Gaisa plūsmas Dabaszinības 11. klasei.

Prezentācija par tēmu: "Gaisa plūsmas Dabaszinības 11. klasei."— Prezentācijas transkripts:

1 Gaisa plūsmas Dabaszinības 11. klasei

2 Gaisa plūsmas Saturs Gaiss un gaisa spiediens
Gaisa plūsmu raksturojums Gaisa plūsmas dabā. Ciklons Gaisa plūsmas dabā. Anticiklons Spēki, kas darbojas uz objektu Lidošanas principi Nodaļa “Gāzes dabā un tehnikā”. Programmas prasības: Apraksta spārna cēlējspēka rašanos gāzēs, ciklonu un anticiklonu veidošanos atmosfērā, lietojot jēdzienus: lamināra plūsma, turbulenta plūsma. Novēro gāzu plūsmu īpašības un izvērtē to piemērus ikdienā un dabā.

3 Ko zinām par gaisu? Divas galvenās gāzes gaisa sastāvā ir slāpeklis (78 %) un skābeklis (21 %) Gaiss ir viegli saspiežams. Tas arī viegli izplešas, aizņemot visu pieejamo tilpumu Gaiss viegli plūst – tajā veidojas gaisa plūsmas Gaisam (atmosfērai) ir svars. Tāpēc atmosfēra rada gaisa spiedienu uz aplūkojamo objektu Uz ķermeņiem, kas atrodas gaisā, darbojas Arhimēda cēlējspēks Šī informācija paredzēta,lai atkārtotu un sistematizētu jau pamatskolā apgūto mācību materiālu par gaisu.

4 Atmosfēras spiediens Tam pakļauts viss, kas atrodas uz Zemes virsas.
Visos virzienos tas izplatās vienādi. Mēs to nejūtam, jo organisma šūnās spiediens ir vienāds ar atmosfēras spiedienu. Piemēram, ja kalnos 2 km augstumā aizskrūvē tukšu plastmasas pudeli un nogādā to jūras līmenī,tad paaugstinājies gaisa spiediens to saspiež gandrīz plakanu. Jūras līmenī gaisa spiediens ir lielāks nekā kalnos. Palielinoties augstumam virs Zemes virsas, atmosfēras spiediens pazeminās.

5 Kā rodas gaisa plūsmas? Ja dažādās vietās uz Zemes gaisa spiediens nav vienāds, tad rodas gaisa plūsma – vējš, kas cenšas izlīdzināt spiedienu starpību. Pārvietojoties attiecībā pret Zemes virsu, gaisa plūsmas iedarbojas uz ķermeņiem, kas atrodas uz tās. Liela mēroga apgabalos gaisa spiediena starpību rada lielizmēra atmosfēras cirkulācijas šūnas. Mūsu valsts ģeogrāfiskā platuma grādos to sauc par Ferela šūnu. Vairāk var atrast pēc adreses:

6 Konvekcija Spiedienu starpība rodas, ja kāda gaisa masa sasilst.
Tā izplešas, tās blīvums samazinās un Arhimēda cēlējspēka iedarbībā gaisa masa ceļas augšup. Tās vietā ieplūst vēsāka gaisa masa. Tā ir konvekcija. Konvekcija ir siltuma pārneses process. Svarīgi, ka konvekcijas rezultātā rodas dažāda veida gaisa plūsmas.

7 Spēja plūst – viena no raksturīgākajām gāzu īpašībām
Pie šī attēla var atgriezties pēc tam, kad izrunāts par turbulentām un laminārām plūsmām. Attēlā uzskatāmi parādītas abu veidu plūsmas. Plūsmas līnijas – iedomātas līnijas, pa kurām var izsekot gāzes daļiņu kustības virzienam.

8 Gaisa (gāzu) plūsma Lamināra Turbulenta (Plūsmas līnijas veido
savstarpēji paralēlus slāņus) Turbulenta (Paralēlie slāņi izzūd, rodas virpuļveida plūsma) Lamināra gaisa plūsma ir vērojama bumbiņas priekšpusē un sānos. Aiz bumbiņas un lidmašīnas veidojas turbulenti gaisa virpuļi.

9 Turbulences piemēri dabā un ikdienā
Gaisa virpuļi aiz transportlīdzekļiem. Lidmašīna ielido turbulences zonā. Turbulence zvaigžņu atmosfērā. Vairumā gadījumu turbulence ir nevēlama. Tomēr turbulence siltummainī ir vajadzīga. Vairumā gadījumu turbulence ir nevēlama, jo rada virpuļus gāzu plūsmā. Šādu gāzi ir grūtāk pārsūknēt, kā tas, piemēram, nepieciešams dažādos rūpnieciskos procesos. Gaisā ir daudz turbulentu plūsmu. Lidmašīnai ielidojot turbulences zonā, tā zaudē ātruma un sāk vibrēt. Taču, piemēram, siltummainī turbulence ir vajadzīga, lai straujāk notiktu siltumpārnese visā siltummaiņa tilpumā. Uzskatāms turbulences piemērs ir dūmi.

10 Ciklons Ciklons ir zema atmosfēras spiediena (L – low) apgabals, kurā notiek riņķveida gaisa kustība. Apkārtējā gaisa spiediens ir lielāks, tāpēc gaisa masas virzās uz ciklona centru. Zemes rotācijas efektu dēļ tās novirzās un griežas pretēji pulksteņa rādītāju kustības virzienam (ziemeļu puslodē). Ciklons ir saistīts ar relatīvi siltām un mitrām (mākoņi, nokrišņi) gaisa masām. Ziemā ciklons atnes relatīvi siltu gaisu, bieži – atkusni. Arī vasarā ciklons atnes siltu gaisu, taču tas šķiet auksts uz vidējo vasaras temperatūru fona. Zemes rotācijas efekti ir saistīti ar Koriolisa spēku, kas dabaszinību kursā netiek aplūkots. Apjomīgs un izsmeļošs materiāls par atmosfēras cirkulāciju atrodams NASA lappusē

11 Ciklons virs Islandes Kādā virzienā griežas mākoņi?
Mākoņi griežas pretēji pulksteņa rādītāju kustības virzienam. Tā kā attēls uzņemts ziemeļu puslodē, tajā redzams zema spiediena apgabals. Kādā virzienā griežas mākoņi?

12 Anticiklons Anticiklons ir augsta atmosfēras spiediena (H – high) apgabals, kurā notiek riņķveida gaisa kustība. Apkārtējā gaisa spiediens ir mazāks, tāpēc gaisa masas virzās prom no anticiklona centra. Zemes rotācijas efektu dēļ tās novirzās un griežas pulksteņa rādītāju kustības virzienā (ziemeļu puslodē). Vasarā anticiklona laikā ir karsts, jo Saule sasilda gaisu pie Zemes virsas. Ziemā anticiklona laikā Zemes virsa pastiprināti atdziest (izstarojot infrasarkano starojumu) un ir auksts. Anticiklons ir saistīts ar relatīvi vēsām un sausām gaisa masām (skaidrs laiks, nokrišņu nav).

13 Vertikālās gaisa kustības
Anticiklona gadījumā vēsais gaiss ieplūst no augšas. Pie zemes virsas gaisa spiediens palielinās. Ciklona gadījumā siltais gaiss ceļas augšup. Pie zemes virsas gaisa spiediens samazinās.

14 Gaisa plūsmas iedarbība
Gaisa plūsma, kas pārvietojas attiecībā pret ķermeni (vai ķermenis pārvietojas attiecībā pret nekustīgu gaisu) izraisa: Gaisa pretestības spēku. Spārna cēlējspēku (noteiktos apstākļos).

15 Gaisa pretestības spēks
Noapaļota forma samazina gaisa pretestības spēku. Ir atkarīgs no ķermeņa šķērsgriezuma laukuma (kustības virzienā); formas (stūraina vai pludlīnijas); kustības ātruma attiecībā pret gaisu. Jo ātrums lielāks, jo lielāks gaisa pretestības spēks. Gaisa pretestības spēka darbības dziļākai izpratnei ieteicams noskatīties projekta ietvaros sagatavoto mācību filmu “Aerodinamika”.

16 Spārna cēlējspēks Rodas, kad īpašas formas konstrukcija (spārns) pārvietojas attiecībā pret gaisu. Spārna augšpuse ir izliekta, apakšpuse – plakana. Spārna cēlējspēks Gaiss ātrāk kustas gar spārna virspusi. Tāpēc virs spārna gaisa spiediens ir mazāks, zem spārna gaisa spiediens ir lielāks. Spiedienu starpība rada spārna cēlējspēku. Lai lidmašīna paceltos gaisā, tai jāsasniedz pietiekami liels ātrums (pietiekami liels gaisa plūsmas ātrums attiecībā pret spārnu) un tā rezultātā jāiegūst atbilstīgs cēlējspēks, kas pārvar lidmašīnas smaguma spēku.

17 Lidošanai iespējams izmantot ne tikai spārna cēlējspēku
Modernajām lidmašīnām uzlabo spārnu un korpusa formu, taču lidošanas princips saglabājas nemainīgs.

18 Lidot var arī “airējoties” pa gaisu. Tā dara daudzi kukaiņi

19 Lidot (planēt) var arī, izmantojot augšupejošās gaisa plūsmas

20 Lidot var arī ar gaisa balonu, kurā iepildīts karsts gaiss vai viegla gāze

21 Paldies!