Презентация "Влажность воздуха" 10 класс

Влажность воздуха. Способы определения влажности.

Урок физики в 10 классе

Почему?

Почему, выходя из воды даже в жаркий день, мы чувствуем холод?

Почему ?

В двух одинаковых тарелках поровну налиты жирные и постные щи. Какие щи быстрее остынут? Почему?

Почему ?

Почему скошенная трава быстрее высыхает в ветреную погоду, чем в тихую?

Почему ?

Почему вспотевшую после езды лошадь покрывают попоной?

Почему?

Почему белье очень медленно сохнет, если оно сложено в кучу?

Почему?

Почему в зимнее время у человека усы, борода и даже волосы на голове во время пребывания на улице покрываются инеем?

? ? ? Почему ? ? ?

Почему в сухом воздухе человек выдерживает температуру, превышающую 100 0 С?

Сможем ответить , когда изучим новый материал .

Воздух – объект изучения

• Атмосфера –воздушная оболочка, окружающая Землю, + водяной пар
• Смесь газов:

+ водяной пар (1%)

О 2 + N 2 + CO 2

21%+77%+0.3%

Окружающий нас воздух , вследствие непрерывного испарения воды с поверхностей водоемов и растительности , всегда содержит в себе водяные пары.

Чем больше паров , тем ближе пар к состоянию насыщения . Чем выше температура воздуха , тем большее количество водяных паров потребуется для его насыщения.

Воздух бывает разной степени влажности.

Наличие водяного пара в воздухе

• В окружающем нас воздухе практически всегда находится некоторое количество водяных паров .

• Влажность воздуха зависит от количества водяного пара, содержащегося в нем . Сырой воздух содержит больший процент молекул воды , чем сухой.

Содержание водяного пара в атмосферном воздухе –

его влажность - очень важная метеорологическая характеристика.

Большое значение имеет относительная влажность воздуха , сообщения о которой каждый день звучат в сводках метеопрогноза.

Абсолютная влажность воздуха ρ показывает, сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объёмом 1 м³ при данных условиях, т.е., чему равна плотность водяного пара.

Зависимость влажности от температуры

• Чем выше температура воздуха, тем больше в нем может быть пара ;
• Пример:
• При +20 0 С 1 м 3 воздуха может содержать 17 г водяного пара ;
• При -20 0 С 1 м 3 воздуха – всего 1 г водяного пара ;

Степень насыщения водяного пара зависит от

• количества водяных паров ,
• давления и
• температуры .

17 г

1 г

1 м 3

1 м 3

+20 0 С

-20 0 С

Абсолютная влажность воздуха ρ показывает, сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объёмом 1 м³ при данных условиях, т.е., чему равна плотность водяного пара.

Обратите внимание:

1. По плотности водяного пара

нельзя судить о степени его насыщения.

• Степень насыщения водяного пара

зависит от количества водяных

паров, давления и температуры.

Относительная влажность

• Чтобы судить о степени влажности воздуха , важно знать, насколько содержащийся в нем пар близок к насыщению .

Перемещение воздушных масс приводит к тому, что в одних

местах нашей планеты на данный момент

испарение воды преобладает над конденсацией, а в других, наоборот, преобладает конденсация .

Водяной пар в воздухе, несмотря на огромные поверхности

океанов, морей, рек и озёр, не является насыщенным : атмосфера – «открытый сосуд».

Относительная влажность

Чтобы судить о степени влажности воздуха , важно знать, насколько содержащийся в нем пар близок к насыщению .

Относительной влажностью воздуха φ называют отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρ о насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженное в %.

Значение плотности насыщенного пара ρ 0 при данном давлении и температуре можно определить по таблице.

Значение плотности насыщенного пара ρ 0 при данном давлении и температуре

Температура, °С

Давление (абсолютное) Па

0

5

Плотность кг/м 3

588

873

0,00484

10

0,00680

1226

15

1707

0,00940

20

25

2335

0,01283

3169

0,01729

30

0,02304

4248

35

5621

0,03036

40

0,03960

7377

45

9584

0,05114

0,06543

ТОЧКА РОСЫ

• Если влажный воздух охлаждать , то находящийся в нем пар можно довести до насыщения , и далее он будет конденсироваться .

ТОЧКА РОСЫ

• Если влажный воздух охлаждать , то находящийся в нем пар можно довести до насыщения , и далее он будет конденсироваться .
• Признаком того, что пар насытился является появление первых капель сконденсировавшейся жидкости - росы .

ТОЧКА РОСЫ

• Температура , при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным , называется точкой росы .

• Точка росы также характеризует влажность воздуха .

• Примеры :

• выпадение росы под утро,
• запотевание холодного стекла, если на него подышать,
• образование капли воды на холодной водопроводной трубе,
• сырость в подвалах домов.

C°

Точка россы при относительной влажности воздуха в %

30

30

29

35%

10,5

%

28

12,9

9,7

40%

12

27

8,8

45

14,9

11,1

8

26

14

16,8

50

%

13,1

15,9

10,2

55

18,4

7,1

25

%

15

17,5

20

9,4

12,2

6,2

%

60

24

16,6

14,1

19

8,5

21,4

11,4

65%

5,4

%

23

18,1

13,2

15,7

20,4

22,7

7,6

70%

10,5

4,5

22

23,9

75%

19,5

21,7

17,2

14,8

12,2

6,7

9,6

21

3,6

20,8

16,3

23

18,6

25,1

80%

13,9

11,3

5,9

8,7

2,8

20

85%

26,2

24,1

22

19,9

15,3

17,6

10,4

12,9

7,8

5

19

1,9

90%

23,2

27,2

25,2

21,1

18,9

16,7

14,4

9,5

12

4,1

6,9

18

1

26,2

28,2

24,2

95%

22,2

20,1

18

15,8

13,5

8,6

11,1

6

3,2

0,2

17

29,1

27,2

25,2

23,3

21,2

19,1

17

14,8

12,5

10,2

7,7

5,1

2,3

-0,6

16

26,2

28,1

22,3

24,3

18,2

20,3

16,1

13,9

11,6

6,8

9,3

4,2

1,4

-1,4

25,2

27,1

23,3

21,3

17,2

19,3

15,1

10,7

12,9

8,3

5,9

0,5

3,3

26,1

24,2

20,3

22,3

16,3

18,3

14,2

9,8

12

7,4

5

2,4

23,2

25,1

21,3

19,4

17,4

15,3

13,2

8,8

11,1

4,1

6,5

24,1

22,3

18,4

20,3

14,4

12,3

16,4

10,1

7,9

5,6

21,3

23,1

17,4

19,4

13,4

15,4

7

9,2

11,3

20,3

22,2

16,4

18,4

12,5

14,5

10,4

8,2

21,1

19,3

17,4

15,3

13,5

11,5

9,4

18,3

20,2

14,5

16,4

10,5

12,5

17,3

19,2

15,4

13,5

11,6

16,3

18,2

14,5

12,6

15,3

17,2

13,5

16,2

14,4

15,2

Пример решения задачи : Найдите относительную влажность воздуха в комнате при температуре 18 °С , если при 10°С образуется роса

• По таблице зависимости давления насыщенных водяных паров от температуры найдем нужные нам значения: при t 1 = 18 °C

• р = 1,23 кПа, p 0 = 2,07 кПа .

• По формуле получим:

ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ

• Для измерения влажности воздуха используют измерительные приборы –
• Существуют несколько видов гигрометров, но основные: волосной и психрометрический .

Психрометр

Волосной

Психрометрический

гигрометр

гигрометр

Гигрометр

Волосной гигрометр

Рама

• 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

• Волос натянут на металлическую рамку .

• Изменение длины волоса передаётся стрелке , перемещающейся вдоль шкалы.
• Волосной гигрометр в зимнее время являются основным прибором для измерения влажности воздуха вне помещения .

Стрелка

Ролик

Груз

Гигрометр психрометрический– психрометр

Сухой термометр

Влажный термометр показывает не температуру воздуха, а температуру влажного фитиля

Влажный термометр

• По др. гречески " психрос " означает холодный ;
• Психрометр более точен , чем гигрометр;

• Принцип действия психрометра основан на том, что от относительной влажности воздуха зависит скорость испарения .

• Чем меньше влажность воздуха, тем быстрее идет испарение .

Психрометрическая таблица

Чем меньше влажность воздуха , тем интенсивнее испаряется влага из фитиля , тем больше разность показаний сухого и увлажненного термометров .

Колба влажного термометра обмотана тканевым фитилем и опущена в емкость с водой

Пример решения задачи (А 10. ЕГЭ 2011) : На фотографии представлены 2 термометра, используемые для определения относительной влажности воздуха с помощью психрометрической таблицы, в которой влажность указана в процентах. Какой была относительная влажность воздуха в тот момент, когда проводилась съемка?

Показания сухого термометра – 22 0 С

Показания влажного термометра – 17 0 С

• 22%
• 61%
• 17%
• 40%

Разность показаний – 22 - 17 = 5 0 С

Относительная влажность - 61%

Конденсационный гигрометр

Прибор для определения влажности воздуха путем охлаждения последнего до точки росы .

Для ускорения процесса испарения эфира через него с помощью груши прогоняется воздух

• При испарении эфира следят за появлением на отполированной стенке капель воды .
• По термометру , вставленному внутрь сосуда, отмечают температуру , при которой это происходит.
• Эта температура является точкой росы при данном содержании водяного пара в воздухе.
• По точке росы находят соответствующую ей плотность насыщенного пара .

• По таблице плотности насыщенного пара находят относительную влажность воздуха

Термометр

Металлическая коробочка

Эфир

Передняя стенка

хорошо отполирована

Кольцо

хорошо отполировано

Прокладка

теплоизолирующая

Груша

Конденсационный гигрометр

• В конденсационном гигрометре М. И. Гольцмана температура металлического зеркала , измеряемая электрически , может быть понижена до —150°С с помощью обтекающего его жидкого кислорода или жидкого воздуха.
• Воздух просасывается через прибор и проходит мимо зеркала, где и происходит конденсация.

Учет влажности :

• В музеях
• В библиотеках
• В аптеках
• В метеорологии
• В хранилищах произведений искусств
• В кондитерском производстве.
• В ткацком производстве
• В растение- и животноводстве

Интересно знать :

• Если бы водяной пар над Землей был насыщенным , испарение воды с поверхности человеческого тела практически прекратилось бы и тем самым была затруднена терморегуляция организма.
• При прекращении круговорота воды в природе за год с поверхности Мирового океана испарился бы метровый слой воды.
• Жара труднее переносится при высокой влажности, т.к затруднен отвод тепла за счет испарения влаги.
• Для оптимального теплообмена человеческого организма при температуре 20-25⁰С наиболее благоприятна относительная влажность 50%. При более высокой температуре предпочтительнее -20%

Если влажность меньше 20%, испарение влаги со слизистых оболочек дыхательных путей увеличивается. Это вызывает неприятное ощущение сухости во рту и в носу, растрескивание губ. Нарушение целостности слизистой оболочки уменьшает ее защитное действие как фильтра, преграждающего путь микробам и пыли. Однако при некоторых заболеваниях сухой воздух имеет лечебное значение. Так, в одном из самых сухих районов страны — Байрам-Али в Средней Азии, где количество осадков не превышает 200 мм в год, лечат заболевания почек. В таком климате почки, в значительной степени, освобождаются от работы, и их функцию принимает на себя кожа, обильно испаряющая влагу.

Наблюдения показывают, что при высокой относительной влажности тормозится развитие первичной костной мозоли, замедляется прорастание сосудов первичной костной мозоли и в ряде случаев это приводит к образованию несросшихся переломов.

Это интересно…

• Наиболее комфортная влажность воздуха для человека лежит в пределах 40—60% .
• Высокую температуру легче переносить в сухом воздухе . Жара в сухой пустыне может не так сильно изнурять, как 25 градусов после сильного дождя, когда влажность воздуха очень высока. Чтобы не перегреться, организму в жару надо сильно потеть. Однако при высокой влажности пот не будет высыхать и не даст охлаждения тела .

• При высокой температуре воздуха и низкой влажности человек, потея, выводит влагу из организма в основном через кожу , а не через почки. Это свойство организма используется в медицине при заболеваниях почек .

Значение влажности воздуха

• Если не увлажнять воздух искусственным путём, то недостаток влаги будет компенсироваться испаре-нием с нашей кожи и слизистых оболочек, а также из растений, мебели и т.д.
• Нормальные условия по санитарным требованиям к учебным помещениям: Температура 18–21°С и влажность воздуха 40–60%

Значение влажности воздуха

• Большое значение имеет знание влажности в мете-орологии для предска-зания погоды. Конденса-ция водяного пара при-водит к образованию об-лаков и последующему выпадению осадков. При этом выделяется большое количество теплоты.

Значение влажности воздуха

• Чрезмерная влажность может вызвать образо-вание плесени на почве, способствовать гниению растений

• Если влажность слишком низкая, наблюдается туск-лая, поникшая листва, несезонный листопад

Значение влажности воздуха

• В ткацком, кондитерском и других производствах для нормального течения про-цесса необходима опре-делённая влажность

Значение влажности воздуха

• Хранение произведений искусств и книг требует поддержания влажности воздуха на необходимом уровне

Увлажнители воздуха

Ультразвуковые увлажнители - наиболее эффективные из существующих увлажнителей воздуха.

Пар в таких увлажнителях создается за счет колебаний высокой частоты при помощи ультразвуковой мембраны. В отличие от паровых и традиционных моделей, их преимуществом является точный контроль влажности, нормальная температура выходящего пара (не более 40°С) и низкий уровень шума.

Осушители

• Применяются в промышленности, где уровень влажности воздуха весьма важен для производства.
• В бассейнах, салонах, банях.
• Используются в компаниях занимающихся стройматериалами и др.

Перед укладкой паркета в помещении проверяются следующие параметры: температура воздуха (+18 +24°С) ; относительная влажность воздуха (40-60%) ; абсолютная влажность стен и основания (не выше 4-6%) ; ровность и горизонтальность поверхности основания

Любое техническое устройство требует выполнения проверки физической среды

• Высокая температура и влажность могут привести к перегреву оборудования (системы искусственного климата, такие как системы отопления и кондиционеры)
• Соблюдение параметров, указанных в спецификациях изготовителя оборудования!

Задача №1

Показание сухого термометра равно 22 ⁰ С, а влажного 1 7 ⁰ С

Определите влажность воздуха .

Решение:

Дано :

t cyx = 22⁰ C

∆ t = t cyx - t вл

t вл = 17 ⁰ С

∆ t = 5⁰ C

Найти : φ

По табл. на пересечении 22⁰С и 5⁰ С имеем φ=61%

Ответ: 61%

Задача №2

Разность в показаниях сухого и влажного термометров равна 4 ⁰С.

Относительная влажность воздуха 6 6 %. Чему равны показания сухого

и влажного термометров ?

Дано:

Решение:

∆ t = 4⁰C

По табл. t сух = 20 ⁰C

φ = 6 6 %

t вл = 20 ⁰ C - 4⁰C = 16 ⁰ C

Найти:

t сух , t вл

Ответ: 20 ⁰ С , 16 ⁰ С

Ответьте на вопросы:

1.Что легче: сухой воздух объемом или влажный такого объема?

2.Что называют точкой росы? С помощью каких приборов определяют влажность воздуха?

3.Почему в холодных помещениях часто бывает сыро?

4.Почему сильная жара труднее переносится в болотистых местах, чем в сухих?

Домашнее задание

• § 72, ответить устно на вопросы после параграфа

Упражнение 14, письменно

• Подобрать и объяснить приметы, связанные с влажностью

• Создать небольшую презентацию или короткое сообщение, но захватывающе интересное или полезное, по предлагаемым ниже темам:

• Способы уменьшения повышенной влажности в моей квартире.

• Влияние влажности на здоровье человека. Оптимальная влажность.

• Влияние влажности на хранение книг, исторических достопримечательностей и др. в разных уголках Земли.

Спасибо за урок !!!

Литература

• 2.6. Влажность воздуха. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов //[Электронный ресурс]// http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669b797e-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/2_6.swf ;
• Влажность воздуха и физика. //[Электронный ресурс]// http://www.oteple.ru/page.89.html
• ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА. Класс!ная физика для любознательных //[Электронный ресурс]// http://class-fizika.narod.ru/8_16.htm ;
• Гутник, Е. М., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / Е. М. Гутник, А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 302 с.
• Зорин, Н.И. ГИА 2010. Физика. Тренировочные задания: 9 класс / Н.И. Зорин. – М.: Эксмо, 2010. – 112 с. – (Государственная (итоговая) аттестация (в новой форме).
• Кабардин, О.Ф. Физика. 9 кл.: сборник тестовых заданий для подготовки к итоговой аттестации за курс основной школы / О.Ф. Кабардин. – М.: Дрофа, 2008. – 219 с;
• Перышкин, А. В., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 198 с.
• Перышкин, А. В., Физика. 8 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 196 с.
• Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ГИА-9 2010 г. / /[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/214/docs/
• Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ЕГЭ 2001-2010//[Электронный ресурс]// http :// fipi . ru / view / sections /92/ docs / ;