МБОУ СОШ № 7
г. Клинцы Брянская область
Урок физики
"Влажность воздуха"
Выполнила:
учитель физики
Кровко С.Б
г. Клинцы
2016 г.
Цели:
1. Образовательная:
объяснить понятия влажность воздуха, относительная влажность воздуха, насыщенный пар;
показать практическое применение способа измерения влажности и значимость понятия в жизни человека.
2. Развивающая:
3. Воспитательная:
воспитывать компетентность в сфере самостоятельной познавательной деятельности учащихся, основанная на усвоении и учении применять полученные знания в повседневной жизни;
формировать отношения учащихся к ценности физических знаний для человека, к ценности научного подхода к изучению явлений окружающего мира.
Оборудование:
проектор, компьютер, экран и презентация на электронном носителе;
таблицы влажности воздуха, гигрометр, психрометры, банки с водой (1 с крышкой).
Ход урока
I. Организационный момент.
Здравствуйте ребята!
Я рада всех вас приветствовать. Садитесь.
II. Мотивационный этап
Сегодня на уроке мы с вами познакомимся с новым физическим понятием. Но для начала мы вспомним:
Что называется парообразованием?
Назовите два способа парообразования и дайте их определения.
От чего зависит скорость испарения?
От чего зависит температура кипения?
Что называется конденсацией?
Какими энергетическими процессами сопровождается испарение и конденсация?
Сегодня вы уже можете объяснить:
1.Зачем в жару для предохранения продуктов от порчи их иногда покрывают влажной тканью?
2. Почему, выходя из воды даже в жаркий день, мы чувствуем холод?
3. Почему скошенная трава быстрее высыхает в ветреную погоду, чем в тихую?
4. Почему в одинаковых тарелках налитые поровну постные щи быстрее остынут, чем жирные?
5. Почему образование пота является процессом терморегуляции человека?
Что понимают под динамическим равновесием?
Какой пар называют насыщенным, а какой ненасыщенным?
Почему вода в бутылке, плотно закрытой пробкой, не испаряется?
Какие физические явления возникают природе вследствие испарения и конденсации?
Можете ли вы сейчас объяснить условия появления росы, тумана, выпадения дождя?( нет)
Новое понятие "влажность воздуха поможет вам найти ответ на поставленный вопрос.
Запишите в тетрадях число и тему урока "Влажность воздуха"
Какие цели вы ставите перед собой при изучении нового понятия?
узнать, что понимают под влажностью воздуха
узнать обозначение величины, единицы измерения, формулу для расчета
Узнать какими приборами измеряется и научиться измерять влажность воздуха?
Значение в жизни человека.
Выступления учащихся.
Учитель: Но так ли это важно, знать влажность воздуха?
Сегодня я пригласила к нам на урок работников некоторых профессий и попросила их ответить на вопрос: Какое влияние оказывает влажность воздуха на нас и окружающую среду? Послушаем их ответы.
[Сообщения учащихся могут быть примерно такого содержания ]:
Косметолог: Я косметолог и знаю, что каждый человек хочет выглядеть привлекательно, долгое время оставаться молодым и красивым. Первая проблема, с которой сталкиваются люди – это появление морщин.
Немалую роль в развитии морщин у молодых людей играют различные внешние влияния, в том числе избыточно сухой или влажный воздух. Находясь в условиях постоянно повышенной влажности воздуха, наша кожа впитывает воду и растягивается. Подвергаясь длительному растяжению, она не может быстро сократиться, отвисает и покрывается морщинами..
Под воздействием сухого воздуха кожа становится бледной, сухой, начинает шелушиться, появляется раздражение. Все это способствуют более быстрому старению кожи.
Наши волосы, в сухом воздухе, испаряя влагу, становятся тоньше и растрескиваются, секутся на концах и легко обламываются при расчесывании. Прическа в этом случае выглядит ужасно.
Обогревательные приборы, работающие в зимний период, сушат воздух и вызывают испарения влаги с кожи. Сухой воздух, подобно губке, ищет и впитывает влагу везде, где бы она ни встретилась. Наша кожа не исключение.
Чтобы полностью избежать сухости кожи зимой, достаточно не подвергать ее воздействию сухого воздуха, возникающего при работе обогревательных приборов. Для этого относительная влажность в помещении должна быть не менее 50 %. Зимой она обычно составляет не более 20 %.
Для поддержания нужного уровня влажности можно вывешивать мокрые полотенца или ставить на батарею ванночку с горячей водой.
Врач: Наш организм на две трети состоит из воды, поэтому относительная влажность воздуха влияет на здоровье и самочувствие. Чем меньше влажность, тем быстрее испарение при дыхании, что способствует охлаждению тела. Следствием сухого воздуха является подверженность организма простудным инфекциям. Простуда и насморк распространяются воздушно-капельным путем или через телесный контакт с больным. Главная функция кожи - быть барьером для бактерий. Если кожа и слизистые оболочки носоглотки сухие (а они теряют влагу под воздействием сухого воздуха), то барьер становится менее эффективным
Люди, носящие контактные линзы, в условиях сухого воздуха часто жалуются на раздражение слизистой оболочки глаз. Даже те, кто не имеет проблем со зрением, могут испытывать неблагоприятное воздействие сухого воздуха на глаза. Это так называемый синдром "сухого глаза".
Сухой воздух способствует повышенной испаряемости слезы. Слезы же поддерживают постоянную влажность глазного яблока, обеспечивая гладкость и чистоту роговицы. Работая "всухую", наши глаза излишне напрягаются, быстрее утомляются. Помочь нашим глазам можно увлажняя веки с помощью холодных примочек из настоя цветков ромашки аптечной. Смочите в настое ватные тампоны, слегка отожмите и наложите на закрытые глаза на 10-15 минут.
Сухой воздух приводит к ослаблению иммунной системы в целом, обостряет кожную аллергию. Кроме того, он приводит к тому, что пыль летает по всей комнате, и ее частицы попадают в органы дыхания, что может привести к легочным заболеваниям. Для того чтобы связать мелкие частицы пыли, нужно либо ежедневно выполнять влажную уборку, либо установить в комнате увлажнитель воздуха. Увлажнитель помогает связать мелкие частицы пыли и препятствует распространению вредных бактерий.
Психолог: Влажность воздуха сыграла и играет немалую роль в развитии различных людских темпераментов. Приведу такой пример: Постоянная влажность, заполняя поры тела, замедляет циркуляцию жидкостей в организме, ослабляет сосудо-двигательную систему, лишает организм энергии, притупляет чувствительность, словом, человек становится медлительным и инертным флегматиком. Живя на болотистой и поросшей лесом почве, среди тумана, под небом, покрытым густыми облаками, в условиях большой влажности, человек меняется, в результате наблюдается побеление кожных покровов, волос, становятся бледными и глаза. К такому типу относятся жители Скандинавского полуострова.
Эколог: Нам, экологам, также необходимо знать влажность воздуха, так как она является одним из элементов характеристики климата земной поверхности и определяет собой количество атмосферных осадков. Конденсируясь в мельчайшие капельки тумана или в частицы снега, воздушная влага создает помутнение атмосферы, из-за чего происходит задержка солнечного света, вследствие поглощения и рассеивания световых лучей. В крупных промышленных центрах санитарные мероприятия по увеличению солнечной радиации сводятся к борьбе с дымом, т.к. водяные пары в виде тумана и облаков собираются вокруг мельчайших частиц воздушной пыли – центров конденсации. Если к тому же слой теплого воздуха располагается над слоем холодного, то промышленные загрязнения с капельками влаги удерживаются вблизи земли, порождая смог. Сернистый газ, выбрасываемый некоторыми предприятиями, в условиях повышенной влажности, соединяется в воздухе с водой и образует кислоту, которая выпадает в виде кислотных дождей.
Влажность воздуха существенно влияет и на теплообмен организма человека с окружающей средой. При высокой температуре и высокой влажности теплоотдача резко сокращается, что ведёт к перегреванию организма, особенно при выполнении физической работы. Высокая температура легче переносится, когда влажность воздуха понижена. Так, при работе в горячих цехах с температурой воздуха 25° С относительная влажность должна быть 20 %. Наиболее благоприятной для человека в нормальных условиях является относительная влажность 40—60 %. Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в помещениях применяют вентиляцию и кондиционирование воздуха.
Агроном: Специалистам сельского хозяйства приходится постоянно сталкивать с определением влажности воздуха. Для нормального роста и развития растений должны создаваться определенные благоприятные условия. В частности к ним относится и влажность воздуха. Например, для огурцов влажность воздуха должна быть 60 %, при меньшей влажности огурцы становятся горькими из-за вещества глюкозида кукурбитацина, которое и сигнализирует о неблагоприятных условиях выращивания огурца. У томатов же при такой влажности не могут завязаться плоды, и растение сбрасывает цветки.
Весенние заморозки – настоящее бедствие не только для плодовых и овощных культур, но даже и для полевых. Заморозки могут наступить только в ясную ночь, когда тепловое излучение почвы больше, чем тепловое излучение атмосферы
Но, если влажность воздуха велика и воздух близок к насыщению парами, то при понижении температуры воздух может стать насыщенным и начнет выпадать роса. Но при конденсации водяных паров выделяется энергия. Поэтому воздух у поверхности почвы при образовании росы не будет охлаждаться ниже точки росы и вероятность наступления заморозка уменьшится. Почему заморозки чаще всего происходят в мае? Это вам станет понятно, если вы посмотрите, как изменяется в течение года среднемесячная влажность воздуха. Месяц май – самый сухой из всех бесснежных месяцев.
Чтобы предохранить молодые растения от губительного действия низких температур можно, если синоптики обещают заморозки, поздно вечером обильно полить землю вокруг растений, а перед рассветом устроить им дождевание или создать над растениями дымовое облако.
Чтобы понять, что такое влажность воздуха проделаем следующий эксперимент: возьмите губку и сожмите ее. Ничего не произошло. Теперь капните на нее из пипетки и сожмите опять. Результат тот же. Положите губку в кювету с водой, подождите чуть – чуть и сожмите снова. Что вы видите? из губки капает вода. Положите губку опять в кювету и переверните ее несколько раз.
Как вы думаете, что произойдет, если сейчас поднять губку? (Выслушиваются ответы учащихся).
Проверим. Поднимите губку и посмотрите на дно.
Почему из нее начала капать вода? Попробуйте объяснить данный эксперимент (Выслушиваются ответы учащихся).
Воздух можно сравнить с губкой в том смысле, что оба могут запасать воду. Сухая губка – сухой воздух, не содержащий водяных паров. Одна капля воды для губки – это слишком мало, однако после того, как гудка полежала в воде, она намокла сильнее и впитала в себя больше воды, в последнем же случае губка намокла до насыщения. Когда губка не смогла больше запасать в себе воду, то вода сама начала капать из нее. Как и губка, воздух тоже может запасать в себе воду в виде пара, и чем больше водяных паров находится в определенном объеме воздуха, тем ближе пар к состоянию насыщения.
Различают абсолютную и относительную влажность воздуха.
Абсолютная влажность количество водяного пара в единице объёма воздуха, т.е. плотность водяного пара. Выражается в г/м3 .
А какой воздух - теплый или холодный - вместит в себя меньшее количество воды и почему?
Ответ: холодный воздух плотнее теплого, и, следовательно, вместит в себя меньшее количество воды.
Учитель: значит и давление водяного пара (не всего воздуха, а только пара в воздухе!) в этом случае будет небольшим.
Максимальное количество водяного пара в воздухе при данной температуре называется плотностью насыщенного пар, а давление называют давлением насыщенного пара.
Характеристики насыщенного пара – температура, давление и плотность, указаны в специальной таблице, которая есть у вас на парте.
Работа с таблицей
Определите плотность насыщенного пара при 20°С,18,16 ? Как изменяется плотность насыщенного пара при уменьшении температуры?
Чтобы судить о степени влажности воздуха, важно знать, близок или далек водяной пар, находящийся в воздухе, от состояния насыщения.
Относительная влажность – это отношение фактического содержание водяного пара (абсол.вл.)в % к максимально возможному количеству в воздухе (плотн насыщ. пара) при данной температуре.
Записать -Относительной влажностью воздуха называют отношение абсолютной влажности воздуха к плотности насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженное в процентах.
Таблица Значение плотности насыщенного пара ρ0 при данном давлении и температуре . Как ненасыщенный пар сделать насыщенным?
(Понизить температуру.)
Записать - Температуру, при которой ненасыщенный водяной пар становится насыщенным называют точкой росы. Ответьте теперь на вопрос:
Очевидно, что испарение воды как с различных водоемов, так и из растений, из организма человека происходит тем быстрее, чем меньше относительная влажность атмосферного воздуха.
Относительная влажность зависит не только от количества водяного пара в воздухе, но и от температуры. Если количество водяных паров в воздухе не меняется, то с понижением температуры относительная влажность возрастает. Объясняется это тем, что чем ниже температура воздуха, тем ближе водяной пар к насыщению.
Если влажный воздух охлаждать, то при некоторой температуре, находящийся в нем пар станет насыщенным и начнет конденсироваться (выпадает роса, иней, появляется туман).
Температура, при которой пар (газ) переходит в насыщенное состояние, а относительная влажность становится равной 100%, называют точкой росы.
Влажность воздуха можно определить специальными приборами: психрометры гигрометры
Влажность воздуха можно определить специальными приборами.
1. Конденсационный гигрометр
С его помощью определяют абсолютную влажность воздуха по точке росы. Это наиболее точный способ изменения относительной влажности.
Устройство:
1. Металлическая коробочка
2. Полированная стенка
3. Полированное кольцо
4. Теплоизолированная прокладка
5. Резиновая груша
6. Термометр
Принцип работы:
1. Налить эфир в коробку
2. Продувать грушей воздух для быстрого испарения
3. Отметить температуру, при которой на полированной стенке коробки появится роса.
4. По таблице плотности насыщенного водяного пара определить абсолютную влажность водяного пара.
2. Волосяной гигрометр
Применяется в тех случаях, когда в определении влажности воздуха не требуется большой точности. Волосной гигрометр в зимнее время являются основным прибором для измерения влажности воздуха вне помещения.
Устройство:
1.волос
2. стрелка
3. ролик
4. груз
Принцип работы:
Принцип действия волосного гигрометра основан на свойстве обезжиренного волоса (человека или животного) изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха, в котором он находится. Волос натянут на металлическую рамку. Человеческий волос при увеличении влажности воздуха удлиняется; при уменьшении влажности воздуха длина волоса уменьшается. Изменение длины волоса передаётся стрелке, перемещающейся вдоль шкалы. Стрелка, соединённая с натянутым волосом, показывает относительную влажность воздуха. В старину использовали длинную верёвку с камнем на конце.
3. Психрометр
Более точным гигрометром является гигрометр психрометрический – психрометр (по др. гречески "психрос" означает холодный). Обычно пользуются в тех случаях, когда требуется достаточно точное и быстрое определение влажности воздуха.
Устройство:
1. «Сухой» термометр – показывает температуру воздуха
2. «Влажный» термометр – показывает «точку росы»
Принцип работы:
В психрометре есть два термометра. Один - обычный, его называют сухим. Он измеряет температуру окружающего воздуха. Колба другого термометра обмотана тканевым фитилем и опущена в емкость с водой. Вода поднимается по ткани и, испаряясь, охлаждает поверхность резервуара термометра. Второй термометр показывает не температуру воздуха, а температуру влажного фитиля, отсюда и название увлажненный термометр. Чем меньше влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется влага из фитиля, тем меньше его показания, следовательно, тем больше разность показаний сухого и увлажненного термометров. Зная разность показаний сухого и влажного термометров, по специально составленной психрометрической таблице сразу определяют относительную влажность воздуха.
1. Снять показания «сухого» и «влажного» термометров;
2. Определить разность показаний термометров;
3. На пересечении столбцов психрометрической таблицы «температура воздуха» (по вертикали) и Δt (по горизонтали) найти значение относительной влажности воздуха.
работа с таблицей
Экспериментальное задание
Определение влажности воздуха в классе
Цель работы: определить относительную влажность воздуха в кабинете.
Оборудование: термометр демонстрационный, термометр лабораторный, стакан с водой комнатной температуры, кусок марли, психрометрическая таблица. нитки, вата,
Указания к работе.
1. С помощью демонстрационного термометра измерьте температуру воздуха в классе – tсух термометр лабораторный.
2. Оберните резервуар термометра лабораторного марлей так, чтобы кончик ткани свободно свисал вниз, и закрепите его ниткой.
3. Держа термометр за его верхний край, опустите свисающую часть ткани в воду. Вода должна смочить ткань. При этом резервуар термометра должен оставаться выше уровня воды в стакане.
4. Наблюдая за показаниями термометра, запишите самое низкое показание термометра, это значит tвлаж.
5. Результаты измерений занесите в таблицу.
- t сухого, 0С
t влажного, 0С
t сухого – t влажного, 0С
Относительная влажность φ, %
6. С помощью психрометрической таблицы определите относительную влажность воздуха в классе.
7. Соответствует ли полученное значение санитарным нормам?
V. Рефлексивный этап урока :
1. Что понимается под влажностью воздуха?
2. Что называют абсолютной влажностью воздуха? Какая формула выражает смысл этого понятия? В каких единицах ее выражают?
3. Что называют относительной влажностью воздуха? Какие формулы выражают смысл этого понятия в физике и метеорологии? В каких единицах ее выражают?
4. С помощью каких приборов определяют влажность воздуха?
А теперь ответьте на проблемный вопрос, который прозвучал в начале урока и вызвал у вас затруднение : как объяснить появление росы на траве?
VI. Домашнее задание §2.7, читать, выучить правила, ответить на вопросы.
