Приборы, используемые для проведения эксперимента.
1.Для измерения атмосферного давления мы использовали барометр-анероид. Единица измерения давления – 1 мм ртутного столба (мм рт. ст.) или 1 Па. Например, давление 730 мм рт. ст. означает, что столбик в ртутном барометре поднялся на 730 мм. В быту чаще используются барометры-анероиды. Давление внутри коробки постоянно, поэтому при перемене атмосферного давления мембрана изгибается больше или меньше. А к мембране, особым образом, прикреплена стрелка, которая и показывает на шкале значение атмосферного давления. Нормальное атмосферное давление – 760 мм рт. ст. или 101325Па.
2. Тонометр «OMRON M1» – специальный прибор, с помощью которого, измеряют артериальное давление и частоту пульса человека. Записывается артериальное давление (АД) в виде дроби: в числители ставят верхнее давление, в знаменателе – нижнее. АД=140/70 означает, что у человека верхнее давление 140 мм рт. ст., а нижнее 70 мм рт. ст.
3. Медицинский термометр служит для измерения температуры тела человека в ºС и т.д.
Самое широкое применение на практике приобрели жидкостные термометры, в которых для регистрации температуры используется тепловое расширение жидкости. Чаще всего для этой цели используется ртуть, в более дешевых термометрах – подкрашенный спирт.
Медицинский термометр состоит из небольшого баллона, в котором находится ртуть. К баллону припаяна длинная узкая трубочка, куда поступает ртуть, расширяющаяся при повышении температуры. Трубочка прикреплена к шкале, на которой нанесены деления, позволяющие регистрировать температуру в градусах и их десятых долях. Нормальная температура человеческого организма – 36,6ºС. Поэтому, прежде чем использовать термометр, для каких – либо измерений, следует соблюсти следующие правила: определить, в каких диапазонах температур нужно производить измерения с помощью данного термометра ; определить цену деления шкалы и определить , с какой точностью можно измерить температуру с помощью данного термометра. Эти правила обеспечат правильность измерений.
Заметим, что у медицинского термометра есть одна особенность, которой нет у других термометров. Смотреть на шкалу, не вынимания термометра из-под мышки больного очень неудобно. Поэтому термометр вынимают, а потом уже смотрят на шкалу. А чтобы столбик ртути не опустился за это время, канал около баллончика с ртутью сужен. При охлаждении столбик ртути в этом месте разрывается , и ртуть самопроизвольно вниз не опускается. Чтобы ртуть прошла через сужение в баллончик, термометр встряхивают, и тем самым он приводится в рабочее состояние. Так как верхний предел шкалы медицинского термометра равен 42ºС, то с его помощью нельзя измерять более высокие температуры, например температуру горячей воды. При температуре выше 42ºС ртуть, расширяясь, разорвет капилляр и термометр выйдет из строя. С термометром, особенно ртутным, надо очень осторожно обращаться. Следует помнить, что пары ртути очень ядовиты, поэтому надо предохранять баллон термометра от ударов, чтобы его не разбить.
Температурные шкалы. Градус
Совершенствованием термометров занималось много ученых. Каждый из них создавал свою шкалу, используя в качестве опорных те точки, которые он считал наиболее разумными. Некоторые из этих шкал широко распространялись , другие, наоборот, быстро забывались. К концу XVIII в. число употреблявшихся шкал приблизилось к двум десяткам, что было и неудобно и ненужно.
В настоящее время в большинстве стран для научных и практических целей используется международная практическая температурная шкала. С достаточной для наших целей точностью данную шкалу можно описать следующим образом. За нуль принимается температура плавления льда при нормальном атмосферном давлении (101325 Па). Температуре кипения дистиллированной воды при нормальном атмосферном давлении приписывается значение 100 градусов. Шкала делится на 100 равных частей – градусов; каждый градус можно вновь делить на равные доли (обычно на 5 или 10).
Таким образом, единицей температуры 1ºС (один градус Цельсия) – это одна сотая температурного интервала между температурой плавления льда и температурой кипения дистиллированной воды при нормальном атмосферном давлении. Нам осталось ввести единицу абсолютной температуры и установить нулевой уровень термодинамической шкалы. За единицу абсолютной температуры принят Кельвин (1 К); он равен одному градусу Цельсия: нулевой уровень абсолютной температуры принимают равным –273,15 К. Соответственно температура кипения воды равна 373,15 К.
Натурный эксперимент
С 01.11.16 года по 12.11.16 года в школе №70 города Находка был проведен научный эксперимент, целью которого является выявление воздействия атмосферного давления на самочувствие и здоровье человека. В течение 12 дней испытуемая группа в количестве 10 человека в 14 часов дня проходили обследование в медицинском кабинете, где медицинским термометром им измеряли температуру тела (°С), а с помощью тонометра измерялось артериальное давление (пример: А/Д = 140/70 – это означает, что у человека верхнее давление 140 мм рт. ст., а нижнее 70 мм рт. ст.). Одновременно по барометру-анероиду определяли атмосферное давление Ратм в мм рт. ст. Параллельно этому фиксировались метеоусловия по основным параметрам (температура, влажность, облачность и т.д.).