Почему в перевернутый стакан не попадает вода
Воздушный слой, который окружает планету Земля, давит на все объекты, находящиеся на ней. Сила давления воздуха аналогична силе гири, весом в 1 кг, которая давит на 1 см2 поверхности. Если поверхность равна 1 м2 сила, давящая на нее, возрастает до 10т. С такой нагрузкой человеку помогает справиться давление внутри организма.
Давление воздуха можно выявить простыми опытами. В частности, легко провести эксперимент со стаканом и емкостью с водой. Если стакан перевернуть вверх дном и опустить в таз с водой, он останется пустым. То есть жидкость в посуду не затечет. Воздух, который находится в стакане, давит на воду, не позволяя ей попасть внутрь.
Это свойство воздуха люди начали использовать еще в 16 веке. Устройство, которое в будущем назовут водолазным колоколом, использовали для добычи сокровищ с затонувших кораблей. Конструкция представляла собой короб или бочку. Устройство переворачивали и опускались в нем под воду. Так как воздух внутри конструкции имел давление, равное наружному, вода в нее не поступала. Человек мог опуститься под воду, и некоторое время дышать воздухом. Благодаря воздушной прослойке, исследователь имел возможность выплывать на поверхность, осматривать дно, затем возвращаться и дышать.
В настоящее время водолазный колокол усовершенствован. На нем водолазы опускаются на большие глубину для осуществления исследований или ремонта судов. Также построены кессонные камеры, выполняющие схожую функцию.
Источник
Демонстрация действия атмосферного давления
- Участники:Жураускас Дана Андрюса, Чубенко Марина Константиновна
- Руководитель: Филатова Надежда Олеговна
Цель работы: демонстрация действия атмосферного давления
Описание работы
Описание и соблюдение техники безопасности в ходе проведения экспериментального исследования
- Погрузить стакан в воду, перевернуть его под водой вверх дном и затем медленно вытащить из воды.
- Налить в стакан воды, закрыть листом бумаги, прижать лист рукой, перевернуть стакан вверх дном. Убрать руку от бумаги.
- Налить немного воды в блюдце, в котором находится, в вертикальном положении, горящая свеча. Нагреть стакан над свечой. Накрыть свечу стаканом.
- Так как предстоит работа с водой, то эксперименты осуществлять необходимо в местах, удаленных от электроприборов, эл.проводки.
- Заранее приготовить ткань, для случая пролива воды.
- Аккуратно работать со спичками (под присмотром взрослых).
Демонстрация действия атмосферного давления.
- Вода не выльется из стакана, если мы не вытащим его из воды полностью.
- Вода не выльется из стакана, т.к. давление воздуха (атмосферы) внутри стакана меньше, чем снаружи.
- Свеча погаснет, т.к. воздух внутри стакана расширится при нагревании.
Описание хода проведения и результатов опыта
Эксперимент 1.
- Мы погрузили стакан в воду.
- Затем перевернули стакан вверх дном.
- Медленно начали вытаскивать стакан из воды, оставляя под водой его края.
- В результате мы увидели, что если края стакана хоть немного находятся под водой, то внутри стакана уровень воды не меняется.
Эксперимент 2.
- Вначале мы налили в стакан воды.
- Затем накрыли стакан листом бумаги.
- После прижали лист рукой.
- Далее перевернули стакан вверх дном.
- И под конец, убрали руку от бумаги и увидели, что вода не выливается из стакана.
Эксперимент3.
- Налили немного воды в блюдце, в котором находилась, в вертикальном положении, горящая свеча.
- Нагрели стакан над свечой.
- Накрыли свечу стаканом.
- В итоге свеча погасла, т.к. воздух внутри стакана расширился при нагревании и частично вышел. Для горения недостаточно стало кислорода. Давление внутри стакана понизилось по сравнению с атмосферным. Вследствие этой разницы вода из блюдца устремляется в область пониженного давления (в стакан) под действием атмосферного.
Обзор применения рассматриваемого явления на практике
- В последнее время в спортивной практике особое внимание уделяется изучению влияния на организм спортсменов пониженного атмосферного давления. Это вызвано главным образом тем, что крупнейшие соревнования (чемпионаты Европы, мира и олимпийские игры) все чаще стали проводиться в местах с пониженным атмосферным давлением.
- Шприц, пипетки, груши (рис. 1, приложение 1). Под воздействием атмосферного давления жидкость набирается в шприц, пипетку или грушу. Когда поднимаем поршень (или надавливаем на пипетку, грушу), то между ним и жидкостью образуется безвоздушное пространство. Так как там нет воздуха, то значит, нет и давления, ведь давление газа обусловлено ударами молекул о поверхности тел. И под воздействием внешнего (атмосферного) давления воздуха на жидкость в открытом сосуде, она начинает подниматься в шприц.
Рисунок 1. Шприц, пипетка, груша
Фонтан (рис. 2, приложение 1). Откачивают воздух из колбы, опускают конец резиновой трубки, соединенный с колбой, в сосуд с подкрашенной водой. Наблюдается фонтан.
Рисунок 2. Фонтан
Вакуумные грузозахватные приспособления (рис. 3, приложение 1). Присоски этих «прилипал» представляют собой металлические или резиновые чаши, полушарии, подобные магдебургским. Присоски бывают диаметром от 50 до 600 мм; наибольший из них поднимает груз массой до 700 кг. Достаточно откачать воздух из чаши или полушария, наложенного, к примеру, на лист стали, чтобы присоска стала своеобразным крюком подъемного крана. Ему все равно, какой груз поднимать: бочки, рулоны бумаги, доски. Накладывая на груз несколько присосок, можно поднять «пустотой» груз до 10 т.
Рисунок 3. Вакуумные грузозахватные приспособления
Медицинские банки (рис. 4, приложение 1). При сильном кашле врач часто больному прописывает банки. Медсестра вносит в банку горящую ватку, смоченную в спирте, воздух в банке нагревается, расширяется и частично выходит наружу, внутри образуется разрежение. В этот момент банку быстро прижимают к телу. Атмосферное давление вдавливает внутрь банки часть кожи с прилегающими к ней тканями. При этом создается усиленный приток крови именно к данному участку, что и является важнейшим лечебным фактором. Когда банки снимают с тела, слышится характерный хлопок, – это наружный атмосферный воздух врывается в банку.
Рисунок 4. Медицинские банки
Пластмассовые крышки для закупоривания банок (рис. 5, приложение 1). С помощью таких крышек можно так закрыть банку, что наружный воздух совсем не будет в нее попадать (закрыть герметично). Толщина крышки посередине меньше, чем по краям. Материал крышек очень эластичен. От легкого нажатия рукой крышка прогибается и тут же быстро выпрямляется, если прекратить нажим. Чтобы закрыть банку, надо надвинуть крышку на отверстие банки и ладонью нажать на середину крышки. Слышится характерный хлопок, и крышка герметически закупоривает банку. Когда крышка прогибается, часть воздуха, содержащегося в банке, выходит, а когда крышка выпрямляется, объем, занимаемый воздухом, увеличивается, при этом его давление уменьшается. Атмосферное давление плотно прижимает крышку. Результат будет еще лучше, если предварительно банку, а, следовательно, и воздух в ней, нагреть.
Рисунок 5. Вакуумные крышки
Насосы (рис. 6, приложение 1). Действие поршневых жидкостныхнасосов основано на том, что под действием атмосферного давления вода в трубке поднимается за поршнем.
Рисунок 6. Поршневой жидкостный насос
Помпы (для бутилированной воды) (рис. 7, приложение 1). Принцип действия чрезвычайно прост: после нажатия на кнопку в тару подается воздух, который вытесняет собой некоторое количество жидкости. Водяная помпа для перекачивания бутилированной воды подает жидкость порционно, чего вполне может быть достаточно для наполнения чайника, стакана и прочих емкостей, в зависимости от того, как долго пользователь удерживал кнопку в рабочем положении.
Рисунок 7. Помпа для бутилированной воды
Автопоилки для птиц и животных (рис. 8, приложение 1). Принцип действия основан на действии атмосферного давления. Состоит из бутылки, наполненной водой и опрокинутой в корытце так, что горлышко находится немного ниже уровня воды в корытце. Вода при этом не выливается из бутылки потому, что давление внутри бутылки меньше атмосферного, которое действует снизу на воду в бутылке. Если уровень воды в корытце понизится и горлышко выйдет из воды, часть воды выльется, потому что давление внутри бутылки станет больше атмосферного.
Рисунок 8. Автопоилка для птиц и животных
Сифон (рис. 9, приложение 1). Под сифоном понимают изогнутую трубку с коленами разной длины, по которой можно перелить жидкость из сосуда с более высоким уровнем в сосуд с более низким уровнем. Верхняя часть трубки расположена выше уровня жидкости в верхнем сосуде. Чтобы сифон начал работать, необходимо его предварительно заполнить жидкостью. Сифон позволяет выливать жидкость из сосуда без его опрокидывания. Действие сифона прекращается, если в трубку проникнет воздух (или давление столба жидкости в трубке от вершины изгиба до уровня жидкости в сосуде станет меньше атмосферного давления).
Рисунок 9. Разновидности сифонов
Ливер (рис. 10, приложение 1). Это прибор для забора жидкости для анализа. Опускаем трубочку («соломинку») в сосуд с жидкостью, зажимаем пальцем верхнее отверстие и вынимаем трубочку. Жидкость из ливера не выливается, т.к. удерживается там атмосферным давлением.
Рисунок 10. Ливер
Опрыскиватели (рис. 11, приложение 1). Для освежения, орошения растений применяют опрыскиватели. Воду из них выгоняют атмосферным давлением с помощью специального рычажка.
Рисунок 11. Опрыскиватель (пульверизатор)
Обзор наблюдений рассматриваемого явления в природе
- Мухи и древесные лягушки (рис. 12, приложение 1)держатся на оконном стекле благодаря присоскам, которые удерживает атмосферное давление. По такому же принципу удерживаются пиявки, черви-сосальщики.
Рисунок 12. Лапки лягушек – присоски
Слон, когда пьет, опускает хобот в воду и втягивая воздух, вода под действием атмосферного давления заливается в хобот, слон поднимает хобот и выливает себе в рот (рис. 13, приложение 1).
Рисунок 13. Слон пьет, используя атмосферное давление
Рыбы-прилипалы (рис. 14, приложение 1). Эта рыба с такой силой присасывается к акуле, что оторвать ее невозможно. На этот живой крючок в Австралии и поныне ловят акул и крупных рыб, а в Южной Америке — черепах. С помощью рыбы-прилипалы вылавливали рыб до 18 кг.
Рисунок 14. Рыба-прилипала
Строение копыт парнокопытных животных (рис. 15, приложение 1). Парнокопытные могут перемещаться по вязкой почве (болоту) за счет особого строения копыт. Засасывающее действие болота объясняется тем, что при поднятии ноги под ней образуется разряжённое пространство. Перевес атмосферного давления в этом случае может достигать 1000 Н на площадь ноги взрослого человека. Однако копыта парнокопытных животных при вытаскивании из трясины пропускают воздух через свой разрез в образовавшееся разряжённое пространство. Давление сверху и снизу копыта выравнивается, и нога вынимается без особого труда.
Рисунок 15. Лосиная нога и следы
Кости тазобедренных суставов человека не распадаются благодаря атмосферному давлению (подобно магдебургским полушариям). Головки бедренных костей удерживаются в тазовом суставе атмосферным давлением (рис. 16, приложение 1).
Рисунок 16. Тазобедренный сустав
Процесс дыхания (рис. 17, приложение 1). При расширении мышцами грудной клетки воздух туда вгоняется атмосферным давлением. А при выдохе происходит всё наоборот: объём лёгких уменьшается, и воздух из грудной клетки выходит.
Рисунок 17. Как мы дышим?
Как мы пьем? (рис. 18, приложение 1) Втягивание ртом жидкости вызывает расширение грудной клетки и разрежение воздуха как в легких, так и во рту. Повышенное по сравнению с внутренним наружное атмосферное давление «вгоняет» туда часть жидкости. Так организм человека использует атмосферное давление.
Рисунок 18. Как мы пьем?
Наличие интересных фактов о рассматриваемом явлении
Источник
Экспериментальная деятельность детей «Почему вода не поднялась выше?»
Экспериментальная деятельность детей «Почему вода не поднялась выше?»
Цели:
— пробуждать у детей интерес к исследовательской деятельности;
— закреплять знания о воздухе, о воде и её свойствах;
— доказать путём эксперимента существование воздуха в стакане;
— развивать у детей любознательность и наблюдательность;
— развивать умение рассуждать и высказывать своё мнение;
— развивать навыки проведения опытов – экспериментов.
Материал для проведения опыта – эксперимента:
— прозрачный стеклянный стакан;
— ёмкость для проведения опыта;
— гуашевые краски и кисти.
Описание опыта – эксперимента.
Вспоминаем с ребятами о свойствах воды и воздуха.
— если опустить в воду перевёрнутый стакан, попадёт ли в него вода?
Ребята высказывают свои предположения, вспоминают об опыте – эксперименте «Можно ли набрать воду в бутылку горлышком вниз?»
Предлагаю ребятам проверить их предположения экспериментальным путём.
Этапы проведения опыта – эксперимента.
1. Ребята аккуратно наливают в ёмкость для проведения опыта воду.
2. Подкрашивают воду гуашевыми красками.
(Подкрашенная вода поможет лучше определить наличие следов воды на внутренних стенках стакана).
3. Ребята медленно опускают в ёмкость с подкрашенной водой стакан, перевёрнутый вверх дном.
(Напоминаю, что стакан необходимо держать ровно)
Ребята внимательно наблюдают за происходящим, делятся впечатлениями, рассуждают.
4. Осторожно поднимают стакан из ёмкости с подкрашенной водой.
Ребята определяют по чистым внутренним стенкам стаканов, что вода не поднялась выше в стакан!
Почему вода не поднялась выше?
Ребята высказывают свои предположения, догадки.
Вывод.
В стакане есть воздух!
Воздух не позволяет проникать воде внутрь стакана и подниматься выше!
Всем коллегам большое спасибо за внимание и поддержку!
Конспект НОД по познавательному развитию в старшей группе. Экспериментальная деятельность «Почему не тонут айсберги?» Образовательная область: познавательное развитие Интеграция образовательных областей: познавательное развитие, социально-коммуникативное.
Конспект занятия по экологическому воспитанию в старшей группе «Волшебница вода». Опытно-экспериментальная деятельность ТЕМА: «ВОЛШЕБНИЦА ВОДА». ЦЕЛЬ: расширять представления детей о разнообразных свойствах воды в жидком состоянии Образовательные задачи:.
Опытно-экспериментальная деятельность «Волшебница вода» Комитет по Образованию г. Улан – Удэ Муниципальное Автономное Образовательное Учреждение Для детей дошкольного и школьного возраста Открытое.
Проект «Вода-водица, вода-царица». Опытно-экспериментальная деятельность детей» (вторая младшая группа) Воспитатель: Попова О. Н. Тип проекта: долгосрочный. Участники проекта: дети второй младшей группы. Цель: помочь детям направить и развить.
Экспериментальная деятельность: почему снег превращается в воду? Опытно-экспериментальная деятельность с детьми старшего дошкольного возраста «Опыты с водой, снегом и льдом» Опытно- экспериментальная.
Занятие по экологии «Волшебница вода» в средней группе. Опытно-экспериментальная деятельность Занятие по экологии «Волшебница вода» в средней группе Программное содержание: познакомить детей со свойствами воды (вкус, цвет, запах,.
Источник
