Науково - дослідницька робота «Атмосферний тиск і вивчення його впливу на організм людини».

«Крок у майбутнє»

секція фізики

Науково-дослідна робота

«Атмосферний тиск і вивчення його впливу на організм людини».

Виконала: Петровська Анастасія, учениця 8 класу

МОУ «ЗОШ села Маврінка Пугачовського району

Саратовської області »

Керівник: Харіна Тетяна Вікторівна,

учитель фізики МОУ «ЗОШ села Маврінка

Пугачовського району Саратовської області »

2010 р

зміст

Запровадження ............................................................... ....................... 3 стор.

1. Основна частина:

1.1. Атмосфера ................................................ .. ...... .. ......... .4 стор.

1.2. Чому у Землі є атмосфера? ............ .............................. ..5 стр.

1.3. Атмосферний тиск і його вимірювання ..................... ............. 6 стор

1.4. Вплив змін атмосферного тиску на організм людини ............................................................................ 7 стор.

2. Дослідницька частина

2.1. Дослідження захворюваності жителів с. Селезніха в

Залежно від зміни атмосферного тиску .................. 8 стор.

1. . Як можна зменшити вплив змін атмосферного

тиску на самопочуття людини? ............................................. .......... 10 стор

Висновок ........................................................................... ..10 стр. Список використаної літератури .............................................. .11 стр.

Вступ

Як часто ми звинувачуємо погоду в поганому настрої, поганому самопочутті, небажанні що-небудь робити і інші неприємності. Але невже насправді погодні умови можуть настільки активно впливати на стан нашого здоров'я? Повідомляючи по радіо про погоду, диктори в кінці зазвичай повідомляють: атмосферний тиск 760 мм ртутного стовпа (або 749, або 754 ...). Але чи багато хто розуміють, що це означає, і звідки синоптики беруть ці дані? Про те, як вимірюють атмосферний тиск, як воно змінюється і впливає на людину, ви дізнаєтеся з цієї роботи. Автор вивчала вплив атмосферного тиску на здоров'я жителів с. Селезніха протягом двох з половиною місяців і виробила рекомендації для того, щоб зменшити шкідливий вплив його «стрибків» на людину.

Мета даної роботи - і зучіть вплив атмосферного тиску на організм людини.

Основні завдання:

- вивчити теоретичний матеріал;

- провести дослідження, що виявляють чинники залежності впливу самопочуття людей на зміну атмосферного тиску;

- порівняти отримані дані;

- внести пропозиції щодо вирішення даної проблеми.

Методи, які використовуються для вирішення поставлених завдань:

-вивчення наукової літератури;

- збір існуючої інформації з даного питання;

- дослідницька робота по визначенню впливу атмосферного тиску на організм людини;

- аналіз отриманих результатів.

- проведення роз'яснювальної роботи про те, як зменшити шкідливий вплив ..

Значимість цієї роботи полягає в тому, що ця робота - практична перевірка взаємозв'язку Людина і Природа, в якій використовуються знання, отримані в школі. При підготовці цієї роботи були використані роботи наступних авторів: А.Є. Гуревича, Д.А. Ісаєва, Л.С. Понтак, А.А. Пінського, В.Г. Розумовського, Н.К. Гладишева, Г.С. Ландсберга, Д.В. Колесова та інших авторів.

1. Основна частина

1.1. АТМОСФЕРА Землі.

Ми живемо на дні казково красивого океану. Він великий і безмежний. Це розкинулася над нами повітряна оболонка планети, що оточує Землю, що представляє собою механічну суміш газів, зважених крапель води, пилу, кристалів льоду та інших компонентів, яка носить назву «Атмосфера Землі». Атмосфера Землі починається у поверхні і простягається в космічний простір приблизно на 3000 км. Історія виникнення і розвитку атмосфери досить складна і тривала, вона налічує близько 3 млрд. Років. За цей період склад і властивості атмосфери неодноразово змінювалися, але протягом останніх 50 млн. Років, як вважають вчені, вони стабілізувалися. Маса сучасної атмосфери становить приблизно одну мільйонну частину маси Землі. З висотою різко зменшуються щільність і тиск атмосфери, а температура змінюється нерівномірно й складно, в тому числі через вплив на атмосферу сонячної активності і магнітних бур .

В атмосфері прийнято виділяти чотири шари. Самий верхній - він називається екзосфера - розташовується вище 400 кілометрів. Це величезний простір розрідженого газу, що складається з кисню, гелію і водню. У ньому відбуваються північні сяйва.

Нижче екзосфери лежить іоносфера - шар заряджених частинок. Вона розташовується на висотах від 400 до 80 кілометрів від рівня землі. Іоносфера може відображати деякі довжини радіохвиль

Завдяки цьому її властивості і можлива радіозв'язок між віддаленими точками Землі.

Нижче іоносфери - на висотах від 80 до 11 кілометрів - лежить стратосфера. У ній знаходиться так званий озоновий шар, що захищає Землю від шкідливого ультрафіолетового випромінювання Сонця. У нижній частині стратосфери температура постійна, і для неї характерна своя циркуляція повітря. Цими потоками іноді користуються пілоти висотних літаків.

Основна маса атмосфери міститься в тропосфері - тонкому, близько 10 кілометрів, шарі, безпосередньо покриває Землю. Тут формується земна погода, утворюються хмари. Разом з зовнішніми шарами тропосфера захищає Землю від заряджених частинок і смертоносної сонячної радіації. Товщина її змінюється: на екваторі вона становить 19 кілометрів, а на полюсах її товщина знижується всього до 8 кілометрів. Для тропосфери характерно збільшення з висотою швидкості вітру і зменшення температури.

Слід зазначити, що атмосфера має дуже велике екологічне значення. Вона захищає всі живі організми Землі від згубного впливу космічних випромінювань та ударів метеоритів, регулює сезонні температурні коливання, врівноважує й вирівнює добові. Якби атмосфери не існувало, то коливання добової температури на Землі досягло б ± 200 ° С. Але на Землі, на щастя, є атмосфера, яка охороняє земну поверхню від надмірного охолодження і нагрівання, а неоднорідність нагрівання Землі Сонцем, наявність суші, морів і океанів, гір, рівнин, рослинності створюють різноманітність в стані атмосфери і кліматі на різних територіях нашої планети .

1.2. ЧОМУ У ЗЕМЛІ Є АТМОСФЕРА?

Земля, обертаючись навколо Сонця, ніколи не розлучається зі своєю газовою оболонкою, тому що і на неї поширюються сили тяжіння.

Атмосфера Землі складається з молекул газів, що входять склад і внаслідок земного тяжіння, вони притягуються до Землі, але вони не падають на її поверхню. Чим це пояснюється? Яким чином зберігається атмосфера? Справа в тому, що молекули газів, складових атмосферу, знаходяться в безперервному русі, але при цьому вони не відлітають у світовий простір.

Для того, щоб залишити Землю, молекулі, як і ракеті, потрібно мати швидкість не менше другої космічної - 11,2 кілометрів в секунду, але швидкість молекул в атмосфері, як правило, значно менше цього значення. Тому майже всі молекули атмосфери як би «прив'язані» до Землі силою тяжіння, і тільки мала частина молекул може, маючи другу космічну швидкість, полетіти в космічний простір, покинувши Землю. Таким, чином, два фактора - безладний рух молекул і дію на них сили тяжіння призводять до того, що молекули розташовуються навколо Землі, утворюючи повітряну оболонку, або атмосферу.

Вимірювання показують, що щільність повітря швидко зменшується з висотою. Так на висоті 5,5 км над рівнем моря щільність повітря в 2 рази менше щільності у поверхні Землі, на висоті 11 км - в 4 рази менше і так далі. Чим вище, тим повітря розрідження .... І нарешті, в найвищих шарах - сотні і тисячі кілометрів над Землею - атмосфера поступово переходить у безповітряний простір. Таким чином, чіткої межі повітряна оболонка, що оточує Землю, не має.

Цікаво, що на одних планетах Сонячної системи атмосфера є, але зовсім інша: на Венері і Марс переважає вуглекислий газ, на планетах-гігантах - гелій, метан і аміак, а на інших, як наприклад, на Місяці і Меркурії, атмосфери зовсім немає.

Втративши атмосфери Земля стала б такою ж мертвою, як її супутниця Місяць, де поперемінно панують то спопеляючий спека, то ледянящій холод - + 130 ° С вдень і - 150 ° С вночі.

Для того, щоб пояснити це явище, потрібно згадати, що маси планет, а також і віддаленість їх від Сонця різні. Чим далі від Сонця розташована орбіта планети, тим нижче температура на її поверхні і тим менше швидкість молекул в атмосфері цієї планети, тобто майже жодна молекула не має швидкості, достатньої для того, щоб піти в космос. Крім того, той факт, що сила тяжіння, що діє з боку планети на молекули атмосфери тим більше, чим масивніше планета, говорить про те, що у планет-гігантів повинні бути потужні і щільні атмосфери.

Саме такий факт був підтверджений знімками, зробленими з автоматичних станцій, які були надіслані до різних планетах.

1.3 .. АТМОСФЕРНИЙ ТИСК ТА ЙОГО ВИМІР.

Повітря дуже легкий - 1 м 3 його на рівні моря має масу всього 1,3 кг. Однак він надає на земну поверхню значний тиск - на кожен квадратний сантиметр поверхні Землі повітря тисне з силою 1 кг. Атмосферний стовп тисне на 1 м 2 земної поверхні з силою, рівною вазі 10-тонного вантажу. Але таке тиск здатний розчавить все живе! Чому ж ми не тільки не гинемо, роздавлені, але навіть не

відчуваємо цього величезного тиску? Пояснюється це тим, що тиск усередині нашого організму дорівнює атмосферному, внутрішнє і зовнішнє тиску як би врівноважуються, і ми прекрасно себе почуваємо.

Першим переконливим доказом того, що атмосферний тиск дуже велике був досвід Отто фон Геріке з магдебурзькими півкулями, який він продемонстрував перед членами рейхстагу 8 травня 1654 р Поєднавши два мідних півкулі, Геріке відкачав насосом повітря з отриманого кулі. У міру відкачування Геріке переконався, що поршень насоса з працею витягувався декількома фізично сильними робочими. Таким чином, всередині кулі повітря не було, значить, і не було тиску зсередини, зате зовні тиск атмосфери так сильно притиснуло півкулі один до одного, що їх не могли розірвати вісім пар коней.

Цікавим є той факт, що при підйомі в гори альпіністи відзначають крім природної втоми, погіршення самопочуття, яке як виявилося, пов'язано зі зменшенням атмосферного тиску з висотою.

Мал. 1

Більше трьохсот років тому був проведений такий досвід. Скляну трубку завдовжки 1 м (рис.1), запаяну з одного кінця, наповнили ртуттю. Перевернувши трубку і опустивши її вільний кінець в чашку з ртуттю, помітили, що ртуть в трубці опустилася до певного рівня і зупинилася. Вона не вилилася з трубки в чашку вся цілком тому, що повітря тисне на ртуть в чашці і не дає вилитися ртуті з трубки. На рівні моря висота стовпчика ртуті в трубці виявилася рівною 760 мм, і тиск атмосфери, відповідне вазі ртутного стовпа висотою 760 мм, взяли за нормальний атмосферний тиск. Цей досвід був запропонований і пояснений в 17 столітті італійським вченим Торрічеллі.

Потім з цих нескладних приладом подалися вгору по схилу гори і встановили, що на кожні 10 метрів підйому висота стовпчика ртуті зменшувалася в середньому на 1 мм, що наочно доводило зниження атмосферного тиску при збільшенні висоти. Середній тиск в різних місцевостях земної кулі буде різним - і великим, і меншим, ніж 760 мм ртутного стовпа.

1.4 Вплив зміни атмосферного тиску на організм людини Ще давно люди помітили, що одні явища, що відбуваються в атмосфері, віщують похмуру погоду, інші, навпаки, ясну і сонячну. Ось чому вивчення атмосфери

надається велике значення. На метеорологічних станціях всього світу кілька разів на добу вимірюють температуру, тиск, швидкість і напрямок, вологість повітря і інші величини, що характеризують стан атмосфери. Аналізуючи ці дані, синоптики

передбачають погоду.

На самопочуття людини, досить довго проживає в певній місцевості, звичайне, тобто характерне тиск не повинен викликати особливого погіршення самопочуття.
Перебування в умовах підвищеного атмосферного тиску майже нічим не відрізняється від звичайних умов. Лише при дуже високому тиску відзначається невелике скорочення частоти пульсу і зниження мінімального кров'яного тиску. Більш рідкісним, але глибоким стає подих. Незначно знижується слух і нюх, голос стає приглушеним, з'являється почуття злегка занімілою шкірного покриву, сухість слизових та ін. Однак всі ці явища відносно легко переносяться. Більш несприятливі явища спостерігаються в період зміни атмосферного тиску - підвищення (компресії) і особливо його зниження (декомпресії) до нормального. Чим повільніше відбувається зміна тиску, тим краще і без несприятливих наслідків пристосовується до нього організм людини. У звичайних умовах на поверхні землі річні коливання атмосферного повітря не перевищують 20-30 мм, а добові складають 4-5 мм. Здорові люди переносять їх легко і непомітно.

Підвищеної чутливості до перепадів тиску особливо схильні діти, а також особи середнього та похилого віку з різними хронічними захворюваннями серцево-судинної, нервової, дихальної систем, опорно-рухового апарату.

2.1. Дослідження захворюваності жителів села селезніха в залежності від змін атмосферного тиску Землі.

Вплив атмосферного тиску на здоров'я людей в даний час інтенсивно досліджується в різних країнах. Мною було вивчено вплив атмосферного тиску на здоров'я жителів села Селезніха протягом двох з половиною місяців. Дослідження складалося з трьох етапів:

1 етап дослідження - проведено аналіз атмосферного тиску за два з половиною місяці використовуючи дані Гідрометеослужби міста Пугачова.

2 етап дослідження - дані статистики серцево-судинних захворювань в амбулаторії села Селезніха зіставили з днями зміни атмосферного тиску.

3 етап дослідження - інтерв'ю з медичним працівником.

Я провела спостереження за атмосферним тиском протягом з 1 вересня по 15 листопада 2010 року, відзначаючи щодня його свідчення. Ці місяці я вибрала не випадково, так як саме на ці місяці припадає зростання обіговості хворих за швидкою медичною допомогою.

На основі даних склала таблицю і побудувала графіки (додаток № 1, 2). З них видно, що розмах коливань атмосферного тиску в вересні, був незначний. У жовтні розмах коливань збільшився, а в листопаді ще більше зріс.

Проводився аналіз звернення хворих за допомогою до лікаря за вересень, жовтень, і листопад місяці.

У дні різких змін атмосферного тиску у вересні: 7-8, 28-29, в жовтні: 11-12, 14-18, 22-25, в листопаді: 5-8, 13-15 - відзначається збільшення кількості викликів до хворих з захворюваннями: гіпертонічна хвороба до 2; ішемічна хвороба серця до 4; хронічна ішемія головного мозку до 4 - захворювання, які зареєстровані в дні зміни атмосферного тиску, в дні нормального тиску ці захворювання або не відзначаються, або менше цих цифр. У дні зміни в один день реєструється до трьох видів захворювань серцево-судинної системи, в дні спокійної обстановки в один день реєструється 1-2 види захворювань.

Кількість хворих з серцево-судинними захворюваннями реєстрували в дні різких змін атмосферного тиску і порівнювали з днями, коли змін в погодних факторах не спостерігалося. Порівнюючи зміни тиску на протязі цього часу з даними за зверненням жителів до лікаря з приводу захворювань, я помітила, що в дні, коли атмосферний тиск різко знижується або підвищується, число людей, що звертаються за медичною допомогою, різко збільшується. Це добре видно з діаграми (додаток № 3).

Мої спостереження за погіршенням самопочуття у людей різної статі і віку в періоди коливань атмосферного тиску, дозволяють мені зробити наступні висновки:

1). Цьому страждають більше жінки, хоча можна і засумніватися в даній статистиці, так як майже все чоловіче населення працездатного віку рідко звертаються за медичною допомогою.

2). Більше схильні до цього люди старше 40 років, але спостерігаються такі випадки і в молодому віці, навіть серед дітей старшого шкільного віку (додаток № 4).

Таким чином, можна зробити висновок: атмосферний тиск Землі має суттєвий вплив на здоров'я людей.

Наступний етапом моєї роботи Було інтерв'ю з лікарем Загальної практики Чеботарьової Є.І. На питання: 1) Люди которого віку зазвічай пов'язують своє нездужання з погодними умів? 2) Які хронічні захворювання могут загострюватіся при зміні погодніх умов и что при цьом слід робити? Євгенія Іванівна відповіла: «Як правило на зміни погодних умов реагують люди передпенсійного та пенсійного віку, діти з невралгічними захворюваннями, люди ведуть нездоровий спосіб життя. Загострюються такі хронічні захворювання як невроз, гіпертонічна хвороба, ішемічна хвороба серця, судинні захворювання мозку. Абсолютно здорових людей дуже мало, тому всім слід уважніше ставитися до свого здоров'я: дотримуватися режиму дня, займатися профілактикою захворювань ».

2.2. Як можна зменшити вплив атмосферний тиск на людину?

Для того щоб організм міг безболісно відреагувати на зміни атмосферного тиску, він повинен володіти необхідним запасом енергії, а також міг заздалегідь до неї підготуватися. Аналізуючи літературу з даної теми, я узагальнила та систематизувала рекомендації по збереженню здоров'я в умовах різких перепадів атмосферного тиску:

. • насколь ь ко можливо, не навантажувати з е бе роботою понад міру, ні пл а нировать відповідальних зустрічей і важливих справ в дні, коли погода псується.

• Почати день з ранкової з а рядки, дихальної гімнастики, оздоровчого бігу, бадьорий я ного душа, тонізуючих се р дечнососудістую і дихальні ь ву систему.

• Замість звичайного чаю через 15-20 хвилин після їжі пити особливий трав'яний з липового цвіту, материнки, звіробою, р про Машков, споришу, мати-й-мач е хі, м'яти, іван-чаю.

• Вживати в їжу більше продуктів, що містять до а лий: родзинок, абрикосів, кураги, бананів, картоплі, запеченого або відвареного в шкірці. Поз а ботіться і про судини, приймаючи 2-3 капсули вітаміну Е в день.

Висновок

Підводячи підсумок, можна з упевненістю сказати, що моя робота - це тільки початок шляху моїх досліджень. І тим не менше я змогла зробити висновок, що зміни атмосферного тиску дійсно впливають на самопочуття і здоров'я людини, і без профілактики, яка допоможе пом'якшити їх негативний вплив на організм, не обійтися. Дана р абота поглибила мої знання в галузі фізики, зокрема, про атмосферний тиск. В ході моїх досліджень я досягла поставленої мети, відповівши на питання: який вплив робить атмосферний тиск на самопочуття людей, а також вивчила рекомендації щодо усунення негативного впливу його різкої зміни. Здорова людина практично не відчуває на собі цей тиск, через більш сильного внутрішнього кров'яного тиску, але з віком воно дає про себе знати.

Знання атмосферного тиску вельми важливо. Тепер я зможу допомогти моєму дідусеві, тому що вмію визначати тиск і можу попередити його про погіршення погоди, так як він дуже сильно реагують на зміни атмосферного тиску: у нього болить голова і різко погіршується загальний самопочуття.

Ця тема мене дуже сильно зацікавила, і я маю намір продовжити її вивчення в подальшому плані.

література:

1. «Велика енциклопедія Кирила і Мефодія», 2002 www.KM.ru
2. Гуревич А. Е., Ісаєв Д., Понтак Л. С. Фізика. Хімія. 5-6 кл.: Навч. для загальноосвіт. навч. закладів. -2-е изд. - М .: Дрофа, 1998.-192 с.
3. Колесов Д.В. Біологія Людина: Учеб. для 8 кл. загальноосвіт. навч. закладів /Д.В. Колесов, Р.Д. Маш, І.М. Бєляєв. - М .: Дрофа, 2002.-336 с.
4. Роуелл Г., Герберт С. Фізика / Пер. з англ. під ред. В.Г. Разумовского.- М.: Просвещение, 1994.-576 с.
5. Тарасов Л.В., «Фізика в природі», М., Вербум - М, 2002, с. 172
6. «Фізична енциклопедія», т.2, М., Радянська енциклопедія, 1990, с. 633
7. Фізика і астрономія: Учеб. для 8 кл. загальноосвіт. установ А.А.. Пінський, В.Г. Розумовський, Н.К Гладишева і ін., Під ред. А.А. Пінського,

В.Г. Розумовського. - М .: Просвещение, 2001.-303 с.