ATMOSFÉRICKÝ TLAK

14. října 2012 VY_32_INOVACE_170118_Atmosfericky_tlak_DUM

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová.Obchodní akademie a Střední odborná škola logistická, Opava, příspěvková organizace.

Materiál byl vytvořen v rámci projektu OP VK 1.5 – EU peníze středním školám,registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0809.

1. Experimenty 2. Atmosférický tlak

3. Měření atmosférického

tlaku

4. Podtlak, přetlak

Experimenty

Proveďme jednoduchý pokus:

pomůcky:• sklenice• obarvená voda• tvrdý papír• utěrka (jen pro jistotu)

Sklenici naplníme po okraj obarvenou vodou. Přiklopíme papírem, který mírně přitlačíme. Sklenici otočíme dnem vzhůru. Pokud jsme provedli pokus správně, papír od sklenice neodpadne a voda nevyteče.

Můžete vysvětlit tento jev?

odpověď

Experimenty

Na papír působí zespodu atmosférická tlaková síla, která je větší než hydrostatická síla uvnitř sklenice, kterou vyvolává tíhová síla vody.Pozn.: Pokus provádějte raději doma nad umyvadlem.

Pokud papír odpadne, hydrostatický tlak ve sklenici bude větší než tlak atmosférický. Použijte proto nižší sklenici, neboť hydrostatický tlak závisí na výšce vodního sloupce a nezávisí na objemu kapaliny.

dále

Experimenty

Magdeburský experiment

V roce 1654 provedl německý fyzik Otto von Gueriche v Magdeburku pokus:

Dvě duté měděné polokoule spojil a odčerpal z nich vzduch. Po vyčerpání vzduchu nebylo možné polokoule od sebe odtrhnout ani několika páry koní. Když mezi koule opět vpustil vzduch, obě od sebe odpadly.

Zkuste říci, proč nešly polokoule od sebe oddělit.

odpověď

Experimenty

Polokoule držel u sebe atmosférický tlak. Mezi polokoulemi byl podtlak.

Tímto pokusem dokázal Otto von Gueriche existenci atmo-sféry Země a ukázal sílu vakua.

dále

Obr.1

Otto von Gueriche na Wikipedii

Experimenty

Torricelliho experiment

Italský fyzik Torricelli provedl v 17. století pokus se rtutí.

Skleněnou trubici dlouhou 1m, na jednom konci uzavřenou, naplnil rtutí a uzavřel zátkou na konci druhém. Poté trubici otočil zátkou dolů a ponořil do nádoby se rtutí. Po odstranění zátky se hladina rtuti v trubici ustálila ve výšce asi 75cm. Při naklonění trubice výška hladiny zůstala stejná. Nad rtutí v trubici se vytvořilo vakuum.

dále

Torricelli na Wikipedii

Obr.2

Experimenty

Lze usoudit, že sloupec rtuti udržuje atmosférická tlaková síla, která působí na volný povrch rtuti v nádobě. Tato atmosférická síla způsobuje atmosférický tlak pa, který je v rovnováze s hydrostatickým tlakem sloupce rtuti.

Tento pokus lze provést i s vodou. Je třeba pouze najít vysoký žebřík, neboť potřebujeme výšku sloupce 10m. (spočítáme tak, že si vyjádříme h z uvedeného vzorce)

další kapitola

ghpp ha

Pa10006281,975,013600pa

zpět na obsah

Atmosférický tlak

• obdoba hydrostatické tlakové síly Fh ve vzduchu• sílu Fh způsobuje atmosférický tlak pa

• nelze ho vypočítat ze vztahu pro ph, protože hustota vzduchu není stálou veličinou a mění se s výškou

• s rostoucí výškou je zemská atmosféra řidší a atmosférický tlak je nižší, nejvyšší je u hladiny moře

• hodnota pn (normální atmosférický tlak) byla stanovena na 1,01325 . 105 Pa

dále

Atmosférický tlak

Změny atmosférického tlaku souvisí s počasím a podle tlaku lze počasí předpovídat. Na meteorologické (synoptické) mapě jsou vyznačeny:• izobary – spojnice míst se stejným atmosférickým tlakem• V – tlakové výše – místa nejvyššího tlaku (jasné a pěkné

počasí)• N – tlakové níže – místa nej-

nižšího tlaku (lze předpovídat oblačné počasí se srážkami)

pozn. k obrázku: výše je značená H, níže je značená T, z němčiny

další kapitola

Obr.3

zpět na obsah

Měření atmosférického tlaku

K měření atmosférického tlaku užíváme tlakoměry neboli barometry.

Rtuťový barometr – založen na principu torricelliho pokusu

dále

Měření atmosférického tlaku

Kovový tlakoměr – aneroid, deformační tlakoměr

• tenkostěnná kovová krabička, uvnitř je vzduchoprázdno. krabička se působením tlaku vzduchu deformuje. Velikost deformace se přenáší ručičkou na stupnici

dále

Měření atmosférického tlaku

Tlakový výškoměr – deformační tlakoměr• má stupnici v metrech• používá se v letecké dopravě• je součástí výbavy horolezců a potápěčů• nevýhodou je závislost měření na tlaku vzduchu, a proto je ho nutno vždy před

použitím nastavit podle okamži-tých podmínek

další kapitola

Obr.4

zpět na obsah

Podtlak, přetlak

Podtlak

• menší tlak než atmosférický

Proveďte si pokus injekční stříkačkou.

Ponořte stříkačku do vody a zatáhněte za píst. Zatáhnutím za píst vzniká ve stříkačce podtlak, který nasaje vodu.

dále

účinky podtlaku - Youtube

Podtlak, přetlak

Využití podtlaku v praxi:

pístová vývěva – na stejném principu jako injekční stříkačka

rotační vývěva – používá se např. v laboratořích

dále

Obr.6

Obr.5

Podtlak, přetlak

Kde ještě se využívá podtlaku?

dále

• pití brčkem• přísavky• pumpa• vysavač• chobotnice• gekon• dýchání• při kojení

odpověď

Obr.8

Obr.9

Obr.7

Podtlak, přetlak

Přetlak

• vyšší tlak než atmosférický

Proveďte opět pokus s injekční stříkačkou.

Vytáhněte píst prázdné stříkačky do horní polohy, ucpěte otvor a stlačujte píst. Ve stříkačce roste tlak. Zkuste píst stlačit na čtvrtinu.

dále

Obr.11

Podtlak, přetlak

Kde se v praxi využívá přetlak?

dále

• hustilka• kompresor• ventilátor• nafukovací

matrace• míče• nafukovací

haly• spreje• tlakové láhve

odpověď

Obr.12

Obr.10

Podtlak, přetlak

Jak dostanete vajíčko do lahve?

konec

Odpověď najdete v tomto videu.

zpět na obsah

Video 1

POUŽITÁ LITERATURA

ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-7196-223-6

CITACE ZDROJŮ

Obr.1 SCHOTT, Gaspar. Datei:Magdeburg.jpg: Wikimedia Commons [online]. 31 Ostober 2008 [cit. 2012-10-14]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5c/Magdeburg.jpg

Obr.2 N0RT0N. Soubor:Rtut tlakomer.png: Wikimedia Commons [online]. 30 November 2006 [cit. 2012-10-14]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/11/Rtut_tlakomer.png

Obr.3 DEUTSCHER WETTERDIENST (DWD). Datei:Wetterkarte genau.jpg Wechseln zu: Navigation, Suche: Wikimedia Commons [online]. 16 December 2005 [cit. 2012-10-14]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/6/65/Wetterkarte_genau.jpg

Obr.4 CAMBRIDGEBAYWEATHER. Soubor:Aircraft altimeter.JPG: Wikimedia Commons [online]. 3 August 2005 [cit. 2012-10-14]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c6/Aircraft_altimeter.JPG

Obr.5 GROBE, Hannes. Datei:Kolbenluftpumpe hg.jpg: Wikimedia Commons [online]. 25 August 2008 [cit. 2012-10-14]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bf/Kolbenluftpumpe_hg.jpg

CITACE ZDROJŮ

Obr.6 DIDEROT. File:Vacuum pump.jpg: Wikimedia Commons [online]. 11 September 2005 [cit. 2012-10-14]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c1/Vacuum_pump.jpg

Obr.7 DJATMIKO, W.A. Soubor:Cosym platy 060412 4791 tdp.jpg: Wikimedia Commons [online]. 12 April 2006 [cit. 2012-10-14]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a5/Cosym_platy_060412_4791_tdp.jpg

Obr.8 CHE. Soubor:Vacuum cleaner.jpg: Wikimedia Commons [online]. 4 September 2005 [cit. 2012-10-14]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/af/Vacuum_cleaner.jpg

Obr.9 BELAM, Martin. Soubor:Drink with straw.jpg: Wikimedia Commons [online]. 5 April 2006 [cit. 2012-10-14]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a0/Drink_with_straw.jpg

Obr.10 PICCOLONAMEK. File:Aerosol.png: Wikimedia Commons [online]. 1 October 2005 [cit. 2012-10-14]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/af/Aerosol.png

CITACE ZDROJŮ

Obr.11 EHARDT, Scott. Soubor:Bicycle Pump foot operated.jpg: Wikimedia Commons [online]. 27 November 2005 [cit. 2012-10-14]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/00/Bicycle_Pump_foot_operated.jpg

Obr.12 FIR0002. Soubor:Jumping castle.jpg: Wikimedia Commons [online]. 4 July 2005 [cit. 2012-10-14]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8e/Jumping_castle.jpg

Video 1 Jak dostat vajíčko do lahve a poté zpět ven? (pokus do školy) [online]. 8.5.2011 [cit. 2012-10-14]. Dostupné z: http://www.youtube.com/watch?v=C52uSOG3O1o. Kanál uživatele Maruskae

Pro vytvoření DUM byl použit Microsoft PowerPoint 2010.

Děkuji za pozornost.

Miroslava Víchová