Presiunea Atmosferic De la buletinele meteo ai auzit

Presiunea Atmosferică • De la buletinele meteo, a-ţi auzit frecvent de presiunea atmosferică. Dar pe baza simţurilor noastre, nu percepem presiunea atmosferică (doar unele persoane, reumatice, pot simţi fluctuaţiile presiunii atmosferice) • Cum putem evidenţia presiunea atmosferică ? 1. Dacă umplem complet un pahar cu apă, îl acoperim cu o foaie(dublă)de hârtie, şi îl întoarcem, apa nu curge !! Deşi greutatea apei acţionează pe verticală în jos, apa nu curge datorită forţei generată de presiunea atmosferică(F=p. S) care acţionează, perpendicular pe foaia de hârtie(în sus) greutatea apei forţa generată de presiunea atmosferică Apa nu curge nici dacă înclinăm paharul, dovedind că presiunea atmosferică acţionează în toate direcţiile!

• Cum mai putem evidenţia presiunea atmosferică ? 2. In multe autoturisme, sunt prinse de parbriz cârlige pneumatice (ventuze), si se pot agăţa obiecte de ele. Ventuzele stau “prinse” de parbriz datorită forţei generată de presiunea atmosferică Dacă încercăm să prindem ventuza de o suprafaţă aspră, nu reuşim: pătrunde aer între ventuză şi suprafaţa aspră, iar presiunea atmosferică acţionează şi din exteriorul şi din interiorul ventuzei cu forţe egale, care se anulează între ele Cum crezi că insectele pot merge pe tavan? Au la piciore un fel de ventuze! 3. Dacă într-un vas cu apă puneţi o sticlă plină cu apă, cu gura în jos, vă aşteptaţi, firesc, să curgă apa din sticlă în vas. Dar apa din sticlă nu curge datorită presiunii atmosferice care generează pe suprafaţa apei din vas forţe mai mari decât greutatea apei din sticlă

• Măsurarea presiunii atmosferice Presiunea atmosferică se poate măsura cu barometrul cu mercur (tub Torriceli). Deşi e foarte dens(şi greu!), mercurul nu se scurge complet în vas, menţinându-se la 760 mm Hg, la presiune normală, şi urcând chiar mai mult când presiunea atmosferică creşte 760 mm Hg • De ce crezi că se folosesc barometre cu mercur(metal lichid foarte toxic) şi nu cu apă ? • Dacă s-ar folosi barometre cu apă, tubul barometrului ar trebui să aibă uriaşa înălţime de 10, 3 m !. Mercurul(Hg) este de 13, 6 ori mai dens decât apa, şi greutatea coloanei de numai 760 mm. Hg egalează forţele generate de presiunea atmosferică, deci tubul poate fi mult mai scurt ! Presiunea atmosferică normală este p 0=101325 Pascali(N/m²)-în unităţi internaţionale. În alte unităţi de măsură, presiunea atmosferică este: p 0=1 atm (atmosferă fizică) , p 0=760 Torri (Torr = mm coloană de mercur-Hg)

Aerul, sau gazul, au greutate ? Cum explicăm existenţa presiunii atmosferice? Ce o produce? Aerul, sau gazul, au greutate !Cum dovedim? Ştiţi că buteliile conţin gaz butan, şi sunt mult mai grele când sunt pline(cu butan) decât consumate(goale). Deci gazul butan are greutate. Şi buteliile de oxigen ale scafandrilor sunt mai grele când sunt pline! • În orice loc, pe Pământ, presiunea atmosferică este produsă de greutatea aerului de deasupra. De aceea, pe un munte înalt presiunea e mai mică(aerul e rarefiat).

Proprietăţile presiunii atmosferice © Presiunea atmosferică într-un punct oarecare aceeaşi valoare în toate direcţiile • Aerul(sau gazul) acţionează cu forţe perpendiculare pe suprafaţa corpurilor în cu care e în contact • Presiunea atmosferică este mai mică la altitudini mari(la munte, de exemplu) Presiunea atmosferică depinde şi de starea vremii: când e vreme bună, insorită presiunea e mare; dacă presiunea scade, se anunţă vreme rea, ploioasă. Măsurând presiunea atmosferică, meteorologii pot prevedea starea vremii !

• Cum calculăm presiunea atmosferică ? La nivelul mării presiunea atmosferică este p 0=1 atm © La o altitudine h, calculăm presiunea atmosferică p 1 cu formula Principiul fundamental al hidrostaticii: © Densitatea aerului raer=1, 3 Kg/m³ • Cum credeţi că a fost aflată înălţimea munţilor ? • Nu se poate măsura direct înălţimea munţilor, dar se măsoară presiumea p 1, cu barometrul, apoi se calculează înălţimea : Probleme: 1. Care e înălţimea unui munte pe care presiunea atmosferică este 75 KN/m². 2. Ce presiune atmosferică este pe vârful Omu(înălţimea h=2500 m)? h

Credeţi că o maşină grea de câteva tone ar putea sta pe…aer? • Oricât ar fi de paradoxal, răspunsul este DA! Greutatea maşinii este susţinută de forţele generate de presiunea aerului din pneurile roţiilor. Cu cât maşina e mai grea, cu atât presiunea aerului din pneuri trebuie să fie mai mare! M Exploziile bombelor de datorează presiunii gazului din interiorul lor: bombele conţin substanţe solide sau lichide care se aprind uşor şi se transformă în gaz mărinduşi volumul de mii de ori, astfel creează o presiune uriaşă care distruge carcasa metalică a bombei aruncând în jur schije Concluzie: Aerul(gazul) dintr-un vas închis exercită presiune asupra pereţilor vasului

Probleme – scrieţi răspunsurile pe caiet • 3. Explicaţi cum poate fi aflată înălţimea munţilor? • 4. La etajul 10 al unui bloc înalt presiunea atmosferică este: a) mai mică , b) mai mare , c) egală cu presiunea atmosferică de la parter? Explicaţi de ce • 5. O fereastră are lungimea de 120 cm şi lăţimea 9 dm. • I. Calculaţi aria suprafeţei ferestrei , şi forţa generată de presiunea atmosferică (100000 N/m 2 ) pe geamul ferestrei • II. Această forţă este foarte mare. De ce nu se sparge geamul ?

Problemă rezolvată 6. Într-un acvariu, apa are adâncimea de h=100 cm, iar aerul de deasupra apei are presiune normală (aproximaţi p 0= 100000 Pa). I. Cât este presiunea în punctul A(la suprafaţa acvariului). Dar în punctul H(la baza acvariului). Care din aceste presiuni e mai mare? II. Pe o suprafaţă de S=1 cm 2, aflată la baza acvariului, ce forţă generează presiunea A hidrostatică a apei? Şi ce forţă generează presiunea aerului(din exteriorul acvariului)? Care e forţa rezultantă ce acţionează pe H această suprafaţă ? • Rezolvare: Transformăm: h=100 cm=1 m, S=1 cm 2 =0, 0001 m 2 • Presiunea în punctul A(la suprafaţa acvariului) este presiunea atmosferică: p 0=100000 Pa. • Presiunea hidrostatică în punctul H(la baza acvariului) este mai mare: p. H = p 0 +rapagh = 109800 N/m 2 Forţa generată de presiunea hidrostatică: Forţa generată de presiunea aerului: Cu ajutorul integralelor, pe care le veţi învăţa Forţa rezultantă: în clasa XII, se calculează mai precis!

Probleme – scrieţi răspunsurile pe caiet • 7. Explicaţi cum poate fi evidenţiată experimental presiunea atmosferică. Realizaţi si un desen explicativ 8. Pe vârful unui munte presiunea atmosferică este: a)mai mare, b)mai mică, c)egală cu presiunea atmosferică de la poalele muntelui? Explică de ce • 9. I. În interiorul unui avion care zboară la altitudinea 2 km presiunea aerului e normală (100000 Pa). În exteriorul avionului presiunea aerului este: a) mai mare, b) mai mică, c)la fel. Calculaţi această presiune • II. Asupra hubloului de avion, cu suprafaţa 2500 m² acţionează o forţă rezultantă: a)spre interior, b)spre exterior , c) zero. Calculaţi această forţă (raer =1, 3 kg/m³)

Această lecţie face parte dintr-un set de lecţii pentru gimnaziu şi liceu destinat îmbunătăţirii predării fizicii cu ajutorul calculatorului. Lecţia poate fi importată în AEL, si apoi lansată dintr-un singur click simultan pe toate calculatoarele reţelei. Orice sugestie, observaţie sau întrebare despre această lecţie puteţi trimite prin e-mail pe adresa autorului : laurentziu_roshu@yahoo. com Prin observaţiile dvs. puteţi contribui la perfecţionarea acestui set de lecţii. Vă mulţumesc