Атмосфералық қысымның қалай пайда болатынын білу
Сабақтың мақсаты
- Атмосфералық қысымның пайда болу себебін түсіндіру және Торричелли тәжірибесінің мәнін ашу.
- Оқушының еңбекке және оқуға саналы қатынасын, белсенділігін дамыту; физиканы объективті шындықты танудың құралы ретінде қабылдауын қалыптастыру.
- Мәселені қойып, оны шешуге ұмтылдыру; пәнге қызығушылығын арттыру арқылы шығармашылық қабілетін дамыту.
Қажетті құрал-жабдықтар
Көрнекіліктер
- Су
- Стақан
- Парақ қағаз
- Жұмыртқа
- Шыны ыдыс
- Медициналық шприц
Оқыту тәсілдері
- Проблемалық оқыту
- Дамыта оқыту
- Тәжірибе арқылы түсіндіру
Сабақ құрылымы
Кіріспе бөлім
- Психологиялық дайындық
- Үй тапсырмасын тексеру
- «Ой ашар»: жаңа сабаққа кіріспе
Негізгі бөлім
- «Ой қозғау»: өздік жұмыс
- Түртіп алу жүйесі: +, −, Ү, ?
- Топпен жұмыс және тәжірибелер
Сабақтың барысы: өткенді қайталау және мәселе қою
Паскаль заңын қайталау
Өткенді бекіту үшін сұрақ-жауап ұйымдастырылады: сұйықтың ыдыс түбіне түсіретін қысымы қандай шамаларға тәуелді?
Оқушылар әртүрлі пішінді ыдыстарға құйылған судың түбіне түсіретін қысымын есептейді. Су бағанының биіктігін сызғышпен өлшеп, P = ρgh формуласы бойынша табады (мысалы, P = 500 Па).
Тәжірибе 1: төңкерілген стақандағы су неге төгілмейді?
Стақанның аузын қағазбен жауып тұрып төңкерсек, су төгіле ме? Оқушылар судың қағазға түсіретін қысымын (шамамен 500 Па) есептеп, бастапқыда «су төгіледі» деп болжауы мүмкін.
Бақылау:
Тәжірибе көрсеткендей, су төгілмейді. Демек, қағазға төменнен жоғары бағытталған қосымша күш әсер етеді.
Негізгі сұрақ: қағазға судан басқа қандай дене әсер етеді? Жауабы: ауа. Бұл жерде оқушылардың толық жауап беруге қиналуы — жаңа тақырыпқа табиғи көпір.
Тәжірибе 2: «жұмыртқа шынының ішіне қалай кіреді?»
Шыны ыдыстың аузына жұмыртқа қойғанда, ол ішке түспейді. Ал шынының ішіне қағаз жағып, аузына жұмыртқаны қайта қойсақ, біраздан соң жұмыртқа ішке қарай тартылып, ыдыстың ішіне түседі.
Оқушылар үшін бұл да жаңа мәселе: неге олай болады, себеп неде?
Жаңа тақырып: атмосфералық қысым
Нені білуіміз керек?
- Атмосфералық қысым қалай пайда болады?
- Торричелли тәжірибесінің мәні қандай?
«Атмосфера туралы не білеміз? Жер бетін не қоршап тұр?» деген сұрақ арқылы оқушылар атмосфераның жер бетіне қысым түсіретінін еске түсіреді.
Атмосфералық қысымның пайда болу себебі
Атмосфера бірнеше қабаттан тұрады. Ауырлық күшінің әсерінен жоғарғы қабаттар төменгі қабаттарға қысым түсіреді. Атмосфера — газ, сондықтан Паскаль заңы бойынша өзіне түскен қысымды барлық бағытта таратады. Соның нәтижесінде жер бетіне және ондағы барлық денелерге атмосфералық қысым әсер етеді.
Түйін
Атмосфералық қысым — ауа бағанының салмағынан туатын қысым.
Маңызды байланыс
Газдағы қысым барлық бағытта беріледі (Паскаль заңы).
Тәжірибелерді түсіндіру: бақылаудан қорытындыға
Стақандағы су неге төгілмейді?
- Қағазға төменнен жоғары қарай атмосфералық қысым әсер етеді.
- Атмосфералық қысым судың қағазға түсіретін қысымынан үлкен болғандықтан, қағаз құлап түспей, су төгілмейді.
Жұмыртқа неге шынының ішіне түседі?
Жанған қағаз шыны ішіндегі ауаны қыздырады. Қызған ауа кеңейіп, оның бір бөлігі сыртқа шығады. Ыдыстың аузы жұмыртқамен жабылған соң, ішіндегі ауа суып, қысым төмендейді. Сырттағы атмосфералық қысым ішкі қысымнан артық болып, жұмыртқаны төмен қарай итеріп, ыдыс ішіне енгізеді.
Практикалық жұмыс: шприц арқылы суды көтеру
Оқушылар медициналық шприц арқылы стақандағы суды сорып, судың түтік бойымен жоғары көтерілетінін бақылайды.
Түсіндіру
Атмосфера су бетіне төмен қарай әсер етеді. Паскаль заңы бойынша бұл қысым түтік ішінде беріледі де, су поршеньмен ілесіп жоғары көтеріледі. Яғни суды көтеретін негізгі «күш» — атмосфералық қысым.
Неліктен атмосфералық қысымды P = ρgh формуласы арқылы бірден есептей алмаймыз?
Себебі атмосфераның биіктігі нақты шектелмеген және ауаның тығыздығы биіктік бойынша өзгеріп отырады. Сондықтан атмосфералық қысымды тікелей осы формуламен есептеу қиын.
Торричелли тәжірибесі және қысым бірліктері
Торричеллидің жаңалығы
Атмосфералық қысымды өлшеу тәсілін XVII ғасырда итальян ғалымы Э. Торричелли ұсынды. Ол атмосфералық қысымның ауа райына байланысты өзгеретінін де байқаған. Кейін Торричелли қондырғысы атмосфералық қысымды өлшейтін құрал — барометрдің негізіне айналды.
Қысымның өлшемдері
Атмосфералық қысым сынап бағанының биіктігі арқылы анықталады. Бірлік ретінде 1 мм сын. бағ. қолданылады:
- 1 мм сын. бағ = 133,3 Па (шамамен 1,33 гПа)
- 760 мм сын. бағ ≈ 105 Па (шамамен 1 атм)
Қорытынды және рефлексия
Не білдік?
Атмосфералық қысымның пайда болу себебін және оның құбылыстарға әсерін түсіндік.
Не қызық болды?
Стақан-қағаз тәжірибесі және жұмыртқаның шыныға ену құбылысы арқылы қысымның «көрінбейтін» әсерін байқадық.
Не түсініксіз қалды?
Сұрақтарды жинақтап, келесі сабақта толықтыруға мүмкіндік аламыз.
Үй тапсырмасы
- §50 оқу.
- Атмосфераның негізгі қабаттарын қайталау.