Β΄ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ · ΠΑΡΑΓΡΑΦΟΣ 4.3
Ατμοσφαιρική πίεση
ο αόρατος αέρας που μας περιβάλλει.
Ο ατμοσφαιρικός αέρας έχει βάρος, ασκεί πίεση προς όλες τις κατευθύνσεις και η πίεσή του μειώνεται με το υψόμετρο.
Ζούμε μέσα σε έναν ωκεανό αέρα. Δεν τον βλέπουμε, αλλά έχει μάζα, βάρος και ασκεί πίεση σε κάθε επιφάνεια γύρω μας.
Η παράγραφος 4.3 σε μία ματιά
Μελετάμε την προέλευση και τα αποτελέσματα της ατμοσφαιρικής πίεσης, τη μεταβολή της με το υψόμετρο, το βαρόμετρο και καθημερινές εφαρμογές. Η υποενότητα «Πώς υπολογίζουμε την ατμοσφαιρική πίεση» δεν περιλαμβάνεται.
Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ
Ο αέρας είναι ύλη
Η Γη περιβάλλεται από στρώμα αερίων. Ο αέρας έχει μάζα, δέχεται τη βαρυτική έλξη της Γης και έχει βάρος. Το βάρος των υπερκείμενων στρωμάτων δημιουργεί ατμοσφαιρική πίεση.
ΟΡΙΣΜΟΣ
Τι είναι η ατμοσφαιρική πίεση;
Ατμοσφαιρική πίεση ονομάζουμε την πίεση που ασκεί ο ατμοσφαιρικός αέρας στις επιφάνειες με τις οποίες έρχεται σε επαφή.
Η δύναμη πάνω σε κάθε επιφάνεια είναι κάθετη σε αυτήν.
ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΠΙΕΣΕΩΝ
Γιατί δεν συνθλιβόμαστε;
Τα υγρά και τα αέρια μέσα στο σώμα μας ασκούν πίεση προς τα έξω. Στις συνηθισμένες συνθήκες η εσωτερική και η εξωτερική πίεση βρίσκονται περίπου σε ισορροπία.
Όταν οι πιέσεις στις δύο πλευρές μιας επιφάνειας δεν είναι ίσες, προκύπτει συνισταμένη δύναμη.
ΥΨΟΜΕΤΡΟ
Όσο ανεβαίνουμε, η πίεση μειώνεται
Σε μεγαλύτερο υψόμετρο υπάρχει μικρότερη ποσότητα αέρα πάνω από εμάς. Γι’ αυτό η ατμοσφαιρική πίεση είναι γενικά μεγαλύτερη κοντά στη θάλασσα και μικρότερη στην κορυφή ενός βουνού.
Περισσότερος αέρας βρίσκεται από πάνω.
Μικρότερη στήλη αέρα πάνω από τον τόπο.
ΟΡΓΑΝΟ ΜΕΤΡΗΣΗΣ
Το βαρόμετρο
Το βαρόμετρο μετρά την ατμοσφαιρική πίεση. Οι μετεωρολόγοι μελετούν τις τιμές και τις μεταβολές της μαζί με θερμοκρασία, υγρασία, άνεμο και νέφη.
Μετρά πίεση, συνήθως σε hPa.
ΠΕΙΡΑΜΑ
Το αναποδογυρισμένο ποτήρι
- Γεμίζουμε ένα ποτήρι με νερό.
- Σκεπάζουμε το άνοιγμα με λείο χαρτόνι.
- Αναποδογυρίζουμε πάνω από λεκάνη.
- Απομακρύνουμε προσεκτικά το χέρι.
Η εξωτερική ατμοσφαιρική πίεση ασκεί προς τα πάνω δύναμη στο χαρτόνι. Όσο η πίεση μέσα στο ποτήρι παραμένει μικρότερη, το χαρτόνι συγκρατείται.
Χρησιμοποιούμε πλαστικό ποτήρι και εργαζόμαστε πάνω από λεκάνη, μακριά από ηλεκτρικές συσκευές.
ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ
Δεν «ρουφά» κάτι — ο αέρας σπρώχνει
Η ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια σπρώχνει το υγρό προς τα πάνω.
Η μεγαλύτερη εξωτερική πίεση τη συγκρατεί στο τζάμι.
Με το τράβηγμα του εμβόλου το υγρό εισέρχεται.
Η πίεση μέσα μειώνεται όταν αφήσουμε το ελαστικό μέρος.
Η μεγαλύτερη εξωτερική πίεση πιέζει τα τοιχώματα.
Μπορεί να συνθλιβεί όταν μειωθεί απότομα η εσωτερική πίεση.
ΣΥΓΚΡΙΣΗ
Υδροστατική και ατμοσφαιρική πίεση
| Υδροστατική | Ατμοσφαιρική |
|---|---|
| Ασκείται από υγρό | Ασκείται από αέρα |
| Οφείλεται στο βάρος υπερκείμενου υγρού | Οφείλεται στο βάρος υπερκείμενων αερίων |
| Αυξάνεται όταν κατεβαίνουμε βαθύτερα | Μειώνεται όταν ανεβαίνουμε ψηλότερα |
| Ασκείται προς όλες τις κατευθύνσεις | Ασκείται προς όλες τις κατευθύνσεις |
ΛΥΜΕΝΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ
Εξηγώ με τη διαφορά πίεσης
Οι πιέσεις τείνουν να εξισωθούν και η βεντούζα αποκολλάται.
Ο αέρας εισέρχεται και το υγρό δεν ανεβαίνει αποτελεσματικά.
Στο μεγαλύτερο υψόμετρο υπάρχει μικρότερη στήλη αέρα.
Όταν η εξωτερική πίεση είναι μεγαλύτερη από την εσωτερική.
ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ
Πότε συγκρατείται καλύτερα μια βεντούζα;
- Δοκιμάζουμε σε τζάμι, πλακάκι, ξύλο και τραχύ χαρτόνι.
- Πιέζουμε με περίπου τον ίδιο τρόπο.
- Καταγράφουμε πόσο καλά συγκρατείται.
- Συσχετίζουμε το αποτέλεσμα με την είσοδο αέρα κάτω από τη βεντούζα.
ΣΥΝΗΘΙΣΜΕΝΕΣ ΠΑΡΑΝΟΗΣΕΙΣ
Η «αναρρόφηση» είναι διαφορά πίεσης
Έχει μάζα και βάρος.
Ασκείται προς όλες τις κατευθύνσεις.
Μειώνει την πίεση· ο εξωτερικός αέρας σπρώχνει.
Γενικά μειώνεται.
ΑΣΚΗΣΕΙΣ
Εφαρμόζω τις έννοιες χωρίς αριθμητικό υπολογισμό της patm
Παραλία και κορυφή
Πού είναι μεγαλύτερη η ατμοσφαιρική πίεση;
Λύση
Στην παραλία, επειδή υπάρχει μεγαλύτερη στήλη αέρα από πάνω.
Βεντούζα σε τραχύ τοίχο
Γιατί συγκρατείται δύσκολα;
Λύση
Εισέρχεται αέρας, μειώνεται η διαφορά πίεσης και η βεντούζα αποκολλάται.
Καλαμάκι με τρύπα
Γιατί δυσκολευόμαστε να πιούμε;
Λύση
Δεν διατηρείται αρκετά μικρή πίεση στο εσωτερικό του.
Κλειστό μπουκάλι
Η εσωτερική πίεση είναι μικρότερη. Προς τα πού παραμορφώνεται;
Λύση
Προς τα μέσα, λόγω της μεγαλύτερης εξωτερικής πίεσης.
Οριζόντια και κατακόρυφη επιφάνεια
Ασκεί ο αέρας πίεση και στις δύο;
Λύση
Ναι, επειδή η ατμοσφαιρική πίεση ασκείται προς όλες τις κατευθύνσεις.
Βαρόμετρο
Τι φυσικό μέγεθος μετρά;
Λύση
Την ατμοσφαιρική πίεση.
ΜΙΚΡΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ
Άνοιξε κάθε ερώτηση
Τι ονομάζουμε ατμόσφαιρα;
Το στρώμα αερίων που περιβάλλει τη Γη.
Πού οφείλεται η ατμοσφαιρική πίεση;
Στο βάρος των υπερκείμενων αερίων.
Προς ποιες κατευθύνσεις ασκείται;
Προς όλες τις κατευθύνσεις.
Πώς μεταβάλλεται με το υψόμετρο;
Μειώνεται όσο αυξάνεται το υψόμετρο.
Τι μετρά το βαρόμετρο;
Την ατμοσφαιρική πίεση.
Γιατί λειτουργεί το καλαμάκι;
Επειδή δημιουργείται διαφορά πίεσης και ο αέρας σπρώχνει το υγρό.
Περιλαμβάνεται ο υπολογισμός της ατμοσφαιρικής πίεσης;
Όχι, η σχετική υποενότητα εξαιρείται.
Ο αέρας είναι αόρατος — οι δυνάμεις του όχι
Πολλά καθημερινά φαινόμενα εξηγούνται όχι από μια μυστηριώδη αναρρόφηση, αλλά από τη διαφορά πίεσης.
Ο αέρας δεν χρειάζεται να φαίνεται για να ασκεί δύναμη.