Atmosféra Země, podtlak, přetlak

1. Úkol: Měření atmosférického tlaku

Čas: týden

Pomůcky a materiál: aneroid, papír, tužka, milimetrový papír

Hlavní a dílčí cíle:

Příklad hlavního cíle: Měření tlaku vzduchu v určitých časových intervalech, grafický záznam změn atmosférického tlaku, souvislost změn atmosférického tlaku s vývojem počasí.

Příklad vedlejšího cíle: Význam předpovědi počasí pro odvětví lidské činnosti, např. doprava, zemědělství,apod.

Mezipředmětové vztahy a přesahy:

Příklad: Přírodověda, přírodopis, zeměpis, chemie

Klíčové kompetence:

Příklad: Rozvíjíme kompetence k učení a řešení problémů.

2. Obecný úvod k tématu:

Země je obklopena vzduchovým obalem, který se nazývá atmosféra Země. Její tloušťka je několik set kilometrů, hustota klesá se vzdáleností od zemského povrchu. Bylo zjištěno, že v určitém objemu vzduchu je 21 % kyslíku, 78 % dusíku, 1 % jiných plynných látek. Pro člověka je kyslík životně důležitý. Proto čistota vzduchu a udržení jeho správného složení patří k významným složkám péče o životní prostředí. Na atmosféru působí gravitační síla Země, horní vrstvy atmosféry působí na spodní vrstvy tlakovými silami, vyvolávají tím v atmosféře tlak – nazývá se atmosférický tlak. Základem měření atmosférického tlaku je Torricelliho pokus.

Skleněnou trubici  cca 1 m dlouhou, na jednom konci zatavenou  naplnili rtutí. Uzavřeli trubici, obrátili zataveným koncem vzhůru a ponořili do rtuti v nádobě. Po uvolnění zátky pozorovali, že část rtuti vytekla do nádoby. Rtuť se v trubici ustálila tak, že vzdálenost mezi hladinou rtuti v trubici a v nádobě byla asi 76 cm. Tato vzdálenost zůstávala stejná, i když trubice byla delší nebo byla nakloněná. Nad rtutí v trubici se vytvořilo vzduchoprázdno (vakuum).

Je-li v nějakém uzavřeném prostoru tlak větší než tlak atmosférický, říkáme, že je tam přetlak. Je-li v uzavřeném prostoru tlak menší než je tlak atmosférický, mluvíme o podtlaku.

Přetlak je v pneumatikách, ve sprejích, v uzavřených lahvích s nápoji s obsahem oxidu uhličitého, přetlaku se využívá při stříkání barev, v pneumatických nástrojích, nádoby s velkým přetlakem využívají potápěči,kosmonauti, lékaři, svářeči..

Podtlak se využívá v mnoha zařízeních, např. u pump, u vysavače, u přísavek, uplatňuje se při dýchání, zvířata jej využívají při pití z volné hladiny, při lezení po svislém povrchu, savci při kojení.

K měření malých hodnot podtlaků a přetlaků se používá otevřený manometr, velké přetlaky se v praxi měří pomocí deformačních manometrů.

otevřený kapalinový manometr

K měření tlaku se používá rtuťový barometr, aneroid nebo barograf
rtuťový barometr	aneroid	barograf

3. Pracovní postup (v bodech):  

1. Příprava aneroidu, nácvik čtení údajů atmosférického tlaku na stupnici.                                                                       
2. Vyhotovení záznamového archu-tabulky pro zápis hodnot tlaku.
3. Rozepsání služeb žáků pro čtení a zápis hodnot atmosférického tlaku pro jednotlivé dny – práce ve dvou- až tříčlenných skupinách.
4. Promyslet způsob záznamu počasí v jednotlivých dnech.           
5. Graficky zpracovat týdenní změny atmosférického tlaku. Sestrojit graf průběhu atmosférického tlaku v čase.
6. Porovnat a vyhodnotit, jak souvisí hodnoty a změny atmosférického tlaku s vývojem počasí v daném místě.   
7. Doplnit, jak souvisí pranostiky s předpovědí počasí. Vysvětlit  či vyvrátit základ pranostik.            

4. Metodické poznámky:

Žáci si ve skupinách navrhnou záznamový list pro zápis počasí v daný den, vyhodnotí způsoby záznamů.

5. Očekávané výstupy RVP ZV (základní vzdělávání)/SV:

Příklad: Žák si na základě zpracování úkolu uvědomí souvislost změn atmosférického tlaku s vývojem počasí a tím ovlivňování běžného života člověka.