Pokaż spis treści
Wróć do informacji o e-podręczniku

Wydaje ci się, że kiedy rozmawiasz z osobą stojącą naprzeciw ciebie, nic was nie rozdziela? A jednak – między wami znajduje się powietrze. To właśnie ono wypełnia przestrzeń dookoła nas, choć nie możemy go ani zobaczyć, ani poczuć. Jak zatem przekonać się o jego istnieniu? Otóż cały czas naciska ono na nas swoją masą – inaczej mówiąc, wywiera ciśnienie.

Ciśnienie atmosferyczne zmniejsza się wraz z wysokością nad poziomem morza
Już wiesz
  • co to jest para wodna i jak powstaje;

  • czym są stany skupienia substancji i w jaki sposób dochodzi do ich zmiany.

Nauczysz się
  • opisywać skład powietrza;

  • wyjaśniać, co to jest ciśnienie;

  • wykorzystywać pomiary ciśnienia atmosferycznego do krótkoterminowego prognozowania pogody.

1. Co to jest atmosfera?

Nad powierzchnią Ziemi znajduje się przylegająca do niej, gruba na wiele kilometrów powłoka – atmosfera. Tworzy ją mieszanina gazów zwana powietrzem. Składa się ono głównie z azotu, tlenu i niewielkich ilości innych gazów. Najważniejszy jest dla nas tlen zużywany w trakcie oddychania lub na przykład podczas spalania drewna. W wyniku tych procesów powstaje wykorzystywany przez rośliny dwutlenek węgla. W powietrzu znajduje się też para wodna, która po skropleniu może formować się w chmury. Opisując skład powietrza, parę wodną się pomija, gdyż jej ilość jest bardzo zmienna.

Atmosfera sprawia, że na naszej planecie może istnieć życie. Oddychamy zawartym w powietrzu tlenem. Dzięki atmosferze na Ziemi utrzymuje się odpowiednia temperatura. Ponadto powłoka ta chroni nas przed szkodliwym promieniowaniem.

Czyste powietrze nie ma smaku, zapachu oraz barwy. Nie można go zobaczyć, ponieważ jest przezroczyste. W jaki sposób przekonać się, że istnieje?

Obserwacja 1

Udowodnienie obecności powietrza wokół nas.

Co będzie potrzebne
  • miska,

  • woda,

  • słomka.

Instrukcja
  1. Nalej wody do miski.

  2. Zatkaj palcem jeden koniec słomki.

  3. Zanurz pionowo słomkę otwartym końcem do dołu. Zwróć uwagę, aby obydwa końce słomki znalazły się pod wodą. Co się dzieje?

  4. Zabierz palec z wylotu słomki i zaobserwuj, co się stanie.

Podsumowanie

Jeśli po zwolnieniu palca ze słomki zaczęły wydobywać się pęcherzyki, oznacza to, że słomka nie mogła być pusta – wypełniał ją gaz. Jest to właśnie powietrze.

Obserwacja 2

Sprawdzenie obecności tlenu w powietrzu.

Co będzie potrzebne
  • słoik,

  • ogarek świeczki,

  • zapałki.

Instrukcja
  1. Na środku talerza postaw zapalony ogarek i nakryj go słoikiem.

  2. Obserwuj, co się stanie, aż do zgaśnięcia płomienia świeczki.

Podsumowanie

Kiedy cały tlen spod szklanki zostanie zużyty w procesie spalania, świeczka zgaśnie.

Ciekawostka

Gdybyśmy napełnili naczynie o pojemności 1 m3 powietrzem, to w temperaturze pokojowej (około 21°C) ważyłoby ono około 1,2 kg. Wynika z tego, że powietrze znajdujące się w szkolnej sali waży więcej od ciebie.

Ciekawostka

Na dużych wysokościach powietrze jest znacznie rzadsze niż na poziomie morza. Dlatego na przykład himalaiści muszą nosić maski tlenowe, by móc oddychać.

2. Co to jest ciśnienie atmosferyczne?

Powietrze składa się z drobin, więc ma masę. To oznacza, że naciska ono na wszystko, co jest pod nim i w nim. Z naciskiem tym związane jest ciśnienie powietrza zwane ciśnieniem atmosferycznym.

Powietrze ogrzane staje się lżejsze od otoczenia i unosi się do góry, co nieco zmniejsza ciśnienie powietrza w tym obszarze. Natomiast ochładzając się, staje się cięższe i opada w dół, co nieco zwiększa ciśnienie. Wysoko w górach warstwa atmosfery naciskająca na powierzchnię Ziemi jest cieńsza. Dlatego ciśnienie będzie tam niższe w porównaniu z terenami położonymi niezbyt wysoko nad poziomem morza.

Obserwacja 3

Sprawdzenie, jak zmienia się ciśnienie wraz ze zmianą grubości naciskającej warstwy.

Co będzie potrzebne
  • 3 duże książki.

Instrukcja
  1. Połóż na głowie jedną książkę. Staraj się nie podtrzymywać jej rękami.

  2. Połóż kolejne dwie książki. Co obserwujesz?

Podsumowanie

Trzy książki wywierają większy nacisk na głowę niż jedna. Podobnie jest z atmosferą i wywieranym przez nią ciśnieniem. Nad lądem znajdującym się na dużej wysokości nad poziomem morza warstwa atmosfery jest cieńsza, przez co ciśnienie jest niższe.

Zastanówmy się teraz, czy ciśnienie atmosferyczne wywiera nacisk tylko z góry. Wydaje się, że to oczywiste. Jednak pamiętajmy, że powietrze składa sie z drobin, które poruszają się we wszystkich kierunkach. Może więc ciśnienie oddziałuje na obiekty z różnych stron?

Obserwacja 4

Sprawdzenie, czy ciśnienie atmosferyczne oddziałuje na obiekty jedynie z góry.

Co będzie potrzebne
  • butelka plastikowa,

  • gumowa rękawiczka,

  • gumka recepturka,

  • taśma samoprzylepna.

Instrukcja
  1. W dnie butelki zrób niewielki otwór i zaklej go taśmą samoprzylepną.

  2. Napełnij butelkę wodą.

  3. Wciśnij do szyjki butelki rękawiczkę tak, by z butelki wystawała tylko niewielka część z otworem na rękę. Zamocuj rękawiczkę za pomocą gumki recepturki.

  4. Odklej taśmę z dna butelki. Co udało ci się zaobserwować?

Podsumowanie

Woda wypływa z butelki, a jej miejsce zajmuje powietrze. Dlatego rękawiczka stopniowo nadyma się jak balon, a sama butelka wygląda tak, jakby ktoś próbował ją zgnieść, gdyż ze wszystkich stron otacza ją powietrze. Butelka ulega zgnieceniu pod wpływem ciśnienia atmosferycznego. Gdyby naciskało ono tylko z góry, nie przyniosłoby to takiego efektu – musi więc działać na butelkę ze wszystkich stron. (Obserwacja sposobu oddziaływania ciśnienia atmosferycznego)

Polecenie 1

Zastanów się, jak wyglądałaby butelka, gdyby ciśnienie oddziaływało na nią jedynie od góry.

Ciekawostka

Powietrze wywiera na naszą głowę nacisk podobny do tego, jaki wywierałby postawiony na niej samochód. Jednak nasz organizm wytwarza ciśnienie, które równoważy siłę nacisku z zewnątrz. Zdarza się, że podczas dużego wzrostu lub spadku ciśnienia niektórzy ludzie narzekają, że coś „rozsadza” lub „miażdży” im głowę – wynika to właśnie z różnicy ciśnień.

3. Jak mierzymy ciśnienie atmosferyczne?

Ciśnienie atmosferyczne mierzy się w paskalach – w skrócie Pa. Ponieważ osiąga ono duże wartości, dla wygody na przykład w prognozach pogody podaje się je w hektopaskalach (1 hPa = 100 Pa). Pomiary ciśnienia atmosferycznego wykonuje się przyrządem zwanym barometrem.

Jak korzystać z barometru? Jeśli posiadasz takie urządzenie albo jest ono na wyposażeniu pracowni przyrodniczej w twojej szkole, to wykonaj obserwację.

Główną częścią barometru jest metalowa puszka, z której usunięto powietrze. Zmiany ciśnienia powodują ugięcie ścianek puszki. Ugięcie to przenoszone jest układem dźwigni na wskazówkę pomiarową
Obserwacja 5

Odczytywanie wskazania barometru.

Co będzie potrzebne
  • barometr.

Instrukcja
  1. Odczytaj rano wskazania ciśnienia na barometrze.

  2. Ustaw ręcznie wskazówkę kontrolną tak, by pokrywała się ze wskazaniem wskazówki pomiarowej.

  3. Sprawdzaj odczyty ciśnienia w ciągu dnia. Kiedy pierwsza wskazówka zmieni swoje położenie, porównaj wskazania z zaznaczonym wcześniej odczytem.

Podsumowanie

Obserwując wskazania barometru, można przewidywać pogodę. Jeżeli wskazówka pomiarowa pokazuje większą wartość niż wskazówka kontrolna, to znaczy, że ciśnienie rośnie i pogoda będzie słoneczna. Natomiast jeśli pokazuje wartość mniejszą, to znaczy, że ciśnienie spada i mogą pojawić się opady.

Ciekawostka

Dawniej używano barometrów, których głównym elementem była rurka wypełniona rtęcią. Poziom cieczy zmieniał się w zależności od zmiany ciśnienia. Wartość ciśnienia podawano w milimetrach słupa rtęci. Do dziś zdarza się, że ta jednostka miary jest używana. Oznacza się ją w skrócie mmHg.

Przeciętne ciśnienie atmosferyczne ma wartość 760 mmHg

Podsumowanie

  • Powietrze wywiera na każdą powierzchnię nacisk. Związane jest z nim ciśnienie zwane atmosferycznym.

  • Ciśnienie zmienia się wraz z wysokością – im wyżej nad poziomem morza, tym jest niższe.

  • Wartość ciśnienia mierzymy za pomocą barometru.

Praca domowa
Polecenie 2.1

Czy gdyby barometr nie miał wskazówki kontrolnej, to możliwe byłoby za jego pomocą prognozowanie pogody? Uzasadnij swoją odpowiedź.

Zobacz także

Słowniczek

atmosfera

powłoka złożona z mieszaninu gazów, otaczająca ciało niebieskie, np. Ziemię

barometr

przyrząd służący do pomiaru ciśnienia atmosferycznego

ciśnienie atmosferyczne

ciśnienie atmosferyczne informuje nas, jaki nacisk wywiera powietrze na jednostkę powierzchni ciała (np. 1m2); jednostką miary ciśnienia jest paskal (1Pa); powszechnie używana jest też jednostka 100 razy większa – hektopaskal (1hPa = 100Pa)

powietrze

mieszanina gazów występująca w atmosferze, której głównymi składnikami są azot i tlen

Zadania

Ćwiczenie 1
Ćwiczenie 2
Ćwiczenie 3
Ćwiczenie 4
Ćwiczenie 5