Давление теплого воздуха на поверхность земли больше чем холодного
uCrazy.ru
Навигация
ЛУЧШЕЕ ЗА НЕДЕЛЮ
ОПРОС
СЕЙЧАС НА САЙТЕ
КАЛЕНДАРЬ
Сегодня день рождения
Рекомендуем
Почему горячий воздух легче холодного
Нас окружает большое количество явлений, к которым мы давно привыкли. Причём настолько, что нередко не задаёмся вопросами, почему так, а не иначе, или что это означает. Например, всё знают, что тёплый воздух легче холодного и от этого поднимается вверх. Но что означает “легче”?
То есть простой вроде бы вопрос на самом деле таковым не является. И даже вызывает горячие споры.
Дело в объёме, а не в массе
На самом деле, конечно, говорить о том, что горячий воздух “легче” холодного, несколько некорректно. Дело в том, что по мере повышения температуры газа скорость молекул нарастает. Следовательно, расстояние между ними будет тоже увеличиваться. А это означает, что горячий воздух станет занимать больше пространства.
Таким образом, один и тот же объём газа в нагретом состоянии станет меньше давить на квадратный сантиметр или любую другую единицу поверхности. Этим и объясняется его “лёгкость”. Но за счёт чего такое стало возможным?
От температуры зависит плотность газа. Наверх постоянно будет стремиться тот, у которого плотность меньше. Или, если перефразировать, у кого при равной массе больше объём. Это касается всех тел и распространяется и на газы тоже.
Молярно-кинетическая теория газов
Вопрос с лёгким горячим воздухом хорошо объясняется этой теорией. Среднюю кинетическую энергию молекул определяет температура. Зависимость простая: чем выше температура, тем выше кинетическая энергия молекул газа. А это означает, что молекулы начинают двигаться быстрее. И в результате данного процесса расстояние между ними возрастает. За счёт этого плотность газа и уменьшается, поскольку увеличивается объём.
Однако земная гравитация мешает молекулам газа в процессе разогрева отправляться в путешествие в космос. То есть на воздух действует несколько сил. И в то время как одни “выталкивают” его при нагревании на поверхность, другие притягивают вниз.
Так ли всё очевидно?
Кажется, что для понимания процессов, которые происходят с тёплым и холодным воздухом, достаточно школьного курса знаний. Однако если начать разбираться в происходящем глубже, то возникает немало интересных вопросов. Например, выше говорилось о кинетической энергии у молекул. Но откуда она у них вообще берётся?
Движение молекул связано с энергией импульса, которая заставляет их стремиться за снарядами. Например, если посмотреть на пар, то на него воздействует краснофотонное излучение. Оно импульсами и задаёт движение. В итоге разреженный газ начинает стремиться в область, где давление не такое высокое, как внизу, а плотность меньше. И это движение будет сохраняться до тех пор, пока поток воздуха не встретит преграду или пока он не остынет.
Почему тёплый воздух движется наверх?
Воздух нагревается, расширяется, после чего устремляется наверх. В физике это носит название конвективных перемещений. В реальной жизни на движение воздушных масс влияет не один фактор, а целый ряд. В частности, это разница температур, показателей давления и гравитационная сила.
Допустим, если вы откроете форточку зимой, то оттуда к нам начнёт попадать холодный воздух. Его температура заметно ниже температуры тех масс, которые находятся в помещении. Так что зимой разницу между потоками воздуха можно даже наблюдать: холодный воздух буквально стелется по полу.
Молекулы воздуха обладают излучением. Оно возрастает по мере увеличения температур. В процессе активности молекулы как бы отстреливают импульсы, причём благоприятные условия для такой активности создаются в области сниженного давления. То есть наверху.
В итоге тёплые молекулы воздуха движутся наверх. А их место занимают более холодные. То есть благодаря гравитации холодный воздух будет опускаться вниз. Именно так и работает конвекция.
Зачем эти знания нужны на практике?
Понимание конвекции позволяет создавать системы отопления. Разобраться с микроклиматом в доме без подобных знаний в противном случае бы не получилось. Главное – вспомнить физику.
Давление теплого воздуха на поверхность земли больше чем холодного
Тесты по географии 7 класс. Тема: «Давление воздуха и осадки на разных широтах»
Правильный вариант ответа отмечен знаком +
1. Какой воздух сильнее давит на поверхность?
3) Сила давления не зависит от температуры
2. Что такое восходящее движение воздуха?
Распределение воздушной массы между слоями атмосферы
+2) Поднятие воздуха, которое сопровождается его охлаждением
3) Образование воздушных масс на больших высотах
4) Нет правильного ответа
3. Выберите правильные утверждения:
А) В жарком тепловом поясе атмосферное давление у поверхности земли ниже, чем в холодном.
Б) Холодный воздух легче теплого
В) При нисходящем движении воздух нагревается и становится суше.
4. Какова главная причина образования поясов атмосферного давления?
+1) Неодинаковое поступление солнечного тепла на разных широтах
2) Неодинаковое распределение осадков на разных широтах
3) Неравномерный рельеф земной поверхности
4) Восходящие и нисходящие потоки воздуха
тест 5. Для какой области характерно повышенное атмосферное давление?
2) в умеренных широтах
4) нет правильного ответа
6. Связаны ли осадки с давлением воздуха?
7. Какой цифрой обозначена зона с наибольшим среднегодовым количеством осадков?
8. Какие широты являются самыми сухими на планете?
9. Почему карта распределения осадков не совпадает с картой распределения давления?
+1) на количество осадков кроме давления также оказывают влияние рельеф, ветра и другие факторы
2) атмосферное давление не оказывает влияние на распределение осадков
3) оба ответа правильные
4) нет правильного ответа
10. Какие утверждения верны:
А) Экваториальные широты – самые влажные на Земле
Б) Поднимаясь на полюсах, на высоте 5-7 км воздух начинает растекаться в сторону экватора.
В) Пониженное атмосферное давление характерно для области тропиков.
§ 41. Атмосферное давлени
Что такое атмосферное давленые. От чего завысит давленые воздуха.
Что такое атмосферное давление
Воздух, как и все окружающие нас тела, имеет массу. Вспомните, какова толщина атмосферы, и представьте, сколько воздуха давит на поверхность Земли и на нас с вами. Учёные подсчитали, что столб воздуха давит на поверхность Земли в среднем с силой 1,03 кг на один квадратный сантиметр.
Атмосферное давление — это сила, с которой воздух давит на поверхность Земли и на все находящиеся на ней тела.
Атмосферное давление измеряют при помощи прибора барометра (от греческих слов barns — тяжесть, metron — мера). Впервые атмосферное давление измерил ртутным барометром (рис. 92) итальянский учёный Э. Торричелли (1608—1647). Величина давления определялась высотой столбика ртути в стеклянной трубке, который уравновешивает соответствующий столбик воздуха в атмосфере. Поэтому до сих пор наряду с современными физическими единицами — гектопаскалями или миллибарами — для измерения атмосферного давления используют традиционные единицы — миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.).
Нормальным принято считать атмосферное давление, измеренное на уровне моря в средних широтах при температуре воздуха 0 °С. Оно равно 1013 гектопаскалям (гПа), или 760 миллиметрам ртутного столба. Если атмосферное давление воздуха больше, оно считается повышенным, если меньше — пониженным.
ДАВЛЕНИЕ — ОДНА ИЗ ВАЖНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АТМОСФЕРЫ. РЕЗКИЕ ПЕРЕПАДЫ ДАВЛЕНИЯ ВЛИЯЮТ НА ЗДОРОВЬЕ ЛЮДЕЙ.
От чего зависит давление воздуха
Давление тёплого воздуха на поверхность Земли меньше, чем холодного.
До высоты примерно 2000 м атмосферное давление понижается на 1 мм рт. ст. на каждые 10,5 м высоты (рис. 93). Уменьшается и плотность воздуха (масса единицы объёма). Поэтому с высотой труднее дышать: за один вдох человек получает меньше кислорода и начинает дышать чаще.
АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ ЗАВИСИТ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА И ВЫСОТЫ МЕСТНОСТИ НАД УРОВНЕМ МОРЯ.
Атмосферное давление. Барометр.
1. Что такое атмосферное давление? Каким прибором его определяют?
2. Как изменяется атмосферное давление при нагревании воздуха? при охлаждении воздуха?
3. При подъёме в гору давление изменилось на 25 мм рт. ст. Как оно изменилось: а) уменьшилось; б) увеличилось?
4. Высота главного здания МГУ в Москве 237 м. Каково атмосферное давление на его шпиле, если у основания здания оно составляет 745 мм рт. ст.?
Атмосферное давление. Ветер
Содержимое разработки
Взвешивание воздушного шарика пустого и накаченного воздухом и горки песка, как доказательство того, что воздух имеет вес.
Воздух имеет вес, значит он давит на все тела под ним:
это сила, с которой воздух давит на земную поверхность и все находящиеся на ней предметы.
1 м3 воздуха на уровне моря = 1 кг 300г
Нормальное атмосферное давление –
Барометр – анероид – прибор для измерения атмосферного давления.
Чем выше, тем воздух легче.
При подъёме на 10,5 метров – атмосферное давление понижается на 1 мм ртутного столба.
Атмосферное давление зависит от температуры воздуха
Тёплый воздух легче холодного,
давление тёплого воздуха на земную поверхность меньше, чем холодного
перемещение воздуха в горизонтальном направлении.
Вы уже знаете, что тёплый воздух более лёгкий, и он поднимается вверх, а более холодный воздух соседних областей перемещается на его место. Движение воздуха является причиной образования известного вам процесса – ветра.
Ветер характеризуют по следующим показателям: направление, скорость и сила.
по 12-балльной шкале.
Ураган – самый разрушительный ветер – имеет силу 12 баллов.
Скорость ветра – измеряется в м/с, км/ч
Самое ветреное место на Земле –
Направление ветра – это направление, откуда дует ветер (западные дуют с запада, восточные – с востока).
график, на котором показаны направления ветров, господствующих в данной местности.
Днём бриз дует с моря на сушу,
а ночью – с суши на море.
Муссоны – (от араб.маусим. –сезон) – ветры, меняющие своё направление два раза в год.
Фён – тёплый и сухой сильный, порывистый ветер, дующий с гор в долины.
Бора – сильный порывистый ветер, возникающий, когда холодный воздух перетекает через горный хребет и вытесняет находящийся по другую сторону тёплый и менее плотный воздух.
Зимой приносит сильное похолодание.
Ветры обычно делят на три группы:
§41. Атмосферное давление
1.Что такое атмосферное давление? Каким прибором его определяют?
Атмосферное давление – это сила, с которой воздух давит на поверхность Земли и на все находящиеся на ней тела. Давление измеряют при помощи барометра.
2.Как изменяется атмосферное давление при нагревании воздуха? При охлаждении воздуха?
Давление теплого воздуха на поверхность Земли меньше, чем холодного.
3.При подъеме в гору давление изменилось на 25 мм рт. ст. Как оно изменилось: а) уменьшилось; б) увеличилось?
Давление уменьшилось, поскольку, чем выше подниматься в гору, тем больше уменьшается атмосферное давление.
4.Высота главного здания МГУ в Москве 237 м. Каково атмосферное давление на его шпиле, если у основания здания оно составляет 745 мм рт. ст.?
При подъеме на 10,5 м атмосферное давление уменьшается на 1 мм рт. ст., поэтому:
1) 237: 10,5 = 22,5 мм рт.ст. − разница между давлением у основания здания и на его шпиле;
2) 745 − 22,5 = 722,5 мм рт.ст − атмосферное давление на шпиле главного здания МГУ в Москве.
Ответ: 722,5 мм рт.ст.
§ 42. Ветер
1.Жители каких азиатских стран хорошо знают, что такое муссон? Используйте политическую карту на с. 184-185 и карту на рисунке 96 учебника.
Ветер, резко меняющий своё направление по сезонам, называется муссоном. Хорошо знают, что такое муссон, жители следующих азиатских стран: Филиппины, Сингапур, Бруней, Индонезия, Таиланд, Малайзия, Мьянма, Камбоджа, Лаос, Китай, Япония, Индия, Вьетнам.
2.В чем сходство и различие между бризом и муссоном?
Различие между бризом и муссоном заключается в том, что бриз меняет свое направление дважды в сутки (дневной бриз дует с моря на побережье, а ночной – с суши на море). Муссон меняет направление в зависимости от времени года – весной и осенью.
3.Поверхность Земли нагревается и остывает неодинаково, так как: а) быстрее нагревается суша, а остывает вода; б) быстрее нагревается вода, а остывает суша; в) суша нагревается и остывает быстрее воды.
в) суша нагревается и остывает быстрее воды.
4.Стрелкой укажите, откуда и куда дует ветер:
775 мм
753 мм
748 мм
761 мм
760 мм
758 мм
5.Ветер, меняющий свое направление два раза в сутки, называется: а) штилем; б) бризом; в) муссоном.
6.Какое утверждение верно?
А. Ветер всегда дует в том направлении, в каком понижается атмосферное давление.
Б. Бриз меняет направление дважды в сутки.
1) верно только А; 2) верно только Б; 3) оба верны; 4) оба неверны.
7. Проанализируйте свой календарь погоды за месяц. Сделайте выводы: а) как изменилось атмосферное давление; б) какие ветры преобладали в месяце. Постройте розу ветров.
Рассмотрим календарь погоды за январь 2017 года во Владивостоке — одной из самых восточных точек нашей России.
а) В течение месяца атмосферное давление изменялось в пределах от 737 мм рт. ст. до 759 мм рт. ст. В дневное время атмосферное давление было, как правило, немного выше, чем в вечернее время того же дня.
б) Что же касается ветров, то в январе преобладали ветры северо−западного направления (от 2 до 12 м/с). Роза ветров для января, составленная по многолетним данным, выглядит так:
8.Как вы думаете, откуда появилось пожелание «Попутного ветра!»?
Еще в древности финикийцы строили парусные суда, скорость которых зависела от течений и ветра. Они понимали, что если ветер дует в нужном направлении, то он словно подталкивает корабль. Поэтому мореплаватели старались использовать это и плыли в сторону попутного ветра. Когда корабль отправлялся в путь, всегда желали: «Попутного ветра».
§43.Влага в атмосфере (1)
1.Закончите предложения: «Абсолютная влажность – это …»; «Относительная влажность воздуха – это …».
Абсолютная влажность – это количество водяного пара в граммах, содержащееся в 1 м3 воздуха. Относительная влажность воздуха – это отношение количества влаги, находящейся в воздухе, к тому количеству, которое он может содержать при данной температуре.
2.Влажность воздуха измеряется: а) барометром; б) гигрометром; в) термометром.
3.Как различаются насыщенный и ненасыщенный воздух?
Влажный воздух насыщен водяным паром, а сухой не насыщен. У них разная относительная влажность.
4.Что произойдет, если температура насыщенного воздуха: а) понизится; б) повысится?
Если понизится, то пойдет дождь. Если повысится, то будет туман.
§44. Влага в атмосфере (2)
1.Найдите на карте: а) город Сочи; б) пустыню Сахара; в) Прикаспийскую низменность. Как вы думаете, сколько осадков выпадает на этих территориях?
В течение года в Сочи осадков выпадает до 1400 мм.
На территории Сахары осадков выпадает меньше 250 миллиметров в год.
Минимальное количество осадков приходится на полупустынные районы Прикаспийской низменности: около 150 мм в год.
2.Как образуются облака? Перечислите основные типы облаков.
Нагретый воздух поднимается, охлаждается, и находящийся в нем водяной пар переходит в жидкое состояние. В начале это очень мелкие капельки воды, которые не выпадают на землю, а будто плавают в воздухе. Так образуются облака.
3.Что такое атмосферные осадки? Какие виды осадков вы знаете?
Атмосферные осадки – вода в жидком или твердом состоянии, выпавшая на землю.
Виды осадков: снег, дождь, роса, иней, изморозь, гололед.
4.Как влияют осадки на растения, выращиваемые в вашей местности – в садах, огородах, на полях?
Небольшой дождь увлажняет землю и способствует быстрому росту растений. Сильные ливни, напротив, могут размывать почву и повреждать корни растений. Осадки в виде града могут уничтожить всходы.
5.Проанализируйте свой календарь погоды за месяц. Какие осадки и в какие дни выпадали за этот период? Сравните количество выпавших осадков со средним значением за предыдущий месяц. Проанализируйте, какая облачность наблюдалась в течение месяца.
Проанализируем календарь погоды за ноябрь 2017 года во Владивостоке. Начнём с количества выпавших осадков: 8 ноября днём и 10 ноября вечером наблюдались осадки в виде дождя. 17 ноября в первый раз за осенне−зимний период выпал снег. В целом, в ноябре выпало примерно на 1 мм осадков больше, чем по средним показателям в октябре. Что же касается облачности в течение месяца, то в ноябре примерно 9 дней было пасмурно, 3 дня — облачно и 1 день — малооблачно. В остальные дни небо было ясным.
6.С помощью поисковых систем интернета найдите изображение осадкомера.
Осадкомер — прибор для измерения атмосферных жидких и твёрдых осадков.
7.Многим известны картина К.Е. Маковского «Дети, бегущие от грозы» и стихотворение Ф. И. Тютчева «Весенняя гроза». Сопоставьте эти художественные произведения с описанием грозы как природного явления. Что, по вашему мнению, наиболее точно удалось отразить художнику и поэту?
На картине достаточно точно изображен луг во время грозы. Художником с удивительной точностю передана атмосфера надвигающегося дождя.
Поэт изобразил грозу, которая обычно вызывает страх и тревогу. Однако, у Тютчева гроза торжествующая и вселяет чувство восторга.
§45. Погода и климат
1.Найдите на карте Калининградскую область. Какие воздушные массы определяют погоду в этом районе?
Калининград расположен в зоне тропосферного потока западных ветров. В этой зоне часто возникают, развиваются и угасают воздушные вихри: циклоны и антициклоны, втягивающие в свои системы кроме воздуха умеренных широт воздух арктического и тропического происхождения.
2.Закончите предложение: «Погода – это…»
Погода − это состояние тропосферы в данном месте в данный момент времени.
3.Закончите предложение: «Климат – это…»
Климат − это многолетний режим погоды, характерный для той или иной местности.
4.Перечислите климатообразующие факторы.
1) географическая широта;
2) близость морей и океанов;
3) направление господствующих ветров;
4) рельеф и высота над уровнем моря;
5.Сравните арктические и тропические воздушные массы. Какую погоду они несут?
Тропические массы всегда несут чрезвычайно горячий воздух, могут быть морскими (влажные), и континентальными (сухие). Они приносят жаркую погоду как правило с долговременным отсутствием осадков, а иногда сопровождаются пыльными бурями.
Арктические массы формируются в районе Арктики (Северное полушарие). Зимой они становятся причиной трескучих морозов, а весной, немного прогреваясь, приносят внезапную перемену погоды: резко наступает похолодание, небо затягивается облаками, выпадают осадки. Летом, поступая в центральные районы Евразии, они нагреваются, при этом снижается влажность, что вызывает частые засухи.
6.Где климат более влажный – в Санкт-Петербурге или Москве? Как вы объясните свой ответ?
Климат в Санкт−Петербурге более влажный, его еще называют морским климатом. Годовая сумма осадков, выпадающих на земную поверхность Санкт−Петербурга и области, равна примерно 634 миллиметра. Это обусловлено тем, что область − зона избыточного увлажнения, так как поблизости расположен Финский залив, а также по всей территории области множество озер, водоемов, болот и различных рек.
7.Выберите правильные ответы. Элементами и явлениями погоды являются: а) температура; б) давление; в) ветер; г) соленость; д) осадки.
8.Установите соответствие между элементами погоды и приборами, которыми они измеряются: 1) температура воздуха; 2) осадки; 3) атмосферное давление; 4) влажность воздуха; 5) направление ветра; А) барометр; б) термометр; в) осадкомер; г) флюгер; д) гигрометр.
9.Прослушайте сводку погоды на сегодняшний день. Чем она отличается от погоды вчера? Как вы будете одеваться в школу? Что вы посоветуете своим родным и близким, если резко снизится давление или обещают штормовой ветер?
Температура воздуха на сегодня −3°C, ясно и безветренно. Вчера тоже была ясная и безветренная погода на 1°C теплее. В школу нужно одеть теплые осенние вещи. В случае штормового предупреждения следует остаться дома. Метеозависимым людям также стоит оставаться дома в том случае, если атмосферное давление снижается.
10.Попробуйте оценить различные погодные и климатические явления (малоснежную зиму, сильные ветры, ливневые дожди) с разных точек зрения. Например, с точки зрения работников городского, сельского, водного хозяйства, транспорта, с точки зрения жителей города и села.
Нестабильные погодные условия, например, сильные ветры или ливневые дожди, вредят работника сельского хозяйства, промышленности, городских служащих. Так, малоснежная зима не сохраняет почву от промерзания, и год может оказаться неурожайным. Работникам транспорта осадки (например, снегопады) осложняют перевозки.