Опыт с магдебургскими тарелками

Самостоятельные опыты учащихся

В 1654 году Магдебурский бургомистр физик Отто фон Герике показал на Рейстаге в Регенсбурге опыт, который называют во всем мире опытом с Магдебурскими полушариями. Предлагается более простой опыт с помощью более простых средств. Описываются условия опытов «Сбрось монету в бутылку», «Снежные цветы» и их анализ.

Скачать:

Вложение Размер
opyty_uchashchikhsya.docx 822.81 КБ

Предварительный просмотр:

МБОУ Синьковской СОШ №1 Дмитровского района, Московской области, п. Новосиньково

Самостоятельные опыты учащихся

Ученики 8 класса Шмелев Денис,

Казак Аля, Михна Евгений

Опыт 1. Магдебургские тарелки.

В 1654 году Магдебургский бургомистр и физик Отто фон Герике показал на рейхстаге в Регенсбурге один опыт, который теперь во всём мире называют опытом с магдебургскими полушариями.

С помощью изобретённого им воздушного насоса Герике выкачал почти весь воздух, содержавшийся в плотно сложённых медных полушариях, имевших диаметр около метра. Для того чтобы оторвать полушария одно от другого, в каждое из них пришлось запрячь по восьми сильных лошадей. Шестнадцать лошадей должны были напрячь все свои силы для того, чтобы преодолеть давление воздуха на внешние стороны полушария. Это давление составляло примерно 7 тысяч килограммов. Этим наглядным опытом Отто Герике убедительно показал, что воздух также представляет собой вещество, которое способно оказывать мощное давление.

Предлагаю сделать аналогичный опыт с помощью более простых средств.

Опыт Магдебургские полушария.

Приборы: два стакана, свеча, газетная бумага, ножницы

Порядок выполнения: Возьмём два стакана, огарок свечи, немного газетной бумаги, ножницы. Поставим зажженный огарок свечи в один из стаканов. Вырежем из нескольких слоёв газетной бумаги, положенных один на другой, круг диаметром немного больше, чем внешний край стакана. Затем вырежем середину круга таким образом, чтобы большая часть отверстия стакана осталась открытой. Смочив бумагу водой, мы получим эластичную прокладку, которую и положим на верхний край первого стакана. Осторожно поставим на эту прокладку перевёрнутый второй стакан и прижмём его к бумаге так, чтобы внутреннее пространство обоих стаканов оказалось изолированным от внешнего воздуха. Свеча вскоре потухнет. Теперь, взявшись рукой за верхний стакан, поднимем его. Мы увидим, что нижний стакан как бы прилип к верхнему и поднялся вместе с ним.

Огонь нагрел воздух, содержащийся в нижнем стакане, а, как мы уже знаем, нагретый воздух расширяется и становится легче, поэтому часть его вышла из стакана. Когда мы медленно приближали к первому стакану второй, часть содержавшегося в нём воздуха также успела нагреться и вышла наружу. Значит, когда оба стакана были плотно придавлены один к другому, в них было меньше воздуха, чем до начала опыта. Свеча потухла, как только был израсходован весь содержащийся в стаканах кислород. После того как оставшиеся внутри стакана газы остыли, там возникло разряжённое пространство, а воздушное давление снаружи осталось неизменным, поэтому оно плотно придавило стаканы один к другому, и когда мы подняли верхний из них, то и нижний поднялся вместе с ним. Стаканы были бы ещё гораздо сильнее прижаты друг к другу, если бы нам удалось создать внутри них совершенно пустое пространство.

Цель опыта: добиться того, чтобы яйцо всплывало на уровень, где его плотность равна плотности воды.

Приборы: соль поваренная мелкая, стакан, яйцо

  1. Нальем воду в стакан
  2. Положим аккуратно яйцо сырое
  3. Добавим много поваренной соли
  4. Перемешать чайной ложкой. Добиться, чтобы яйцо плавало внутри жидкости

Результат опыта : яйцо будет плавать внутри жидкости, потому что плотность жидкости равна плотности яйца.

Анализ опыта: на всякое тело, погруженное в воду, действуют две противоположные силы. Благодаря своему весу, яйцо погружается как можно глубже, а давление воды, по закону Архимеда, стремится вытолкнуть его с силой , равной весу воды, вытесненной им жидкости.

Если часть жидкости, равная по объему телу, весит меньше, чем весит это тело, то ее удельный вес меньше удельного веса этого тела. Если же такая часть жидкости весит больше, чем весит тело, то говорят, что удельный вес жидкости больше, чем удельный вес тела. Чем больше удельный вес жидкости и меньше удельный вес тела, тем лучше оно будет плавать

Цель опыта: добиться того, чтобы яйцо всплывало на уровень, где его плотность равна плотности воды.

Приборы: 3стакана, сырое яйцо, соль, вода.

  1. Стакан наполним чистой водой. Опустим яйцо, оно утонуло. Так как удельный вес яйца больше, чем воды пресной.
  2. Опустим яйцо в стакан с водой насыщенный солью, яйцо будет плавать на ее поверхности. Удельный вес яйца меньше, чем удельный вес соленой воды. Поэтому легче плавать в морях , чем в реках.
  3. Смешаем воду из двух стаканов. Получим одинаковый удельный вес. Яйцо будет плавать внутри жидкости. Яйцо будет подыматься или опускаться в зависимости от того, прибавим ли мы щепотку соли или дольем свежей воды.

Анализ опыта: в пресной воде свежее яйцо утонет, в насыщенном солевом растворе – будет плавать, а в стакане яйцо будет подниматься и опускаться в зависимости от того, прибавим ли мы щепотку соли или дольем свежей воды.

Сбрось монету в бутылку

Цель работы : сбросить монету в бутылку

Приборы: бутылка, монета, спичка, вода

На горлышко бутылки положить надломленную спичку, а на нее монету. Теперь необходимо попробовать сбросить монету в бутылку, не касаясь ни спички, ни монеты, ни бутылки.

Решение: окунуть палец в воду и стряхнуть несколько капель на место надлома спички.

Результат опыта: спичка упала в бутылку.

Анализ опыта: волокна спички, как капилляры, напитаются влагой. Силы поверхностного натяжения позволяют двигаться спичкам. Когда угол между концами спички станет достаточно большим, монета сама упадет в бутылку.

Цель опыта: смешать жидкости разной плотности.

Приборы и материалы : сок, масло, таблетка аспирина шипучего

  1. Наливаем сок
  2. Наливаем масло
  3. Кладем таблетку.
  4. Газ поднимается вверх

Результат опыта: У сока плотность больше, чем у масла, поэтому масло не смешивается с соком и находится наверху. Из таблетки при химической реакции выделяется газ. Он поднимается наверх с частями сока и получается красивая лампа.

Цель опыта: получить снежные цветы

Приборы и материалы : трубочка и мыльный раствор.

Порядок выполнения : Как образуются снежные звездочки? Необходимо в сильный мороз выйти из дома и выдуть мыльный пузырь. В тонкой пленке появятся ледяные иголочки; они будут у нас на глазах собираться в чудесные снежные звездочки и цветы.

Анализ опыта: у каждого будет возможность увидеть своими глазами, не отрываясь от земли , каким образом высоко в облаках образуются снежинки. Зимой ветер гонит облака к суше, где водяной пар при температуре ниже 0 °С охлаждается уже на высоте низких облаков. Образуются мельчайшие кристаллики льда, которые проходя сквозь облако, соединяются с другими кристалликами и образуют снежинки. Хлопья снега состоят из маленьких кристалликов , которые имеют форму звездочек удивительной правильности и разнообразия Каждая звездочка делится на три , на шесть, на 12 частей, симметрично расположенных вокруг одной оси или точки.

Источник

Ученический проект «Опыты с атмосферным давлением»

Выбранный для просмотра документ проект.docx

МОУ Октябрьская СОШ №1 Лебединский филиал

«Опыты с атмосферным давлением»

ученица 7 класса

2. Опыты, доказывающие существования атмосферного давления…………………………………………………………… 5

3. Занимательные опыты с атмосферным давлением………… 7

4. Атмосферное давление работает……………………………. 9

Мы живём на дне воздушного океана, называемого атмосферой земли. Как рыбы, живущие в глубине океана, нечего не знают о давлении воды, так и большинство из нас не представляет, той роли, какую играет в нашей повседневной жизни давление атмосферного воздуха. Воздух прозрачен и, казалось бы, не весом. Так ли это? Имеет ли воздух вес, оказывает ли он давление? В данной работе я хочу разобраться с этими вопросами.

экспериментальное доказательство существования атмосферного давления.

1. изучить учебник физики 7 класса, дополнительную литературу и ресурсы Интернета по данной теме;

2. провести ряд опытов, доказывающих существование атмосферного давления и объяснить их;

3. найти примеры применения атмосферного давления в жизни и технике.

если атмосферное давление существует, и оно достаточно велико, то его проявления можно доказать с помощью опытов

1. Воздух имеет вес

Как известно, воздух окружает всю Землю в виде шарообразного слоя, поэтому воздушную оболочку Земли называют атмосферой. Как и любое тело, она притягивается к Земле. Действуя на тела своим весом, атмосфера создаёт давление, называемое атмосферным давлением . Согласно закону Паскаля оно распространяется в дома, пещеры, шахты и действует на все тела, соприкасающиеся с атмосферным воздухом.

Космические полёты показали, что атмосфера возвышается над поверхностью Земли на несколько сотен километров, становясь всё более разреженной (менее плотной). Постепенно она переходит в безвоздушное пространство – вакуум , в котором отсутствует воздух, а, следовательно, и атмосферное давление.

О том, что все газы имеют массу, мы часто склонны забывать. Каждому приходилось слышать, как говорят о «пустом» стакане, кувшине, бутылке, а между тем 1 м 3 воздуха имеет массу более 1 кг. Из этого следует, что масса воздуха, находящегося в нашем классе, составляет примерно 100 кг!

На опыте покажем, что воздух действительно имеет массу . К левой чаше весов подвешиваем стеклянный шар, и уравновешиваем его гирями на правой чаше.

Затем шар отцепляем от чаши и откачиваем из него воздух. Затем трубку пережимаем зажимом, а шар опять подвешиваем к чаше. Мы видим, что теперь гири «перевешивают», следовательно, масса шара стала меньше массы гирь. То есть опыт подтвердил, что атмосферный воздух обладает массой . Зная объём шара, можно даже подсчитать плотность воздуха, она равна 1,29 кг/ м 3 . [2]

Существование массы воздуха – причина того, что воздух, притягиваясь к Земле, имеет вес . Известно, например, что атмосферный воздух, расположенный над площадью поверхности Земли в 1 м 2 , имеет огромный вес – около 100 тысяч ньютонов!

2. Опыты, доказывающие существования атмосферного давления

Я провела опыты, которые можно объяснить существованием атмосферного давления.

Опыт 1. Вода в перевернутом стакане

Чтобы доказать существование атмосферного мы можем проделать старый, но удивительный фокус: погрузить стакан в воду, перевернуть его под водой вверх дном и медленно вытаскивать из воды. При этом вода остается в стакане, пока край его находится под водой. Или еще, наполним до краев стакан водой и прикроем листком плотной бумаги. Перевернем стакан, придерживая лист бумаги ладонью, а затем убираем руку – вода не выливается! Что же удерживает воду в стакане? [3]

Объяснение: давление атмосферного воздуха снаружи на бумагу больше давления воды на нее изнутри, поэтому бумага остается как приклеенная к краю стакана.

Опыт 2. Подъём воды вслед за поршнем

Возьмем стеклянную трубку, внутри которой находится поршень, плотно прилегающий к стенкам трубки. Конец трубки опущен в воду. Если поднимать поршень, то за ним будет подниматься и вода. [3]

Происходит это потому, что при подъёме поршня между ним и водой образуется безвоздушное пространство. В это пространство под давлением наружного воздуха и поднимается вслед за поршнем вода.

Опыт 3. Боится ли природа пустоты?

Древнегреческий ученый Аристотель объяснял предыдущий опыт тем, что «природа боится пустоты». Поэтому чтобы окончательно убедиться давление воздуха или боязнь пустоты заставляет воду подниматься, проведем решающий опыт.

Подгоним к бутылке, наполненной водой, пробку с отверстием, через которое проходит стеклянная трубка. Начнем высасывать воду из трубки – вода не поднимается! Повторяем опыт с пробкой, имеющей два отверстия – теперь вода поднимается! [5]

Так как вода не поднималась по трубке, когда мы пытались ее всасывать без доступа воздуха, и поднимается в присутствии его то, очевидно, что именно воздух производит давление, которое заставляет воду подниматься .

Опыт 4. Магдебургские полушария

Одним из самых ярких доказательств существования атмосферного давления является опыт, проведённый ещё в 1654 году Отто Герике в г. Магдебурге. Воздушным насосом он откачал воздух из полости между двумя металлическими полушариями, сложенными вместе. Давление атмосферы так сильно прижало полушария друг к другу, что их не могли разорвать восемь пар лошадей! [ 3 ]

В классе мы проделали опыт с «магдебургскими тарелками», пытались разъединить их всем классом, но это нам не удалось. Но когда внутрь полушарий впустили воздух, они распались без усилия.

3. Занимательные опыты с атмосферным давлением

Из книги Горева Л.А. «Занимательные опыты по физике», я узнала, что благодаря атмосферному давлению, можно проделать множество занимательных опытов. Я выбрала несколько из них и продемонстрировала их одноклассникам.

Опыт 1. Подъем графина

Возьмём лист бумаги, свернём гармошкой и подожжем. Горящую бумагу отпустим в графин. Через 1-2 с плотно накроем горлышко ладонью. Бумага прекращает гореть, еще через 1-2 с поднимем ладонь, вместе с ней поднимается и графин . [1]

После того как отпустим горящую бумагу внутри графина сгорает кислород. После того как закрываем горлышко графина рукой, внутри графина получается разряжение, и он присасывается к ладони.

Опыт 2. Яйцо в бутылке

Для опыта нужно сварить вкрутую яйцо и отчистить его от скорлупы. Потом возьмём лист бумаги, свернём гармошкой и подожжем. Горящую бумагу отпустим в бутылку. Через 1-2 с накроем горлышко яйцом. Бумага прекращает гореть, и яйцо начинает втягиваться в бутылку . [1]

При сгорании бумаги воздух в бутылке нагревается и расширяется. Яйцо вталкивает в бутылку наружное атмосферное давление, которое значительно больше, чем внутри .

Опыт 3. Тяжелая газета

Положим на стол линейку длинной 50-70 см так, чтобы конец ее 10 см свешивался. На линейку положим газету. Если медленно оказывать давление на свешивающейся конец линейки, то он опускается, а противоположный поднимается вместе с бумагой. Если резко ударить по концу линейки, то она сломается, причем конец с газетой почти не поднимается. [1]

Сверху на газету оказывает давление атмосферный воздух. При медленном нажатии на конец линейки воздух проникает под газету и частично уравновешивает давление на нее. При резком ударе воздух вследствие инерции не успевает мгновенно проникнуть под газету. Давление воздуха на газету сверху оказывается больше, чем внизу, и рейка ломается.

Опыт 4. «Не замочив рук»

Положим на дно блюдца монету и нальем немного воды. Как достать монету, не замочив даже кончиков пальцев?

Нужно зажечь бумагу, внести ее на некоторое время в стакан. Нагретый стакан перевернуть вверх дном и поставить на блюдце рядом с монетой. [4]

Так как воздух в стакане нагрелся, то его давление увеличится и часть воздуха выйдет. Оставшийся воздух через некоторое время охладится, давление уменьшится. Под действием атмосферного давления вода войдет в стакан, освобождая монету.

Опыт 5. Бутылка-сюрприз

На дне пластиковой бутылки сделаем отверстие. Зажмем отверстие пальцем и нальем в бутылку воды, закроем горлышко крышкой. Осторожно отпускаем палец. Вода из бутылки выливаться не будет. Теперь если открыть крышку, из отверстия польется вода. [3]

4. Атмосферное давление работает

Благодаря атмосферному давлению действует много приборов. Расскажу о некоторых из них.

Пипетка – это прибор для получения капель жидкости.
Опускаем пипетку в жидкость. Надавливаем на мягкую ее часть. При этом внутри пипетки давление становится меньшим атмосферного. Под действием избыточного атмосферного давления жидкость заполняет пипетку, если не сдавливать ее мягкую часть. Жидкость из пипетки не вытекает, так как давление столба жидкости в пипетке меньше, чем атмосферное. Необходимо надавить на мягкую часть пипетки, давление внутри ее увеличится, и жидкость станет вытекать из пипетки.

Шприц – это прибор для ввода жидких лекарственных средств внутрь человека или животного. Принцип действия основан на действии атмосферного давления. Поршень шприца располагаем у его основания. Опускаем шприц в жидкое лекарственное средство. При перемещении поршня от основания шприца вверх жидкость поднимается за поршнем под действием избыточного атмосферного давления. При перемещении поршня к основанию шприца давление внутри шприца становится большим, чем вне его, и жидкость вытекает.

Медицинская банка – в банку помещают горящий на ватной палочке спирт, воздух в банке нагревается, расширяется и часть расширившегося воздуха выходит из банки. Банку прижимают к телу, когда воздух в банке остывает, давление в банке падает и благодаря образовавшемуся раздражению наступает лечебный эффект, но какой — я не знаю, это уже не физика, а биология.

Ливер – служит для взятия проб различных жидкостей.

Ливер опускают в жидкость, закрывают верхнее отверстие и вынимают из жидкости. Жидкость при этом не выливается потому, что давление внутри ливера меньше, чем атмосферное.

Поилка для птиц . В блюдце или какой-либо другой мелкий сосуд наливают немного воды. К стенке или отдельной подставке прикрепляют два зажима, в которые вниз горлышком вставляют бутылку, предварительно наполненную водой. Под действием атмосферного давления вода не будет выливаться из бутылки до тех пор, пока наполнено блюдце. Когда птицы начнут пить, уровень воды в блюдце понизится. Между горлышком бутылки и поверхностью воды образуется свободное пространство, через которое в бутылку проникает воздух. Таким образом, поилка действует автоматически. Она вполне пригодна в личном хозяйстве.

Присоска. Принцип работы вакуумной присоски : мы прижимаем присоску к поверхности, воздух из-под нее выходит и внешнее атмосферное давление давит на присоску удерживая ее на поверхности. В быту применяют мыльницы на присосках, крючки, вантуз, крышки для банок и т.д.

Поршневой жидкостный насос . Уже по названию понятно, что основной его частью является поршень. Мы видели, как жидкость поднимается за поршнем в шприце. Поршневой насос, действует примерно также. А чтобы жидкость не вытекала обратно, откуда взялась, а перекачивалась куда-то в другое место, в этом «шприце» надо предусмотреть сливное отверстие и систему клапанов, не дающих жидкости вернуться обратно, закрывающих вход при обратном ходе поршня.
Всем такой насос хорош, но не может поднимать воду выше чем на 10 м.

Проделав данную работу, я могу сказать, что с помощью опытов убедилась в существовании атмосферного давления и выдвинутая мной гипотеза подтвердилась.

Работа над проектом дала мне очень многое: я узнала интересные факты об атмосфере, научилась проводить опыты и самое главное объяснять их.

Я поняла, что без атмосферного давления просто невозможно было бы существование жизни: мы дышим и пьем воду благодаря его действию.

А сколько еще интересного можно было бы рассмотреть в данной работе? Но к сожалению это не возможно из за ограниченности объема проекта.

Мне понравилось заниматься проектной работой и в будущем хотелось бы продолжить ее.

Источник

Читайте также:  Тарелки фарфоровые рижского завода
Поделиться с друзьями