* Ciśnienie hydrostatyczne, atmosferyczne.

  
Cele
Uczeń:
  •  posługuje się pojęciem ciśnienia hydrostatycznego i atmosferycznego
  •  wykazuje doświadczalnie istnienie ciśnienia hydrostatycznego i atmosferycznego
  •  bada, od czego zależy ciśnienie hydrostatyczne 
  • stosuje do obliczeń związek między ciśnieniem hydrostatycznym a wysokością słupa cieczy i jej gęstością 
  •  opisuje znaczenie ciśnienia w przyrodzie i w życiu codziennym 
  •  wymienia nazwy przyrządów służących do pomiaru ciśnienia
  •  wskazuje w otaczającej rzeczywistości przykłady zjawisk opisywanych za pomocą praw i zależności dotyczących ciśnienia hydrostatycznego i atmosferycznego 
  •  rozwiązuje zadania rachunkowe z zastosowaniem wzoru na ciśnienie hydrostatyczne
 
 
 Lekcja 1
 

 
 
 Doświadczenie 1 



 
Ciśnienie hydrostatyczne zależy od wysokości słupa cieczy. Im jest on wyższy, tym ciśnienie wywierane przez ciecz jest większe.
 
 
Symulacja

 
Wyjaśnienie tego zagadnienia od 0,16 do 1,50 minuty filmiku. 
 
 
 
 
Doświadczenie 2
 
Do każdej z butelek nalano taką samą objętość różnych cieczy: do pierwszej – wodę, do drugiej – olej, a do trzeciej – denaturat.
Zdjęcie trzech takich samych butelek, odwróconych do góry dnem. Dna odcięte. Butelki wypełnione trzema różnymi cieczami – wodą, olejem, denaturatem. Na szyjkach butelek założone membrany z baloników. Widać trzy wypełnione butelki, membrana z butelką z wodą ma najbardziej wybrzuszoną membranę, potem mniejsze wybrzuszenie z butelką z olejem i najmniejsze w przypadku butelki z denaturatem.
 
Doświadczenie wykazało, że ciśnienie cieczy zależy nie tylko od wysokości jej słupa, lecz także od rodzaju cieczy, a dokładniej od jej gęstości.
 
Im większa gęstość cieczy, tym większe ciśnienie hydrostatyczne wywiera ona na dno naczynia.
 
 
 

                                       p – ciśnienie cieczy [ Pa ]

                          d - gęstość cieczy [ kg/m3 ]

                          g - przyspieszenie ziemskie [ m/s² ]

                          h - wysokość słupa cieczy [ m ]

 
Wyjaśnienie tego zagadnienia od 3,15 do 4,00 minuty filmiku. 
 
 
 
 
Ciśnienie atmosferyczne 
 
Powietrze wywiera na powierzchnię Ziemi i wszystko, co się w niej znajduje, ciśnienie około 1000 hPa. W górach ciśnienie jest mniejsze gdyż jest niższy słup powietrza. Ciśnienie powietrza zmienia się codziennie. Zwykle wysokie ciśnienie zapowiada ładną pogodę.
 
 
Rysunek ukazujący schematycznie fragment wybrzeża. Widać morze oraz ląd z wznoszącą się górą. Od górnej krawędzi obrazka do powierzchni morza narysowana strzałka oznaczająca wielkość ciśnienia powietrza, od górnej krawędzi obrazka do szczytu góry również strzałka.
 
 
 
 Doświadczenie 3


Doświadczenia pokazujących konsekwencje działania ciśnienia atmosferycznego.
 
 
Doświadczenie 4
 
Powietrze naciska na nasze ciało nie tylko z góry, ale ze wszystkich stron, także z dołu. Możemy się o tym przekonać obserwując szklankę napełnioną wodą, przykrytą kartką papieru i odwróconą do góry dnem. 
 
Po odwróceniu szklanki woda nie wylewa się.
 
 
Doświadczenie 5
Na butelkę z wodą nakładamy balon. Blisko dna butelki robimy otworek, którym będzie wyciekać woda – woda wypływa, a balon jest zasysany do wnętrza butelki.
 
 
 
Doświadczenie 6
Do głębokiego talerza nalewamy wody, umieszczamy na środku świeczkę i zapalamy ją. Następnie przykrywamy świeczkę szklanką/kolbą. Po chwili świeczka gaśnie, a następnie podnosi się poziom wody w szklance/kolbie.
 


 
 
 
Świeczka gaśnie z powodu niewystarczającego do podtrzymania palenia stężenia tlenu, który został zużyty podczas procesu spalania.
 
Płomień świeczki ogrzewa powietrze dookoła. Ogrzewane powietrze zwiększa swoją objętość, przez co zmniejsza się jego gęstość. Następnie to ogrzane powietrze zostaje przykryte szklanką/kolbą. Po zgaśnięciu świeczki gaz ulega ochłodzeniu, przez co ciśnienie powietrza w szklance maleje. Różnica między ciśnieniem atmosferycznym, a tym panującym w naczyniu jest równoważona przez ciśnienie hydrostatyczne słupa wody w szklance/kolbie.
 
 
 
Symulacja  

 
 

 
 
 
 
Lekcja 2  
 
zad 1
Słup cieczy o wysokości 20 cm wywiera na dno naczynia ciśnienie 1440 Pa. Co to za ciecz ?
 
 
Odp: Taką gęstość ma benzyna.
 
 
 
 
 
 
🏠  Praca domowa
 
Zadanie rozwiąż w zeszycie. 
 
zad
Jakie ciśnienie wywiera na dno zbiornika benzyna, jeśli sięga do wysokości 2,5 m powyżej dna ?
 
 
 
 
 
 
Źródła:
Internet: https://www.youtube.com/watch?v=EJRaVhpumrE 
https://epodreczniki.pl