Исследовательский проект

Региональный конкурс исследовательских и проектных работ школьников

«Высший пилотаж-Белгород»

Направление: Физика

Оглавление

- Введение …………………………………………………………………..…		стр. 2
- Цель работы …………………………………………....................................		стр. 2
- Проблема …………………………………………………………………….		стр. 2
- Задачи работы ……………………………………………………………….		стр.3
- Гипотеза ……………………………………………………………………..		стр. 3
- Влажность воздуха и ее влияние на окружающую среду……………......		стр. 4
- Приборы для измерения влажности ………………………………………		стр. 7
- Исследование влажности в разных комнатах и участках комнаты в доме		стр. 9
- Вывод ……………………………………………………………………….		стр. 10
- Используемая литература………………………………………………….		стр. 11

Приложение……………………………………………………………………

Актуальность

С недавнего времени я стала замечать, что в доме не одинаково хорошо растут мои домашние растения. Одно и то же растение в одних местах сохнет, а в другом растут хорошо. Мама в таких случаях повторяет одну и ту же фразу «Значит ему там не место (растению)». Я поинтересовалась у учителя биологии, и учитель назвал несколько причин – одно из них это влажность воздуха. Но опять у меня сложилось противоречие, и я подошла к учителю физики и спросила: «Разве такое возможно? Вед растения находятся в одном помещении, одним воздухом дышат, а результаты отличаются?». Тогда наша учительница физики предложила исследовать этот вопрос более глубже и рассмотреть полученные измерения влажности воздуха в доме у меня в разных комнатах и на отдельных участках одной комнаты и посмотреть как влажность воздуха влияет на людей, животных и растения в доме. Я решила разобраться с этим вопросом, исследовать этот вопрос и в соответствии с полученным результатом разместить растения на комфортные для них места.

Основная цель моей работы - изучение и измерение влажности воздуха, и ее влияние на окружающую среду.

Проблема работы: исследование измерения влажности воздуха в комнатах дома и отдельных местах одной комнаты для изучения влажности воздуха на окружающую среду.

Задачи работы:

1. Изучение литературы по данной проблеме.

2. Изучение прибора для измерения влажности воздуха

3. Измерение влажности воздуха в разных комнатах дома и на разных участках одной комнаты, сравнение полученных данных с санитарно-гигиеническими нормами.

4. Изучение влияния влажности воздуха на самочувствие человека, растений и окружающую среду.

Объект исследования: процентное содержание влаги в воздухе жилого помещения

Предмет исследования: влияние влажности воздуха на окружающую среду

Методы работы: изучение литературы, наблюдения, сравнение и анализ, вывод из экспериментов о влажности воздуха и влияние ее на состояние окружающую среду.

Место исследования: Комнаты моего дома

Гипотеза исследования: если поддерживать в помещении влажности воздуха в соответствии с нормами, то можно обеспечить комфортное проживание не только человека и растений, но и окружающие нас предметы. Предотвратить негативные воздействия повышенной или пониженной влажности.

Практическая значимость моего исследования заключается в нахождении способов приводить влажности воздуха к норме для комфортного проживания и здоровья.

1. Влажность воздуха и ее влияние на окружающую среду

Атмосфера воздуха - это газообразная оболочка земного шара, без которой живые организмы на Земле по гибли бы. Воздушная среда позволяет живому организму ориентироваться в пространстве, через нее органами чувств воспринимаются зрительные, слуховые сигналы, позволяющие судить о состоянии окружающей среды.

Атмосфера является одним из главных факторов которые влияет на климат в конкретном географическом месте. Атмосфера служит источником некоторых видов сырья: из воздуха добывают азот, кислород, аргон и гелий.

Кроме того, воздух используется в промышленности как химический агент в различных технологических процессах (горение топлива, выплавка металла, процессы окисления), как физическая среда для переноса тепла (воздушное отопление, сушка).

Велико значение воздушной среды как разбавителя газообразных продуктов жизнедеятельности животных и человека, отходов производственной и хозяйственной деятельности. Через воздушную среду осуществляются процессы теплообмена, происходит отдача тепла посредством конвекции и потоиспарения, благодаря чему обеспечивается тепловой комфорт человека. Не маловажную роль в атмосфере является влажность воздуха.

Под влажностью воздуха принято подразумевать содержание в нём водяных испарений. Это является крайне важным значением — наиболее существенной характеристикой погоды и особенностей климата. Большое внимание, уделяемое этому показателю, обусловлено его способностью влиять на состояние здоровья человека и животных. От влагосодержания зависят и свойства некоторых материалов, а также их сохранность.

Для количественной оценки влажности воздуха используют абсолютную и относительную влажность воздуха.

Абсолютную влажность воздуха измеряют плотностью водяного пара, находящегося в воздухе, или его давлением (Пa). Если температура низка, то данное количество водяного пара в воздухе может оказаться близким к насыщению, воздух будет сырым. При более высокой температуре то же количество водяного пара далеко от насыщения, воздух – сухой. Абсолютная разъяснит, сколько влаги присутствует в

кубометре воздуха, а относительная – увязывает количество водяного пара в воздухе с температурой.

Для суждения о степени влажности важно знать близок или далек водяной пар, находящийся в воздухе от состояния насыщения. Для этого вводят понятие относительной влажности – ведь она дает более ясное представление о степени влажности воздуха. Относительная влажность воздуха измеряется числом, показывающим, сколько процентов составляет абсолютная влажность от давления водяного пара PН, насыщающего воздух при имеющейся у него температуре. Именно относительная влажность рассматривается при обсуждении вопроса о влиянии этого показателя на человека.

Влажность в общем понимании – это величина, показывающая, сколько воды содержится в веществе.

Влажность воздуха – это количественный показатель присутствия воды в нем.

Процентное содержание влаги в воздухе характеризует относительная влажность. Относительной влажностью воздуха φ называют отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρ₀ насыщенного водяного пара при той же температуре (формула 1):

φ = ρ/ρ₀·100% (1)

Существуют специальная таблица, в которой указывают плотность насыщенного пара для данной температуры. Благоприятная для человека относительная влажность воздуха 40-60%. Пониженная влажность может приводить к пересыханию слизистых оболочек, повышенная - к ухудшению общего физического состояния.

Температура, при которой воздух в процессе своего охлаждения становится насыщенным водяными парами, называется точкой росы. При насыщении воздуха

водяными парами вода в нем больше не испаряется. При повышенной влажности человек острее ощущает низкие температуры. Сильные морозы при низкой влажности воздуха переносятся легче, чем не столь сильные, но при высокой влажности. Дело в том, что пары воды, так же как и жидкая вода, обладают гораздо большей теплоемкостью, чем воздух. Поэтому во влажном воздухе тело отдает в окружающее пространство больше теплоты, чем в сухом. В жаркую погоду высокая влажность опять же вызывает дискомфорт. В этих условиях уменьшается испарение влаги с поверхности тела (человек потеет), а значит, тело хуже охлаждается и, следовательно, перегревается. В очень сухом

воздухе тело теряет слишком много влаги и, если не удается ее восполнить, это сказывается на самочувствии человека.[2]Абсолютно сухого воздуха.

Влажность - один из важнейших параметров воздуха, непосредственно влияющих на здоровье человека. Оптимальный уровень влажности, при которой человек чувствует себя наиболее комфортно 60-70%.

Летом в сухую погоду она редко превышает 40%, а зимой падает до 25-30%. Ведь холодный воздух содержит мало влаги, поэтому, когда зимой мы проветриваем комнату, воздух в ней становится суше. Недостаток влажности приводит к сухости и раннему старению кожи, раздражению слизистой оболочки, что открывает путь для инфекций и повышает вероятность различных респираторных заболеваний. Здесь и кроется причина появления морщин. Между тем, у женщин, живущих в климате с нормальным содержанием влаги, кожа остается гладкой и упругой даже в пожилом возрасте, чего нельзя сказать о гражданках, проживающих в сухом климате. Особенно важен режим влажности для маленьких и грудных детей, ведь в первые месяцы и годы жизни у них очень нежная и чувствительная кожа, слизистая оболочка рта и носа. Поэтому влажность в комнате, где спит новорожденный, должна быть не ниже 50%. Сухой воздух в целом более пыльный, ведь в нем повисает мельчайшая пыль, которая в обычном состоянии «связана» влажностью.

В помещении с сухим воздухом повышается вероятность подхватить респираторную инфекцию. От недостатка влажности в первую очередь страдают дети и люди с заболеваниями дыхательных путей, астматики и аллергики. Кроме того, известно, что сухой воздух содержит избыточное количество положительно заряженных ионов, что в свою очередь способствует развитию такого распространенного заболевания как стресс. Кожа человека на 70% состоит из воды, В результате обменных процессов она теряет около пол-литра влаги в течение суток, а в зимнее время - до литра. Ведь достаточно увеличить влажность воздуха в квартире, и потери влаги существенно сократятся. [10].

1. Приборы для измерения влажности.

Влажность воздуха можно измерять с помощью приборов: гигрометры волосные и конденсационные и психрометры. «Гигро» - влажный, «метрио» - мера.

Д

Рисунок 1

ействие волосногогигрометра основано на том, что обезжиренный человеческий волос в условиях большой влажности удлиняется, а при низкой влажности его длина уменьшается. К концу волоса прицеплен груз, при изменении длины он поворачивает блок со стрелкой. Конец стрелки показывает относительную влажность по шкале (рис.1)

С помощью конденсационного гигрометра можно определить абсолютную влажность воздуха по точке росы (рис.2)

П

Рисунок 2

сихрометр (рис.3) состоит из двух термометров, шарик одного из них обмотан тканью, нижние концы которой опущены в сосуд с дистиллированной водой. Сухой термометр регистрирует температуру воздуха, а влажный — температуру испаряющейся воды. При испарении жидкости её температура понижается. Чем суше воздух, тем интенсивнее испаряется вода из влажной ткани и тем ниже её температура. Следовательно, разность показаний сухого и влажного термометров зависит от относительной влажности воздуха. Зная эту разность температур, определяют относительную влажность воздуха по специальным психрометрическим таблицам (таб. 1)

Рисунок 3

III Исследование влажности в разных комнатах

и участках комнаты в доме

Так как у меня нет психрометра, то температуру в помещении я измеряла с помощью двух спиртовых термометров (погрешность измерения _{ } 1⁰С. Сначала измеряем «сухой» воздух, затем головку термометра надо плотно обернуть мокрой марлей или ватой и спустя 10 минут еще раз измерять температуру. Теперь из температуры “сухого” термометра вычитаем температуру “мокрого”, а по разнице температур с помощью специальной таблицы определяем влажность воздуха в помещении. Измерения проводила в двух комнатах рядом с батареей отопления, возле работающего телевизора, в середине комнаты, в другой комнате возле рабочего стола. Результат измерения записала в таблицу.

Место измерения	Показание «сухого» воздуха	Показание «мокрого» воздуха	Разница в показаниях	% влажности	вывод
1 комната, рядом с отопительной батареей	21	17	4	67	Норма
1 комната, рядом с работающим телевизором	20	17	3	74	Сухой
1 комната середина	24	18	6	56	Ниже нормы
2 комната, возле рабочего стола	22	17	5	61	норма

Фотографии измерений приводятся в приложении.

Вывод

В своем исследовании я попыталась рассмотреть, какие изменения влажности происходят в в моем доме и ее влияние на здоровье нашей семьи и окружающей среды. Я узнала много нового о пониженной или повышенной влажности, об их последствиях. Мне было очень интересно познакомиться с приборами, с помощью которых измеряют влажность воздуха.

Работая над исследовательском проектом, я открыла для себя много новых и полезных фактов. Например, я узнала, что человек чувствует себя комфортно при влажности 60-70%, а при 30% ему становится плохо, ухудшается самочувствие, развиваются различные заболевания, аллергия. Я стала следить за влажностью в своем доме, чтобы не рисковать здоровьем.

Я прочитала множество литературы по влажности воздуха и выяснила, что она может нанести огромный ущерб окружающей среде, если не поддерживать ее в норме. Влажность может кардинально поменять климат на Земле, и через некоторое время она возрастет в несколько раз если человечество не перестанет вырубать леса и осушать болота и реки.

Я узнала, что влажность влияет практически на все, что нас окружает. Она оказывает разрушающее действие на здоровье, книги, здания, оборудование, климат.

Мне было очень интересно узнать о том, как приспосабливаются растения к климатическим условиям на Земле, какое влияние оказывает на них влажность, как ухаживать за ними в период пониженной или повышенной влажности. Так же я узнала, что растение – это самый первый помощник определения влажности воздуха в помещении.

Мне очень понравилось работать над выбранной темой. Я узнала много нового и интересного о влажности воздуха и считаю, что влажность – это самое главное, что нас окружает. А еще - я теперь точно знаю как мне расставить мои растения в комнате, и что сделать, что бы больше не говорили «Растению здесь не место»

Список литературы.

1. Валова (Копытова), В.Д. Основы экологии: учеб. пособие / В.Д. Валова (Копытова). –

4-е изд., перераб. и доп.. – М.: Дашков и К, 2002. – 264 с.

2. Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. Издательство «Просвещение» 1974г.

3. Куприн М.Я. Физика в сельском хозяйстве. Издательство «Просвещение» 1985г

4. Рыженков А.П. Физика. Человек. Окружающая среда. Издательство «Просвещение» 1996г

5. Перельман Я.И. Занимательная физика. Издательство «Наука» 1986г

6. https://nauka.club/fizika/vlazhnost-vozdukha.html

7. https://увлажните-воздух.рф/2019/05/04/chto-vliyaet-na-vlazhnost-vozduxa/

8. https://nauka.club/fizika/vlazhnost-vozdukha.html

9. https://rosuchebnik.ru/material/konspekt-uroka-dlya-8-klassa-po-teme-vlazhnost-vozdukha-izmerenie-vlazhnosti-vozdukha--5082/

10. /humidifiers/guide/optimal/html

14