на воздушные столбы, с основанием 1х1м и сложить полученную массу таких колонн. В конечном итоге, она будет равна 5,3*10 в пятнадцатой степени тонн. Вес воздушной брони планеты достаточно велик, но и он составляет лишь одну миллионную долю от общей массы земного шара. Атмосфера Земли служит своеобразным буфером, сохраняющим Землю от неприятных космических сюрпризов. От одних только солнечных бурь, которые достигают поверхности планеты, атмосфера теряет в год до 100 тысячи тонн от своей массы! Такой невидимый и надежный щит – воздух.

Сколько весит литр воздуха?

Человек не замечает, что его постоянно окружает прозрачный и практически невидимый воздух. Можно ли увидеть этот неосязаемый элемент атмосферы? Наглядно, перемещение воздушных масс ежедневно транслируется на телевизионном экране – теплый или холодный фронт приносит долгожданное потепление или обильный снегопад.

Что еще мы знаем о воздухе? Наверное, то, что он жизненно необходим всем живым существам, обитающим на планете. Человек каждые сутки вдыхает и выдыхает порядка 20 кг воздуха, четвертая часть которого потребляется мозгом.

Вес воздуха можно измерять в разных физических величинах, в том числе и в литрах. Вес одного литра воздуха будет равняться 1,2930 грамм, при давлении 760 мм рт. столба и температуре, равной 0°С. Кроме привычного газообразного состояния воздух может встречаться и в жидком виде. Для перехода субстанции в данное агрегатное состояние потребуется воздействие огромного давления и очень низких температур. Астрономы предполагают, что существуют планеты, поверхность которых полностью покрыта жидким воздухом.

Источниками кислорода, необходимого для существования человека, являются леса Амазонии, которые продуцируют до 20% этого важного элемента на всей планете.

Леса – это действительно «зеленые» легкие планеты, без которых существование человека попросту невозможно. Поэтому живые комнатные растения в квартире являются не просто предметом интерьера, они очищают воздух в помещении, загрязнение которого в десятки раз выше, чем на улице.

Чистый воздух давно стал дефицитом в мегаполисах, загрязненность атмосферы настолько велика, что люди готовы покупать чистый воздух. Впервые «продавцы воздуха» появились в Японии. Они производили и продавали чистый воздух в консервных банках и любой житель Токио мог на ужин открыть баночку чистейшего воздуха, и насладиться его свежайшим ароматом.

Чистота воздуха оказывает значительное влияние не только на здоровье человека, но и животных. В загрязненных районах экваториальных вод, возле населенных людьми мест десятками гибнут дельфины. Причиной смерти млекопитающих является загрязненная атмосфера, на вскрытии животных легкие дельфинов напоминают легкие шахтеров, забитые угольной пылью. Очень чувствительны к загрязнению воздуха и обитатели Антарктиды – пингвины, если воздух содержит большое количество вредных примесей, они начинают тяжело и прерывисто дышать.

Для человека чистота воздуха так же очень важна, поэтому после работы в офисе врачи рекомендуют совершать ежедневные часовые прогулки в парке, лесу, за городом. После такой «воздушной» терапии, жизненные силы организма восстанавливаются и значительно улучшается самочувствие. Рецепт этого бесплатного и эффективного лекарства известен с давних времен, многие ученые, правители считали обязательным ритуалом ежедневные прогулки на свежем воздухе.

Для современного городского жителя лечение воздухом очень актуальна: небольшая порция живительного воздуха, вес которой равен 1-2 кг, является панацеей от многих современных недугов!

Так как газы имеют вес, атмосфера вследствие силы земного притяжения не рассеивается в мировом пространстве, а, окутывая Землю, вращается вместе с ней. На каждый квадратный метр на уровне океана масса воздуха оказывает давление, равное 10333 кг. Иначе говоря, столько весит столб воздуха сечением 1 м 2 и высотой от уровня океана до верхней границы атмосферы. Вес 1 м 3 воздуха на уровне океана равен около 1,03 кг,

На дне воздушного океана невидимый, но ощущаемый нами воздух на каждый квадратный сантиметр площади давит с силой, равной 1033 г. Какое же давление испытывает наше тело? Очевидно, что если внешняя поверхность человеческого тела в среднем составляет около 12 000-15 000 см 2 , то давление воздуха на нее будет равно приблизительно 12 000-15 000 кг, или 12-15 т. Однако эту тяжесть организм не чувствует, так как внешнее давление воздуха уравновешивается давлением его внутри тела. Жизнь на Земле приспособлена именно к этому давлению. Поэтому при подъеме на большие высоты самочувствие человека ухудшается не только из-за недостатка кислорода, но и вследствие значительного понижения давления разреженной среды.

Кстати сказать, опыты в барокамере показали, что, чем сложнее организм, тем труднее переносит он низкое давление воздуха. Например, представитель холоднокровных — лягушка на высоте 20-30 км в течение нескольких часов сохраняет жизнь, а человек при быстром подъеме до высоты 7-8 км теряет сознание обычно через 8-10минут после подъема. На высотах 15-16 км, даже если человек дышит только кислородом, вследствие низкого давления в течение нескольких секунд наступает кислородное голодание. При низком атмосферном давлении начинается кипение крови. Известно, что, чем ниже давление, тем быстрее закипает вода. В горах, например, вода закипает не при 100°, а при более низкой температуре. На высоте около 20 км вода закипает при температуре 37° выше нуля. Кровь также кипит на этой высоте. Поэтому в космическом полете человек обеспечивается соответствующими физиолого-гигиеническими условиями. В герметической кабине космического корабля создается нормальное давление и более или менее постоянная температура воздуха, космонавт защищен от шума и вибраций, обеспечен удобным рабочим местом, хорошим освещением и т. п.

Давление воздуха измеряется в миллиметрах ртутного столба с помощью ртутного или металлического барометра. Давление принято выражать в тысячных долях бара, т. е. в миллибарах. Среднее давление на уровне моря, выраженное в миллибарах, равно 1013,3. Давление воздуха 1000 мб эквивалентно давлению ртутного столба высотой 750,1 мм. Для перевода миллиметров в миллибары обычно пользуются переводным множителем 4 /з (табл. 1).

Вместе с уменьшением плотности воздуха по высоте атмосферное давление также быстро убывает. Поэтому, несмотря на большую вертикальную протяженность атмосферы, половина ее массы сосредоточена в первых 5-6 км. Давление на этом уровне равно всего 500 мб, т. е. вдвое меньше, чем на уровне моря. В столбе воздуха высотой около 16 км сосредоточено 0,9 всей

массы атмосферы. Давление на этом уровне равно 100мб, а на высоте 40 км — всего лишь 2,4 мб.

Уменьшение атмосферного давления с высотой можно характеризовать вертикальным градиентом давления, или так называемой барической ступенью. Барическая ступень — расстояние по вертикали (в метрах), на котором атмосферное давление изменяется на единицу (на 1 мб). Величина барической ступени различна. Она зависит от высоты над уровнем моря и от температуры воздуха. В приземном слое при давлении 1000 мб и температуре 0° барическая ступень равна 8 м. Это значит, что на каждые 8 м поднятия давление понижается на 1 мб. В слое с давлением 600-500 мб, что соответствует высотам около 4,5-5,5 км, барическая ступень равна 13 м, в слое с давлением 100-200 мб — 40 м.

Величиной барической ступени удобно пользоваться для приближенных расчетов изменения давления с высотой. Так, например, легко определить разность между давлением воздуха на 1-м и 25-м этажах высотного здания. При разности высот указанных этажей, равной 90 м, давление воздуха на уровне 25-го этажа приблизительно на 12 мб меньше, чем на уровне 1-го этажа. Однако, поднимаясь даже на скоростном лифте, мы не ощущаем разности давления. Объясняется это тем, что изменение давления около 10-20 мб очень мало (1-2%) по сравнению с нормальным атмосферным давлением. Среднее междусуточное изменение давления, к которому привык человеческий организм, небольшое. В тропических странах оно составляет около 1 мб, а в средних широтах — 5-6 мб. Но в отдельных, не очень редких случаях междусуточное изменение давления в средних широтах достигает 20-30 мб и более.

Сколько весит воздух и какова высота атмосферы

Каков состав атмосферы Как изучают воздушный океан

Когда мы поднимаем наполненное водою ведро, то сразу чувствуем его большую тяжесть. Подняв ведро без воды, мы ощущаем только тяжесть самого сосуда. Но это ведро ведь не пустое, оно наполнено воздухом; стало быть, сам воздух не имеет никакого веса? Может быть, воздух в ведре ничего не весит потому, что уходит из открытого ведра. Возьмем бурдюк или бычий пузырь, наполним его воздухом, завяжем и попробуем взвесить, а затем выдавим из него воздух и снова взвесим. Окажется, что показания весов оба раза будут одинаковыми, быть, действительно, воздух ничего не весит и это можно считать доказанным? Вместе с тем, если согласиться с отсутствием веса воздуха, то многие явления покажутся непонятными.

Трубка Торричелли. Атмосферное давление на поверхность ртути в открытой чашке уравновешивает давление ртутного столба в трубке, и ртуть из нее не выливается

Почему, например, медицинские банки втягивают кожу человека. Почему, если мы наполним водой стакан с хорошо пришлифованными краями точно по эти края и накроем его бумажкой, а затем быстро перевернем стакан, то вода из стакана не выльется? Почему действует насос, перекачивающий воду снизу вверх?

Все эти явления казались долгое время необъяснимыми, но насос же и позволил открыть истину.

В поисках объяснения обратились к знаменитому ученому Галилею, тогда 80-летнему старцу. До нас дошли два варианта дальнейших событий. По первому из них Галилей будто бы смутился и не знал, что ответить. По второму варианту Галилей взвесил «пустую» бутылку, затем сильно разогрел ее, закрыл пробкой и, охладив, взвесил вторично. Оказалось, что на этот раз бутылка весила меньше.Сохранились сведения, что в XVII веке в саду герцога Тосканско во Флоренции построили насос, чтобы перекачивать воду для фонтана на высоту больше 10 метров, но это никак не удавалось. Насос был сделан так же хорошо, как и все другие, прекрасно работавшие, и поэтому неудача с ним казалась совершенно непонятной.

Галилей правильно объяснил уменьшение веса бутылки, указав, что при нагревании воздух расширился и был вытеснен из бутылки в атмосферу. Следовательно, в бутылке его оказалось меньше, поэтому и вес бутылки во второй раз стал меньшим. Таким образом Галилеи установил, что воздух имеет вес, но весит он меньше воды, и новый насос, больший, чем предшествовавшие, не работал только потому, что вес наружного воздуха не уравновешивал слишком высокого столба воды.

Несомненно, правильнее второй вариант дошедшего до нас рассказа, так как известно, что Галилей уже раньше делал подобные расчеты. Он объяснил силу, уравновешивающую давление воздуха «силой пустоты» В те времена существовало мнение, что природа «боится пустоты», и как только где-либо пустота образуется, природа ее тотчас заполняет. Но при этом оставалось необъяснимым то, что эта «боязнь пустоты» прекращалась выше 10 метров. Следовательно, загадка так и не была разрешена полностью.

Ученик Галилея, Торричелли продолжал исследование вопроса и произвел ряд опытов, которые позволили ему надежно доказать, что воздух имеет вес, и привели его в 1643 году к изобретению прибора, известного нам теперь под названием барометра. Торричелли наполнил ртутью закрытую с одного конца стеклянную трубку длиной 100 сантиметров и погрузил ее открытым концом в сосуд с ртутью. При этом ртуть из трубки вся не вылилась, но, немного опустившись, остановилась на уровне около 76 сантиметров; Торричелли сделал совершенно правильный вывод, что ртуть поддерживается в трубке весом наружного воздуха.

Давление воздуха на поверхность ртути в чашке уравновешивается давлением ртутного столба.

В течение нескольких лет выводы Торричелли не были подтверждены. Наконец, в 1647 году французский ученый Паскаль задумал окончательно выяснить этот вопрос. Он обратился к своему родственнику Перье, жившему в городе Клермон, у подножья горы Пью-де-Дом, с просьбой проделать необходимые наблюдения. Просьба Паскаля была выполнена 19 сентября 1648 года, и с этой даты то, что воздух имеет вес, перестало вызывать сомнения.

Уменьшение атмосферного давления с высотой. На каждом последующем; уровне длина расположенного выше столба воздуха укорачивается и величина давления уменьшается

Перье поступил так. Он заготовил две одинаковые трубки Торричелли и, измерив высоту ртутного столба в трубках у подножья горы, оставил одну из них на месте, а с другой поднялся на вершину. На высоте 975 метров он опять измерил высоту ртути в трубке. Оказалось, что на вершине она была на 8 миллиметров ниже, чем у подножья горы.

Изумленный полученным результатом, Перье много раз проверял свои измерения и, только окончательно убедившись в их правильности, спустился вниз. В находившейся внизу трубке ртуть осталась на прежнем уровне. На том же уровне она остановилась и в принесенной сверху трубке.

Таким образом, было окончательно доказано, что воздух имеет вес и поэтому в нижних слоях он давит с большей силой, чем вверху, где над головой наблюдателя остается меньшее его количество. Воздух давит на поверхность Земли с такой же силой, с какой давил бы слой воды толщиной в 10,3 метра. Вот почему насос герцога Тосканского, поднятый над уровнем воды выше 10 метров, не работал. Ртуть в 13,6 раза тяжелее воды. Поэтому она устанавливалась в трубке Торричелли на высоте около 76 сантиметров (76х13,6=1033,6 сантиметра). Давлением воздуха объясняется и действие медицинской банки, а также и то, что вода из перевернутого, но закрытого бумажкой стакана не выливается.

Мы не замечаем этого большого веса воздуха, так как человеческий организм приспособился к нему и чувствует себя нормально именно в этих условиях. Все внутренние органы человека наполнены воздухом, имеющим такое же давление, как и давление атмосферы у поверхности Земли вне нашего организма; это внутреннее давление уравновешивает внешнее. Поднимаясь высоко в горы или на самолете, человек сильно ощущает уменьшение с высотой давления воздуха (рис. 2) и переносит происходящее при этом его понижение только до известного предела, после которого наступает ощущение удушья или даже смерть.

Рыбы, живущие в океане на больших глубинах, приспособились к еще большему давлению, слагающемуся из веса атмосферы и веса огромной массы воды. Выловленные на больших глубинах и поднятые на поверхность моря, рыбы гибнут: их разрывает внутреннее давление, не уравновешиваемое внешним.

Почему же мы не ощущаем веса воздуха, когда поднимаем наполненное воздухом ведро? Да потому, что мы взвешиваем его в самом же воздухе. Подобно этому, опустив ведро в колодец и наполнив его водой, мы не ощущаем веса воды в ведре. Но достаточно приподнять ведро из воды в воздух, как сразу почувствуется его тяжесть.

Один кубический метр воздуха весит 1,3 килограмма, а вся атмосфера, окружающая земной шар, — 5 300 000 000 000 000 тонн. Как видим, воздух весит очень и очень много. Вес 1 кубического метра воздуха, равный 1,3 килограмма, мы получаем тогда, когда взвешиваем воздух на уровне моря и при температуре 0°. Чем выше от поверхности Земли, тем плотность воздуха становится меньшей и вес 1 его кубического метра уменьшается. Так, на высоте 12 километров 1 кубический метр воздуха весит 319 граммов, то есть в четыре раза меньше, чем внизу; на высоте 25 километров — 43 грамма, а на высоте 40 километров — только 4 грамма (рис. 3). Увеличение плотности воздуха книзу и разрежение его вверху обусловливаются земным притяжением. Но как бы ни был разрежен воздух, он, как газ, заполняет все предоставленное ему пространство и, следовательно, распространяется далеко вверх от поверхности Земли.

До каких же высот простирается земная атмосфера? И можно ли вообще установить ее границу или же плотность воздуха постепенно сходит на нет?

Правильно второе предположение, но тем не менее теоретически мы можем установить границы воздушного океана. Это сделать нетрудно, так как мы знаем вес всей атмосферы, лежащей над нашей головой, и можем вычислить вес кубического метра воздуха на любой высоте.

Убывание плотности воздуха с высотой. Преобладающая масса атмосферы расположена в ее нижних слоях

Если бы воздух на всех высотах имел ту же плотность, что и у поверхности Земли, то средняя высота воздушной оболочки, окружающей земной шар, была бы близка к 8 километрам. Но плотность воздуха с высотой быстро уменьшается, и поэтому высота атмосферы должна быть во много сотен раз больше.

Еще М. В. Ломоносов разбирал вопрос о высоте земной атмосферы. Рассуждал он так. Воздух состоит из бесчисленного количества мельчайших частиц — молекул. Молекулы газа находятся в непрерывном движении, несутся вверх, вниз, в стороны. Внизу, где воздух плотен и число молекул огромно, они непрестанно сталкиваются между собою и как бы «толкутся» на месте. Чем выше, тем меньше молекул в одном и том же объеме воздуха, и путь, который они пролетают от одного столкновения с соседней молекулой до другого, — длиннее. Расположенные на больших высотах молекулы воздуха при этом часто летят вниз, к Земле; они падают под влиянием силы тяжести, как и все другие тела. Падение продолжается до столкновения с молекулами, расположенными ниже, в более плотных слоях. Оттолкнувшись от них, падавшая молекула снова летит вверх. Такое движение — вверх и вниз — все молекулы проделывают бесчисленное количество раз. Но вверх молекула движется только до известного уровня. Этот уровень определяется силой земного притяжения, вследствие которого все тела падают на Землю, движутся по ее поверхности и не уносятся от нее в мировое пространство. Выскакивают за этот уровень и уходят из атмосферы только те молекулы которые на большой высоте получили от столкновения с соседней молекулой толчок такой силы, которая превышает силу земного притяжения на этой высоте.

Более поздние исследования подтвердили правильность рассуждений М В. Ломоносова и показали, что такая теоретическая граница земной атмосферы лежит над полюсом на высоте 28 тысяч километров, над экватором на высоте 42 тысячи километров, то есть более чем в четыре и в семь раз превышает земной радиус.

Нас, земных жителей, в первую очередь интересует высота тех слоев атмосферы, которые имеют еще измеримую плотность и где совершаются те метеорологические и физические явления, которые мы имеем возможность наблюдать и с которыми мы должны считаться.

С такой точки зрения высота земной атмосферы определится слоем толщиной в 800—1000 километров.

Перье измерял давление атмосферы высотой столбика ртути в трубке Торричелли, определяя длину его в миллиметрах. Такой способ измерения сохранился и поныне. Современные ртутные барометры в принципе ничем не отличаются от трубки Торричелли. Они только совершеннее технически, что позволяет производить отсчеты очень точно, улавливая самые незначительные (до 1/10 миллиметра) изменения высоты ртутного столба.

Как мы уже знаем, на уровне моря атмосферное давление в среднем соответствует давлению ртутного столба высотой в 760 миллиметров. Но эта величина не остается постоянной. В разных местах в разное время года и при разной погоде она меняется в широких пределах Крайние отмеченные до сих пор значения давления составляют 680 и 802 миллиметра.

Изменение давления воздуха играет значительную роль в явлениях погоды. Но эта роль все же не решающая. Поэтому и предсказывать «погоду, используя измерение только одного давления, нельзя. Стало быть, не следует придавать большого значения надписям, имеющимся на некоторых металлических барометрах-анероидах: «буря», «дождь» или «сухо». Мы легко согласимся с этим, если вспомним описанный выше опыт Перье: барометр меняет свои показания не только от состояния погоды, но и от высоты, на которой он сейчас находится. Это его свойство широко используется в авиации, где по показаниям такого же барометра-анероида (альтиметра) определяют высоту самолета.

Для облегчения отсчетов на шкале альтиметра показана не величина давления, а соответствующая высота.

Для ряда теоретических вычислений значительно удобнее величину давления воздуха выражать не длиной ртутного столба, следовательно, не в миллиметрах, а в единицах давления. В качестве такой единицы принят «бар», равный давлению миллиона дин 2 на 1 квадратный сантиметр, что соответствует давлению ртутного столба длиной 750,1 миллиметра. В практике применяется одна тысячная часть бара — миллибар. Давление ртутного столба длиной в 1 миллиметр равно 1,333 миллибарам. Соответственно этому 1 миллибар приблизительно равен 0,75 миллиметра ртутного столба. В настоящее время в метеорологии почти повсеместно применяют миллибары, но так как шкалы большинства барометров сделаны в миллиметрах, то отсчет величины давления с помощью специальных таблиц переводится затем в миллибары.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Каков состав атмосферы Как изучают воздушный океан

Вес воздуха. Атмосферное давление | 7 класс Онлайн

Конспект по физике для 7 класса «Вес воздуха. Атмосферное давление». ВЫ УЗНАЕТЕ: Как определить плотность и вес воздуха. Что такое атмосферное давление. Что такое атмосфера Земли. Каков состав и строение атмосферы. ВСПОМНИТЕ: 

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике

---

Вес воздуха. Атмосферное давление

Воздушная оболочка, окружающая Землю, называется атмосферой (от греч. atmos пар и spharia – шар). Атмосфера –это смесь различных газов, т. е. она состоит из молекул, которые обладают массой. На каждую из них действует сила тяжести, следовательно, атмосфера имеет вес. поэтому она оказывает давление на поверхность Земли и на все тела на Земле. Это давление называют атмосферным давлением.

Молекулы газов, составляющих атмосферу, находятся в непрерывном и беспорядочном движении. При этом на них действует сила тяжести. Именно эти две причины не позволяют молекулам воздуха ни упасть на поверхность Земли, ни улететь в межпланетное пространство.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСА ВОЗДУХА

Для определения веса воздуха необходимо знать его массу. Рассмотрим опыт, который, во–первых, наглядно продемонстрирует, что воздух обладает массой, во–вторых, поможет её определить.

Для проведения данного опыта необходимы чувствительные весы и колба, из которой при помощи насоса выкачан воздух.

Проведём два взвешивания. При первом определяется вес колбы без воздуха. Второе взвешивание проводится после того, как в колбу впускается воздух. Оказывается, что колба с воздухом весит больше.

Приведённое в таблицах физических величин значение массы воздуха объёмом 1 м³ при температуре 0°С равно 1,29 кг. Это значение получено путем тщательных измерений. Вычислим вес этого воздуха:

Р = mg = 9,8 Н/кг * 1,29 кг ≈ 13 Н.

Зная массу заданного объёма воздуха, можно вычислить и плотность воздуха.

АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ

Как показали наблюдения из космоса, атмосфера простирается на высоту более чем 1500 км от поверхности Земли. Масса всей атмосферы составляет около 5*10¹⁸ кг, а это одна миллионная часть массы Земли. Постепенно атмосфера переходит в безвоздушное пространство, но чёткой границы атмосферы не существует.

Под действием силы тяжести верхние слои воздуха атмосферы оказывают давление на её нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, согласно закону Паскаля передаст производимое на него давление вышележащих слоёв по всем направлениям. В результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха. Значит, чем ближе к поверхности Земли, тем больше атмосферное давление. Из–за быстрого убывания плотности атмосферы почти вся её масса содержится в нижних слоях — тропосфере и стратосфере.

С увеличением высоты изменяется не только атмосферное давление, но и плотность воздуха. По результатам измерений на высоте около 5,5 км плотность воздуха уже в 2 раза меньше, чем у поверхности Земли.

ПОЧЕМУ МЫ НЕ ОЩУЩАЕМ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ?

Для ответа на этот вопрос рассмотрим опыт. Возьмем стеклянную банку и затянем её горлышко тонкой резиновой плёнкой. На плёнку снаружи действует сила, обусловленная атмосферным давлением воздуха, однако плёнка совершенно не прогибается. Дело в том, что давление воздуха внутри банки равно атмосферному, поэтому на внутреннюю поверхность плёнки действует такая же сила, что и на наружную. Силы уравновешены, и плёнка остаётся неизогнутой, как если бы на неё не действовали никакие силы.

Если откачать часть воздуха из банки, уменьшив этим его давление, то плёнка прогибается внутрь банки. Если, наоборот, накачать в банку воздух, то плёнка выгибается наружу. Плёнка прогибается настолько, что возникшие в ней упругие силы вместе с силой давления воздуха в банке уравновешивают силу давления внешнего воздуха.

Ткани, кровеносные сосуды и стенки других полостей тела подвергаются наружному давлению атмосферы, но кровь и другие жидкости и газы, заполняющие эти полости, сжаты до такого же давления. Поэтому большинство тканей в нашем организме, испытывая одинаковое давление изнутри и снаружи, не деформируются и атмосферное давление не ощущается.

ВЛИЯНИЕ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ НА ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Существование атмосферного давления является причиной многих явлений, которые мы встречаем в жизни.

Рассмотрим такой пример. В сосуд с водой опустим стеклянную трубку с поршнем. Если поднимать поршень, то за ним будет подниматься и вода. Почему это происходит? При подъёме поршня между ним и водой образуется безвоздушное пространство. В это пространство под давлением наружного воздуха и поднимается вслед за поршнем вода.

В результате действия атмосферного давления вода поднимается по соломинке, когда мы с сё помощью пьем воду.

Если стеклянную трубку опустить в воду, а потом её верхний конец закрыть пальцем, то при вытаскивании трубки из воды в ней остается столбик воды. Почему это происходит? При опускании конца трубки в воду часть её заполняется водой по принципу сообщающихся сосудов. Когда мы закрываем открытый конец трубки пальцем и вытаскиваем её из воды, часть воды выливается из трубки. При этом давление воздуха в трубке становится чуть меньше атмосферного (на значение гидростатического давления оставшегося столбика воды). Снизу же на столбик воды действует давление воздуха, равное атмосферному. Именно поэтому вода из трубки не вытекает.

---

Вы смотрели Конспект по физике для 7 класса «Вес воздуха. Атмосферное давление»: Как определить плотность и вес воздуха. Что такое атмосферное давление. Что такое атмосфера Земли. Каков состав и строение атмосферы.

Вернуться к Списку конспектов по физике (В оглавление).

Пройти онлайн-тест «»

Air имеет вес | The Happy Scientist

Чтобы попробовать, вам понадобится:

• мерка или другая длинная прямая палка
• какая-то строка
• четыре шара
• две скрепки
• ванна с водой
• две молнии, пластик, пакеты для хранения

Эксперимент должен показать, что воздух имеет вес. Сначала вы устанавливаете баланс, обвязывая веревку вокруг центральной точки мерила, а затем привязывая другой конец веревки к чему-то вроде стержня для душа, чтобы эталон уравновесился.Это может потребовать некоторой работы, так что наберитесь терпения.

Затем используйте скрепки, чтобы прикрепить пустой шарик к каждому концу мерила. Если вы поставите их на равном расстоянии от концов мерки, он снова должен уравновесить.

Как только вы это сделаете, осторожно снимите один из воздушных шаров и надуйте его. Свяжите горлышко воздушного шара, чтобы он оставался надутым, и прикрепите его к скрепке. Этот конец шкалы теперь опускается. Воздушный шар, наполненный воздухом, весит больше, чем пустой воздушный шар.Мы только что показали, что воздух имеет вес, верно?

Прежде чем вы решите, давайте подумаем. Оба шара одинаковые. Обе скрепки одинаковые. Единственное, что отличается, это то, что один наполнен воздухом, а другой нет. Но подождите минутку. Воздушный шар, наполненный воздухом, тоже больше. Он занимает больше места и перемещает больше всего окружающего, то есть … воздуха. Это усложняет эксперимент.

Почему это осложнение? Оба шара окружены воздухом, тем же самым материалом, который вы кладете внутрь.Чтобы увидеть это по-другому, нужно сделать воздушный шар с водой. Осторожно протяните горлышко воздушного шара над краем крана в раковине. Слегка включите воду и аккуратно надуйте баллон водой. Не наполняйте его слишком полным, так как он лопнет и создаст беспорядок. Зажмите горлышко под краном и снимите баллон. Убедитесь, что весь воздух выходит, а затем завяжите узел на воздушном шаре, чтобы вода не выходила.

Держите баллон с водой в одной руке, а пустой баллон — в другой.Что тяжелее? Легкий! Водный шар. Разница в том, что внутри воздушного шара есть вода, а снаружи — воздух. Поместите оба шарика в ванну с водой. Убедитесь, что вода достаточно глубокая, чтобы воздушный шар полностью прошел под поверхностью. Под водой возьмите баллон с водой в одну руку, а пустой баллон — в другую. Убедитесь, что в пустом баллоне нет воздуха. Под водой они оба кажутся одинаковыми, и так оно и есть. У вас есть два воздушных шара с водой внутри и водой снаружи.Единственное, что вы сравниваете, — это вес двух воздушных шаров.

Теперь вернемся к нашим исходным воздушным шарам. Почему воздушные шары с водой одинаковы, а с воздухом разные? Когда вы надували воздушный шар, ваши легкие и эластичная резина сжимали воздух внутри. Поскольку он был сжат, воздух внутри шара более плотный, чем воздух снаружи. На каждый кубический дюйм пространства больше молекул воздуха. Вы показали не то, что воздушный шар, наполненный воздухом, тяжелее пустого.Вместо этого вы показали, что объем сжатого воздуха тяжелее, чем такой же объем воздуха при нормальном давлении воздуха.

Итак, наш эксперимент был основан на заблуждении, не так ли? Это не означает, что воздух имеет вес. Или нет? Если сжатый воздух весит больше, чем несжатый воздух, он должен иметь вес. Сжатие невесомого вещества не сделает его тяжелее. Итак, заблуждение заключалось в объяснении, а не в эксперименте. Вы не сравниваете воздушный шар с пустым, чтобы показать, что воздух имеет вес.Вместо этого вы сравниваете сжатый воздух внутри баллона с воздухом нормального давления снаружи. Пустой баллон нужен только для того, чтобы уравновесить вес другого баллона.

Теперь я знаю, о чем вы думаете. Почему воздушные шары с воздухом отличаются, а с водой — нет? Вода не сжимается, поэтому вода внутри шара не плотнее, чем вода снаружи. Чтобы убедиться в этом, попробуйте оригинальный эксперимент с застежкой-молнией и полиэтиленовыми пакетами.Оставьте одну из них закрытой, чтобы внутри не было воздуха. С другой стороны, откройте его, расширьте, а затем снова запечатайте, пропустив внутрь немного воздуха. Вы же не хотите, чтобы он был плотно растянут, он наполовину заполнен воздухом. Как вы думаете, что произойдет, прежде чем вы попробуете? Вспомните, что случилось с водяным шаром под водой. Тогда попробуйте сами.

Поскольку воздух внутри мешка не сжимается, оба мешка уравновешиваются. Надутый мешок весит не больше, чем пустой, потому что воздух внутри вытесняет такое же количество воздуха снаружи.Говоря о том, что снаружи, это хорошее место, чтобы позаботиться о воздушном шаре, когда вы закончите. Иначе вы можете навести беспорядок в доме. Только не бросай это в своего брата, если только ты не умеешь бегать ОЧЕНЬ быстро.

вопросов и ответов — как доказать, что воздух — это материя?

Как доказать, что воздух — это материя?

Ответ 1

Человечеству потребовались десятки тысяч лет, чтобы понять, что воздух существует, не говоря уже о том, что это материя. Только в недавней истории человечества мы узнали что-либо о воздухе.Доказательство того, что воздух является материей, аналогично сегодняшним физическим экспериментам, в которых вы не можете видеть объект своего исследования, но должны определить его свойства и его существование на основе косвенных свидетельств.

Мы определяем материю как нечто, занимающее пространство, находящееся под действием силы тяжести и имеющее вес. Сделайте сосуд, который не рухнет, если в нем нет воздуха. Взвесьте сосуд, когда он наполнен воздухом. Затем откачайте весь воздух и снова взвесьте сосуд. Разница в весе — это вес воздуха.

Есть знаменитый эксперимент, проведенный Отто фон Герике в 1654 году в Регенсбурге, Германия. Регенсбург был римским форпостом на берегу Дуная. Если вы когда-нибудь пойдете туда, я очень рекомендую Wirstkuke, 850-летний ресторан у реки. Это было там, когда Герике изучал воздух и, возможно, ужинал там или два. В любом случае, чтобы доказать, что воздух существует и имеет давление, он сделал полую сферу из двух медных половинок и запечатал ее прокладкой. Он использовал воздушный насос, который он также изобрел, для откачки воздуха из сферы.Давление воздуха удерживало две половины сферы вместе. Затем он взял две упряжки лошадей и заставил их попытаться разорвать сферу. Они потерпели неудачу. Затем Герике открыл клапан, который впускал воздух обратно, и тогда сфера развалилась под действием собственного веса. Сфера имела диаметр 14 дюймов, что означало, что давление воздуха составляло примерно 4,5 тонны.

Сила была бы такой же, если бы одна сторона сферы была прикреплена к чему-то неподвижному, например, к действительно большому камню, а не к другой группе. лошадей.Возможно, Герике этого не понял, а возможно, он просто оценил драматизм использования двух команд. Понимаете, зрелищность важна даже в науке.

Ответ 2

Материя — это все, что имеет массу и занимает пространство. Итак, чтобы доказать, что воздух — это материя, нам нужно доказать, что воздух имеет массу и занимает пространство. Легче доказать, что воздух занимает место, поэтому давайте сначала займемся этой частью проблемы.

Иди и возьми воздушный шар. Пока вы это делаете, возьмите два воздушных шара.Идите и надуйте воздушные шары воздухом. Воздушные шары становятся больше, когда вы наполняете их воздухом. Единственный способ, которым воздух может увеличить их, — это если воздух будет занимать место, поэтому половина нашего доказательства завершена. Свяжите шары так, чтобы они оставались надутыми — оба шара нам понадобятся для второй половины этой задачи.

Хотя воздух имеет массу, небольшой объем воздуха, такой как воздух в воздушных шарах, не имеет большого количества. Просто воздух не очень плотный. Мы можем показать, что воздух в воздушном шаре имеет массу, построив баланс.Для этого вам понадобится метр, лента, веревка и острая игла. Возьмите часть веревки и привяжите один конец к середине измерителя. Возьмите другой конец веревки и прикрепите его к верхней части стола или прилавка, просто убедитесь, что измерительная ручка может свободно перемещаться. Привяжите отрезок веревки к каждому шарику. На одном воздушном шарике сделайте «X» из двух кусков ленты (если вы хотите быть честными, вы можете сделать клейкую ленту «X» и на втором шарике, но на самом деле нам нужен только один).Возьмите воздушные шары и привяжите каждый к метке, по одному на каждом конце метки. При необходимости уравновесите измеритель, изменив положение воздушных шаров.

Итак, на данный момент у вас должно быть два воздушных шара, свисающих с метровой палки, по одному с каждого конца. Если один из воздушных шаров изменит массу, мы сможем это определить, потому что измерительная ручка «наклонится» в сторону более массивного объекта. Итак, все, что вам нужно сделать, это выпустить воздух из одного из воздушных шаров. Возьмите иглу и ВНИМАТЕЛЬНО проткните отверстие в центре «Х».Вы не хотите лопнуть воздушный шар — вы просто хотите проделать отверстие, чтобы воздух выходил наружу. Надеюсь, лента скрепит шар …

Что случилось? Если все шло хорошо, один воздушный шар терял воздух очень спокойным и контролируемым образом, не разбрасывая внутренности воздушного шара по всей комнате. Конец измерителя со спущенным баллоном должен был подняться в воздух. Это произошло потому, что после того, как воздушный шар опустился, масса его уменьшилась. Единственный способ, которым воздушный шар мог бы потерять массу, — это если бы воздух, находившийся внутри него, имел массу.

Этим экспериментом вы показали, что воздух занимает пространство и имеет массу, поэтому вы доказали, что воздух — это материя.

Авторы:

Ответ 1 — Брайан Кросс, главный инженер-детектор (Другие ответы Брайана Кросса)

Ответ 2 — Стив Ганьон, специалист по естественнонаучному образованию (Другие ответы Стива Ганьона)

Как продемонстрировать, что воздух имеет массу

Воздух — это море частиц, в котором мы живем. Обернутые вокруг нас, как одеяло, студенты иногда ошибочно принимают воздух за то, что он не имеет массы или веса.Эта простая погодная демонстрация доказывает младшим школьникам, что воздух действительно имеет массу.

В этом быстром эксперименте (он займет не более 15 минут) два воздушных шара, наполненных воздухом, будут использоваться для создания баланса.

Что вам понадобится

• 2 шарика одинакового размера
• 3 куска бечевки длиной не менее 6 дюймов
• Деревянная линейка
• Маленькая игла

Пошаговая инструкция

1. Надуйте два шарика до тех пор, пока они не станут равными по размеру, и свяжите их.Прикрепите к каждому шарику веревку.
2. Затем прикрепите другой конец каждой струны к противоположным концам линейки. Держите шары на одинаковом расстоянии от конца линейки. Воздушные шары теперь могут свисать под линейкой. Третью нитку привяжите к середине линейки и подвесьте за край стола или опоры. Регулируйте среднюю струну, пока не найдете точку баланса, в которой линейка параллельна полу. Как только аппарат будет готов, можно начинать эксперимент.
3. Проколите один из воздушных шаров иглой (или другим острым предметом) и посмотрите на результат. Студенты могут записывать свои наблюдения в научную тетрадь или просто обсуждать результаты в лабораторной группе. Чтобы эксперимент превратился в настоящий исследовательский эксперимент, цель демонстрации не должна открываться до тех пор, пока учащиеся не получат возможность наблюдать и комментировать то, что они видели. Если цель эксперимента будет раскрыта слишком рано, у студентов не будет возможности выяснить, что произошло и почему.

Почему это работает

Воздушный шар, который остается наполненным воздухом, заставит линейку опрокинуться, показывая, что воздух имеет вес. Воздух из пустого шара выходит в окружающую комнату и больше не содержится внутри шара. Сжатый воздух в воздушном шаре имеет больший вес, чем окружающий воздух. Хотя сам вес нельзя измерить таким образом, эксперимент косвенно свидетельствует о том, что воздух имеет массу.

Советы для успешного эксперимента

• В процессе расследования лучше , а не раскрывать цель эксперимента или демонстрации.Многие учителя фактически сокращают название, цель и вводные вопросы для лабораторных занятий, чтобы ученики наблюдали за экспериментами, зная, что результат поможет им написать свои собственные названия и цели. Вместо стандартных вопросов после лабораторной работы попросите студентов заполнить недостающий заголовок и задачи. Это забавный поворот, который делает лабораторию более творческой. Учителя очень маленьких учеников могут даже разыграть это, создав сценарий, в котором учитель случайно потерял остальные !
• Очки рекомендуются юным студентам.Когда воздушные шары надуваются до больших размеров, маленькие кусочки латекса могут поранить глаз. Также неплохо использовать что-нибудь, кроме игл, чтобы надеть воздушный шарик. Обойдите класс и проверьте настройку снаряжения. Затем, когда оборудование соответствует стандартам, учитель может лопнуть воздушный шар.

Какой вес у воздуха? Эксперимент, который я бы никогда не стал проводить с детьми.

Как запутать понимание мира детьми с помощью так называемых «научных экспериментов».

Сын моего коллеги недавно пошел на модную науку. И они узнали, «как измерить вес воздуха». Все идет нормально.

Вот эксперимент, который они провели:

Сначала они измерили вес пустого воздушного шара. Мои весы рассчитаны на другой диапазон, но давайте посмотрим, что получится. На моих весах «0 грамм»

Вес пустого воздушного шара: почти ничего (весы показывают «0»).

Вот что они сделали дальше: взорвали воздушный шар и снова взвесили.На моих весах указано «2 грамма».

Вес воздушного шара, наполненного воздухом: Все еще немного, но больше, чем пустой воздушный шар. На весах указано «2».

Итак, поскольку воздушный шар, наполненный воздухом, весит больше, чем пустой, — вуаля: воздух имеет вес!

И вот что я считаю неправильным в этом эксперименте *. Это работает только в том случае, если вы используете хороший воздушный шар, который действительно сложно взорвать. Если вы используете водяной шар или какой-либо другой сосуд, которому не требуется высокое давление воздуха внутри, чтобы оставаться надутым, он не сработает.И это потому, что вы измеряете не вес воздуха — тот же объем воздуха был там до того, как вы надували воздушный шар. То, что вы весите, — это увеличение веса при сжатии воздуха. Вот почему я писал выше, что вам нужен воздушный шар, который действительно трудно надуть (и мои щеки все еще болят, когда я печатаю это), поэтому вы действительно сжимаете воздух внутри **.

Да, вы можете сказать, что, поскольку он имеет вес, когда вы его сжимаете, он, вероятно, имел вес и раньше. Но этот эксперимент использовался не так, и я почти уверен, что инструкторы не знали, что именно они делали, но они искренне думали, что взвешивают воздух.

Способ запутать понимание мира детьми научными экспериментами!

Как бы я провел этот эксперимент, если бы меня заставили? Во-первых, я бы использовал балансир и поместил пустой баллон с одной стороны, а полный баллон — с другой. Намного лучше, чем смотреть на крошечные числа на электронном дисплее. Затем я хотел бы убедиться, что они действительно понимают, что они измеряют не «вес воздуха», а «вес воздуха под определенным давлением». Один из способов — использовать то, о чем мы говорили выше: проделайте тот же эксперимент с водяным шаром на балансировочной балке — опустошите один с одной стороны, надуйте один с другой (теперь убедитесь, что у вас нет слишком высокого давления на балку). внутри шара!).Теперь обсудите, почему кажется, что воздух в воздушном шаре что-то весит, а воздух в водяном шаре — нет.

Вы можете даже иметь надутый воздушный шар с одной стороны балки и надутый водяной шар с другой стороны (скорректируйте разницу в весе пустого воздушного шара и мяча, добавив небольшие веса на первом этапе!). Теперь вам нужно убедиться, что объемы шара и воздушного шара одинаковы, что на самом деле является непростой задачей. Один из способов — погрузить их в воду и измерить разницу.Но тогда при их погружении вы, вероятно, одновременно измените давление… Так что я, вероятно, выберу первый вариант!

–

* полное раскрытие: мои весы по-прежнему показывали «0 грамм», когда воздушный шар был надут, я осторожно постучал по нему, чтобы отобразить низкое, но все же достоверное число… И я почти уверен, что на научной ярмарке они обманули тоже, что делает весь эксперимент еще более бесполезным.

** кстати, поэтому гораздо веселее тыкать иглой в воздушный шар, чем в водяной шар.Если вы не сожмете водяной шар очень сильно, ничего не произойдет, если в нем есть крошечное отверстие, поскольку давление воздуха внутри и снаружи одинаково …

Понравилось? Расскажите об этом другим!

ВЕСЕТ ЛИ ВОЗДУХ НИЧЕГО? — The Washington Post

Air кажется настолько несущественным, что на первый взгляд можно сказать, что он не имеет веса. В конце концов, «легкий как воздух» иногда используется для обозначения противоположности «тяжелого». Да, все мы знаем, что ветер — это воздух, и что некоторые ветры могут быть очень разрушительными.Но это воздух в движении. Его сила зависит от его скорости. А как насчет неподвижного воздуха? Есть ли у такого воздуха вес? Вы можете узнать сами. Вот как МАТЕРИАЛЫ

Два одинаковых шара

Палка или стержень длиной от одного до двух футов

Длина веревки

Клейкая лента МЕТОДЫ 1. Обвяжите один конец веревки около середины стержня. Другой конец прикрепите к краю стола или любой другой опоры. 2. Приклейте по одному ненадутому баллону к каждому концу стержня.3. Отрегулируйте струну так, чтобы штанга была выровнена, затем закрепите струну в этом положении. Вы должны будете сделать весы с одинаковыми весами с каждой стороны тетивы. 4. Снимите один воздушный шарик, надуйте его, завяжите и приклейте обратно к стержню с помощью того же куска ленты. Будьте осторожны, чтобы не сместить положение струны, удерживающей удилище. 5. Надутый баллон должен тянуть конец стержня вниз, поднимая другой баллон. Что происходит? Вы набираете больше воздуха в надутый шар, и теперь он тяжелее.Просто как тот. Чтобы понять, сколько весит добавленный воздух, нажмите на другой конец стержня, пока он не выровняется. Чтобы выровнять штангу, не требуется большого усилия, но ее определенно достаточно, чтобы нащупать палец. Читатели, знакомые с поведением жидкостей под давлением, часто озадачивают этот результат. Они воображают, что, поскольку воздух внутри воздушного шара толкается одинаково во всех направлениях наружу, силы должны нейтрализоваться, и надутый воздушный шар не должен тянуться вниз сильнее, чем спущенный.В каком-то смысле они правы. Выталкивание наружу позволяет баллону расширяться. Если бы в воздушном шаре было отверстие, отсутствие давления в этом месте оставило бы давление в противоположном направлении неуравновешенным, и воздушный шар взорвался бы, как ракета. Но пока воздушный шар запечатан, его содержимое реагирует на силу тяжести, как если бы оно было заполнено шариками. Помните, что, поскольку воздух внутри воздушного шара находится под давлением, его молекулы расположены ближе друг к другу, чем молекулы внешнего воздуха.Таким образом, он более плотный. А плотные предметы тонут в менее плотной среде.

Что такое вес воздуха?

Когда вы стоите посреди детской площадки или сидите в классе, прямо над вашей головой ощущается огромный груз, но вы этого не чувствуете! Это вес атмосферы или воздуха, как мы его знаем.

Состоящий из азота, кислорода, углекислого газа и других газов, он окружает Землю подобно конверту. И простирается почти на тысячу километров над поверхностью Земли.

Как и все другие вещества, воздух тоже имеет вес. Представьте, мы на самом деле говорим о столбе воздуха высотой в тысячу километров над нашими головами. Это называется атмосферным давлением.

Барометр измеряет атмосферное давление

Почему наши кости не раздавливаются под этим весом?

На самом деле в наших телах есть внутреннее давление, которое противодействует атмосферному давлению и при этом уравновешивает его. Это внутреннее давление необходимо для нашего выживания.

Небольшое изменение атмосферного давления может вызвать тошноту. Это причина того, что альпинисты болеют на больших высотах. По мере того, как мы поднимаемся выше, воздух становится разреженным, и, следовательно, атмосферное давление также уменьшается.

Как это измеряется?

Что такое вес воздуха? [Иллюстрация Шинода А.П.]

Он измеряется как вес атмосферы для данной области. Или количество веса на небольшой площади, например, сантиметр. В 1643 году итальянский математик Евангелиста Торричелли изобрел прибор для измерения атмосферного давления.Его называют барометром.

Барометр состоит из пустой трубки, из которой удален воздух. Эта трубка перевернута в посуду с ртутью. Так как чашка с ртутью подвергается давлению воздуха над ней, часть ртути попадает в трубку.

Уровень, до которого поднимается ртуть, измеряется в дюймах и указывает на атмосферное давление. В ясный день (облака и сильный ветер могут изменять атмосферное давление) на уровне моря ртуть поднимается на высоту 29.792 дюйма (76 см) в барометре. Это равно 14,70 фунта (6,6 кг) на квадратный дюйм площади. Следовательно, на уровне моря на каждый дюйм нашего тела приходится около 6,6 кг веса.

361 слово | 3 минуты
Читаемость: 7 класс (дети 12–13 лет)
На основе оценок читабельности Флеша – Кинкейда

Подано в соответствии с: 5ws и h
Теги: #pressure, #atmosphere, #mercury

Они также могут вас заинтересовать:
Что такое артериальное давление?
Что такое вулкан?
Почему Cola Fizz?
Как работает подводная лодка?
Почему солнце красное во время восхода и заката?

Лекция 6 — Закон идеального газа, поднимающийся и опускающийся воздух

Лекция 6 — Закон идеального газа, поднимающийся и опускающийся воздух До этого момента мы думали о давлении как о определяется по весу воздуха над головой.Давление воздуха толкает вниз против земли на уровне моря с силой 14,7 фунта на квадрат дюйм. Если вы представите себе вес атмосферы, давящей на воздушный шар, сидя на земле, вы понимаете, что воздух в воздушном шаре отталкивает с той же силой. Воздух повсюду в атмосфере толкает вверх, вниз и в стороны.

Закон идеального газа уравнение — это еще один способ представления о давлении воздуха, своего рода вид в микроскопическом масштабе. Мы игнорируем атмосферу и сконцентрируйтесь только на воздухе внутри небольшого объема или воздушный шар или сверток * с воздухом.Мы собираемся «вывести» уравнение который показывает, как давление (P) зависит от определенных свойств воздуха. спрятать воздушный шар.

* слово посылка просто означает небольшой объем воздуха.

---

Воздушные шары поднимаются (они также раковина), так же как и относительно теплый воздух при грозовом восходящем потоке (он теплее, чем воздух вокруг Это). Наоборот холодный воздух опускается. Поверхностные ветры вызванный нисходящим потоком грозы (как показано выше) может достигать скорости 100 миль в час и представляют собой серьезную погодную опасность.

Понимание закона идеального газа в первый шаг в объяснении того, что на самом деле заставляет воздух подниматься или опускаться.

На втором шаге посмотрим по закону Чарльза особая ситуация, связанная с законом идеального газа (воздух температура и плотность изменяются вместе таким образом, что давление внутри константы баллона). Тогда мы узнаем о вертикальные силы, действующие в воздухе (восходящие и направленная вниз сила) на шаге 3.

На рисунке выше показан важный момент: молекулы воздуха в Воздушный шар «наполненный воздухом» действительно занимает очень мало места.А воздушный шар, наполненный воздухом, действительно в основном пустое пространство. Это столкновения молекул воздуха с внутренними стенками воздушного шара которые удерживают воздушный шар в надутом состоянии.

---

А

Давление, создаваемое воздух молекулы внутри воздушного шара будут Во-первых, это зависит от количества молекул воздуха N в воздушном шаре. По мере того, как вы добавляете все больше и больше воздуха в нечто вроде велосипедная шина, давление увеличивается. Если здесь совсем не было молекул воздуха, не было бы никаких давление.Давление прямо пропорционально N — an увеличение N вызывает увеличение P. Если N удваивается, P также удваивается (при условии, что другие переменные в уравнении не изменяются).

In B
Давление воздуха внутри воздушного шара также зависит от размера воздушный шар. Давление обратно пропорционально объему, В . Если V увеличится вдвое, P упадет до 1/2 от исходного значения.

Примечание
Это можно поддерживать постоянное давление, изменяя N и V вместе правильным образом.Вот что происходит в эксперимент по концентрации кислорода, описанный на неделе 1. Кислород в градуированный цилиндр вступает в реакцию со стальной мочалкой с образованием ржавчины. Кислород удаляется из пробы воздуха, что является уменьшением N. Поскольку кислород удаляется, вода поднимается в цилиндр, уменьшая пробу воздуха объем. N и V уменьшаются в одинаковых относительных количествах и давление пробы воздуха остается постоянным. Если удалить 20% молекул воздуха, V уменьшится. до 20% от первоначального значения, и давление останется постоянным.

Часть C: Увеличение температура газа в воздушном шаре заставит молекулы газа двигаться быстрее. Они столкнутся со стенками воздушного шара чаще и отскок с большей силой. Оба будут увеличить давление. Не следует бросать баллончик с краской в огонь, потому что температура вызовет давление внутри может увеличиться, и банка может взорваться. Мы продемонстрируем влияние температуры на давление в классе в пятницу.

Удивительно, как объяснено в Части D, давление делает не зависит от массы молекулы. Давление не зависит от состава газ. Молекулы газа с большой массой будут двигаться медленнее, тем меньше массивные молекулы будут двигаться быстрее. Они оба столкнутся со стенками емкости с такой же силой.

На рисунке ниже показаны две формы закона идеального газа. В вершина уравнение — это то, что мы только что вывели, а нижнее — немного другая версия.Ты можешь игнорировать константы k и R, если вы просто пытаетесь понять, как изменение одна из переменных повлияет на давление. Вам нужен только константы, когда вы выполняете вычисления с использованием чисел (которые мы не буду делать).

---

Закон Чарльза — это особый случай закона идеального газа. Чарльз Лоу требует, чтобы давление в объеме воздуха оставалось постоянный. T, V и плотность могут изменяться, но они должны изменяться в способ, который сохраняет P постоянным. Вот что происходит в Атмосфера.Объемы воздуха в атмосфере могут свободно расширяться. или сжаться. Они делают это, чтобы поддерживать давление внутри воздушного объема. константа ( давление внутри объема остается равным давлению воздуха вне объема).




Воздух в атмосфере ведет себя как воздух в воздушный шар. А воздушный шар может увеличиваться или уменьшаться в размерах в зависимости от давления воздуха внутри. Когда воздушный шар не становится больше или меньше, это означает сила внутри, которая выталкивает наружу, уравновешивается силой снаружи это проталкивает.

Начнем с верхнего рисунка с воздуха внутри воздушного шара, который точно такой же, как воздух снаружи. Воздух внутри и снаружи были окрашены в зеленый цвет. Стрелки показывают, что давление воздуха внутри толкает наружу и давление воздуха воздух, окружающий воздушный шар, толкающийся внутрь, все тот же сила.

Далее прогреваем воздух в баллоне (рис. 2). Идеальный газ закон уравнение говорит нам, что давление воздуха в воздушном шаре увеличится. Увеличение составляет хотя и кратковременный.

Потому что давление внутри теперь больше (большие желтые стрелки) чем давление снаружи, воздушный шар расширится. Когда объем начинается для увеличения давление воздуха внутри воздушного шара будет снижаться. В конце концов воздушный шар расширится ровно настолько, чтобы давление внутри и снаружи снова в равновесии. Вы получаете воздушный шар теплого воздух низкой плотности, имеющий такое же давление, как и окружающий его воздух (Рис.3)

---

Вы можете использовать те же рассуждения, чтобы пойми, что происходит, когда ты крут воздух в воздушном шаре.

Воздух внутри и снаружи — это то же на рис. 1. Охлаждение в воздух внутри воздушного шара на рис. 2 вызывает кратковременное падение внутри шара. давление (маленькие желтые стрелки) и создает давление дисбаланс. Более сильный наружный воздух давление сжимает баллон.

По мере уменьшения объема баллона давление внутри шара увеличивается. В конечном итоге он способен уравновесить внешний воздух давление. Вы получаете воздушный шар, наполненный холодным кайфом плотность воздуха.

Если нагреть воздух, он расширится и плотность будет уменьшаться до тех пор, пока давление внутри и снаружи посылки одинаковое.
Если охладить воздух, посылка сожмется, а плотность увеличится. пока давление не уравновесится.

Эти две ассоциации:

(я) теплый воздух = низкий воздух с плотностью
(ii) холодный воздух = воздух с высокой плотностью

важны и будут лот в течение оставшейся части семестр.

Вот краткое изложение закона Чарльза

Если вы нагреете пучок воздуха, объем увеличится, а плотность уменьшится.Давление внутри посылки остается неизменным. Если охладить посылку воздухом его объем уменьшается, а его плотность увеличивается. Давление внутри посылка остается неизменной.

---

Чарльз Закон демонстрируется в классной версии этого курса путем погружения воздушный шар в жидкость азот.

Воздушный шар сжимается до практически нулевой объем, когда вытащили из жидкого азота. Он наполнен очень холодным высоким плотность воздуха в этой точке. В виде воздушный шар согревает воздушный шар расширяется и плотность воздуха внутри баллон уменьшается.Объем и температура постоянно менялись таким образом, чтобы давление оставалось постоянным. В конце концов воздушный шар заканчивается обратно при комнатной температуре (если он не лопнет).

---

Теперь мы можем быстро взглянуть на силы что может вызвать посылки воздуха подниматься или опускаться.



В основном все сводится к следующему — есть две силы действующий на частицы воздуха в атмосфере:
1. Гравитация тянет вниз. Сила силы тяжести зависит от от массы воздуха внутри посылка.Эта сила равна весу посылки
2. Разница давлений направлена ​​вверх. Этот сила вызванный воздухом снаружи посылка (воздух вокруг посылки). Давление снижается с увеличением увеличение высота. Давление воздуха внизу посылки толчок вверх немного сильнее, чем давление воздуха на верхушка воздушного шара, толкающая вниз. Общий эффект сила, направленная вверх.

Когда воздух внутри посылки точно такой же, как воздух за пределами, две силы равны по силе и уравновешиваются.Посылка является нейтрально буянт, не поднимается и не опускается.

Если заменить воздух внутри баллона на теплый с низкой плотностью воздух, это не будет так много весить. Сила тяжести слабее. В вверх сила перепада давления не меняется, так как определяется воздух за пределами шара, который не изменился и стал сильнее чем сила тяжести. Воздушный шар поднимется.

И наоборот, если воздух внутри представляет собой холодный воздух высокой плотности, он весит более. Гравитация сильнее разницы давлений вверх сила, и воздушный шар тонет.

---

ср. может модифицировать в демонстрация, которую мы сделали ранее, чтобы продемонстрировать Закон Чарльза. В этом случае мы используем воздушные шары, наполненные гелием (или водородом). Гелий менее плотный чем воздух, даже когда гелий имеет ту же температуру, что и окружающий воздух. А Воздушный шар, наполненный гелием, не нуждается в подогреве, чтобы подняться.
Мы макаем наполненный гелием воздушный шар в жидкий азот для охлаждения Это и вызвать увеличение плотности гелия. Когда удаленный из жидкого азота баллон не поднимается, холодный газообразный гелий является плотнее окружающего воздуха (фиолетовые и синие воздушные шары в рисунок выше).Когда воздушный шар нагревается и расширяется его плотность гелия уменьшается. Воздушный шар в какой-то момент имеет то же самое плотности воздуха вокруг него (зеленый вверху) и нейтрально буйант. Со временем воздушный шар становится менее плотным, чем окружающий воздух (желтый) и плавает до потолка.

Что-то подобное происходит в Атмосфера.

В (1) солнечный свет, достигающий земли, поглощается и согревает земля. Это, в свою очередь, нагревает воздух, соприкасающийся с землей. (2) Как только этот воздух станет теплым и его плотность станет достаточно низкой, небольшие «капли» воздуха отделяются от слоя воздуха у земли и начинать подниматься.Их называют «термиками». (3) Поднимающийся воздух расширяется и остывает (это то, что мы еще не рассмотрели). Если остынет достаточно (до точки росы) облако будет становятся видимыми, как показано в пункте 4. Весь этот процесс называется свободная конвекция. Многие из летних гроз в южной Аризоне начни так.

---

Относительная сила направленная вниз сила тяжести и сила перепада давления вверх определить, поднимется или опускается порция воздуха. Архимед Закон — это еще один способ попытаться понять эту тему.
Галлон вода весит около 8 фунтов (фунтов).

Если вы погрузите кувшин с водой объемом 1 галлон в бассейн, кувшин становится для всех намерений и целей невесомым. Архимед’ Закон (см. Рисунок ниже, со стр. 53a в фотокопиях ClassNotes) объясняет, почему это правда.

Сила восходящего движения действительно просто другое название для сила перепада давления, покрытая ранее сегодня (более высокое давление толкать на бутылку и низкое давление в верхней части толкает вниз, что приводит к чистая направленная вверх сила).Бутылка на 1 галлон заменит 1 галлон вода в бассейне. Один галлон бассейна вода весит 8 фунтов. Сила восходящего движения составит 8 фунтов, то же, что и сила тяжести, действующая на кувшин. Два силы равны и противоположны.

Теперь мы представляем, как выливаем всю воду и наполняем 1 галлон кувшин с воздухом. Воздух примерно в 1000 раз менее плотный, чем вода; по сравнению с поливать кувшин практически ничего не будет весить.

Если вы погрузите кувшин в бассейн он вытеснит 1 галлон вода и снова испытайте 8-фунтовую восходящую силу буйанта.С тех пор если нет направленной вниз силы, кувшин будет плавать.

Один галлон песка (который примерно в 1,5 раза плотнее воды) кувшин будет весить 12 фунтов.

Кувшин с песком утонет, потому что направленная вниз сила больше чем восходящая сила.

Вы можете подытожить все это, сказав что-нибудь менее плотное чем вода будет плавать в воде, все, что плотнее воды, будет плавают в воде.

То же самое относится и к воздуху в атмосфере.

Воздух менее плотный (более теплый) чем воздух вокруг него будет подъем. Воздух, который более плотный (холодный), чем воздух вокруг него, будет опускаться.

Красочная демонстрация того, насколько малы различия в плотности может определить, плавает ли объект или тонет.

Банки как обычного, так и диетического пепси помещают в наполненные стаканы. с водой (также можно использовать кока-колу и диетическую колу).

Обе банки изготовлены из алюминия почти трехкратной плотности. выше воды. Сам напиток в основном состоит из воды. В в обычном пепси также много кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы. Пепси нет.Смесь воды и кукурузного сиропа имеет густоту больше, чем просто вода. Также есть немного воздуха (или, возможно, углекислого газа) в каждой банке.

Средняя плотность банки обычной Пепси (вода и кукурузный сироп + алюминий + воздух) оказывается немного больше, чем плотность вода. Средняя плотность банки диеты Пепси (вода + алюминий + воздух) немного меньше плотности воды.

В некоторых отношениях люди в плавательных бассейнах подобны банкам из-под обычной и Диетическая содовая.Некоторые люди плавают (они немного менее плотные, чем вода), другие люди тонут (чуть плотнее воды).

Многие люди могут наполнить легкие воздухом и заставить себя плавать, или они могут опустошить свои легкие и заставить себя тонуть. Люди должны иметь плотность примерно такую ​​же, как у воды.


.