Влажность воздуха

Научное общество учащихся «Эврика»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Школа №64»

Влажность воздуха

Выполнил:

Ученик 8 «А» класса

Немятов Кирилл

Научный руководитель

Гурьяшкина Н.А.,

Учитель физики, Заслуженный учитель РФ

Содержание

Введение………………………………………………………………………...3

1. Основные характеристики влажности воздуха……………………………7

1. Понятие влажности воздуха……………………………………………….8

1.2 Измерение влажности воздуха…………………………………………….8

1.3 Влияние влажности воздуха на здоровье человека……………………..10

1.4 Признаки, свидетельствующие о недостатке влажности воздуха……..11

1.5 Как регулировать влажность воздуха……………………………………12

1.6 Точка росы………………………………………………………………14

2. Изучение санитарно-эпидемиологических требований к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях…………….15

3. Практическое определение влажности в разных помещениях
МБОУ Школы №64…………………………………………………………...18

4. Заключение………………………………………………………………….20

5. Литература…………………………………………………………………22

Введение

Воздух – неотъемлемая часть в жизни каждого человека – это один из источников жизни. Человек не может жить без воздуха. А что такое воздух, из чего он состоит и как влияет на человека? Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов. В воздухе всегда есть и водяной пар. Он образуется в результате испарения воды с поверхностей океанов, морей, озер, водохранилищ, рек и т.д. Важное значение для человека наряду с температурой и давлением атмосферы имеет количество в ней водяных паров. Относительная влажность воздуха - важный экологический показатель среды. От влажности зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. А испарение влаги имеет большое значение для терморегуляции организма. При слишком низкой или слишком высокой влажности наблюдается быстрая утомляемость человека, ухудшение восприятия и памяти. Влажность влияет не только непосредственно на самого человека, но на окружающий его мир. Продукты питания, строительные материалы и даже многие электронные компоненты допускается хранить в строго определённом диапазоне относительной влажности воздуха. Многие технологические процессы возможны только при строгом контроле содержания паров воды в воздухе производственного помещения. Хотя количество водяного пара в атмосфере сравнительно невелико, роль его в атмосферных явлениях значительна. Конденсация водяного пара приводит к образованию облаков и последующему выпадению осадков, что приводит к выравниванию климатических условий в достаточно удаленных друг от друга районах Земли. Известно, что большое значение имеет знание влажности в метеорологии для предсказания погоды. В течение учебного года обучающимся приходится больше времени проводить в школе, поэтому мы решили узнать, отвечает ли санитарным нормам условия наших кабинетов. Актуальность нашего исследования заключается в том, что в последние годы среди обучающихся школ высокий процент простудных заболеваний, а низкая влажность вызывает быстрое испарение и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, легких, что приводит к простудным и другим заболеваниям. Высокая влажность также вызывает некоторые негативные явления в организме человека, например, нарушается теплообмен организма с окружающей средой, что приводит к перегреву тела.
Цель работы – исследовать влажность воздуха в различных помещениях школы, выявить её отклонения от допустимой нормы.

Для достижения поставленной цели нужно решить следующие задачи:

• дать определение основным понятиям влажности воздуха;

• описать основные способы измерения влажности воздуха;

• выяснить, какое влияние оказывает влажность воздуха на организм человека, а также на различное оборудование, технику и другие предметы, находящиеся в помещении;

• определить оптимальные значения влажности воздуха в различных условиях;

• измерить влажность воздуха в различных помещениях школы, соотнести её с санитарными нормами, сделать выводы.

Объект исследования – помещения школы.

Предмет исследования – температурный режим и процентное содержание влаги в помещениях школы.
Методы: сравнительный, статистический, логический, системного подхода и анализа.

Оборудование: психрометр и психрометрическая таблица.

Гипотеза: относительная влажность воздуха в помещении школы соответствует нормам, а значит благоприятно сказывается на жизнедеятельности человека.

Практическая значимость. Результаты исследований могут использоваться в целях улучшения микроклимата школы, т.к. в школе ученики и учителя проводят большую часть своего времени.

Актуальность нашего исследования заключается в том, что в последние годы среди обучающихся школ высокий процент простудных заболеваний, а низкая влажность вызывает быстрое испарение и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, легких, что приводит к простудным и другим заболеваниям. Высокая влажность также вызывает некоторые негативные явления в организме человека, например, нарушается теплообмен организма с окружающей средой, что приводит к перегреву тела.

1. Основные характеристики влажности воздуха

1.1 Понятие влажности воздуха

Величина, характеризующая содержание водяных паров в различных частях атмосферы Земли, называется влажностью воздуха. Степень влажности воздуха имеет большое влияние на многие процессы, протекающие на Земле. Измерение и регулирование влажности имеет большое практическое значение. Для количественной оценки на практике различают абсолютную и относительную влажность воздуха.

Абсолютная влажность воздуха – масса водяного пара, содержащегося в единице объема.

 = [] = 1кг/м³

Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара. Каждый из газов вносит свой вклад в суммарное давление, производимое воздухом на находящиеся в нем тела. Давление, которое бы производил водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали, называется парциальным давлением водяного пара. Но по парциальному давлению водяного пара еще нельзя судить о том, насколько водяной пар в данных условиях близок к насыщению. Поэтому в науке и технике степень влажности воздуха обычно оценивается относительной влажностью: отношение парциального давления (p) водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению (р₀) насыщенного пара при той же температуре, выраженной в %. Относительная влажность показывает, сколько еще влаги не хватает, чтобы при данных условиях окружающей среды началась конденсация. Эта величина характеризует степень насыщения воздуха водяным паром.

1.2 Измерение влажности воздуха

Для измерения влажности воздуха используют измерительные приборы -гигрометры. Существуют несколько видов гигрометров, но основные: волосной и психрометрический. Так как непосредственно измерить давление водяных паров в воздухе сложно, относительную влажность воздуха измеряют косвенным путем. Принцип действия волосного гигрометра основан на свойстве обезжиренного волоса (человека или животного) изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха, в котором он находится.

В олос 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.

Более точным гигрометром является гигрометр психрометрический –психрометр (по др.гречески "психрос" означает холодный). Известно, что от относительной влажности воздуха зависит скорость испарения. 
Чем меньше влажность воздуха, тем легче влаге испаряться.

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. 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 большее количество теплоты в единицу времени отводится от увлажненного термометра, тем меньше его показания, следовательно, тем больше разность показаний сухого и увлажненного термометров.

Относительная влажность — это отношение плотности водяного пара, содержащегося в воздухе, к плотности насыщенного пара при данной температуре, выраженное в процентах.

1.3 Влияние влажности воздуха на здоровье человека

Показатель влажности, в условиях которой человек чувствует себя комфортно, колеблется в пределах от 30 до 60%. Зависит это от температуры, уровня физической нагрузки и даже от возраста. Например, младенцы очень плохо переносят сухой воздух, а влага благоприятно действует на их кожу и слизистые оболочки, облегчает дыхание. Рассмотрим по отдельности влияние высокой и слишком низкой влажности на организм и здоровье человека.

Повышенная влажность

Насыщенное влагой тепло – идеальные условия для развития бактерий и всевозможных грибков, что может привести к возникновению и усилению аллергических реакций. Большая концентрация влаги не позволяет телу человека поддерживать нормальную температуру – не работает должным образом механизм терморегуляции. Чтобы охладить себя, человеческое тело использует потоотделение. Пот, испаряясь с поверхности кожи, выводит лишнее тепло. Но если испарятся некуда? Тогда организм начинает работать с повышенной силой, а это приводит к обратному результату – перегреву. Возможны вялость, рвота, потеря сознания, сильная вязкость крови и, как следствие, проблемы с сердцем. Даже возможно кислородное голодание мозга. Люди, страдающие от атеросклероза, гипертонии, всевозможных заболеваний сердечно-сосудистой системы, должны быть особенно осторожны в жару при высокой влажности. Существует возможность резкого обострения заболеваний и неконтролируемых приступов. Большая влажность в сочетании с низкой температурой опасна слишком сильным переохлаждением и обморожениями. Это может произойти и около 0°C, а не только при минусе.

Пониженная влажность.

При избыточной сухости воздуха организм начинает усиленно испарять влагу, что может стать причиной пересыхания слизистых оболочек рта, носа и глаз. Астматикам слишком сухой воздух также чрезвычайно вреден, они начинают хуже себя чувствовать, возможны обострения болезни. Достаточно долгое пребывание в сухом воздухе грозит снижением иммунитета и частыми респираторными заболеваниями. Это случается из-за того, что пересушенная слизистая препятствует нормальному дыханию, вследствие чего организм не получает достаточного количество кислорода. К сожалению, мы не можем влиять на влажность воздуха на улице. Но в своем доме, офисе или квартире вполне возможно создать комфортный микроклимат. Ведь постоянная влажность, как повышенная, так и пониженная, может привести к множеству негативных последствий: плохое самочувствие, быстрая утомляемость, различные заболевания, вплоть до туберкулеза и ревматизма.

1.4 Признаки, свидетельствующие о недостатке влажности воздуха

О недостаточной влажности воздуха в помещении можно судить по комнатным растениям. Большинство растений привыкло к более влажному воздуху, чем тот, что окружает их в наших квартирах. От недостатка воды в воздухе они страдают гораздо чаще, чем от ее избытка. В сухом воздухе растения начинают испарять через устьица на листьях больше воды, и их водный баланс нарушается:

• Листья сморщиваются или скручиваются.

• Кончики листьев становятся коричневыми и засыхают. Это часто можно наблюдать, например, у фикуса Бенджамина, нефролеписа, а также циперуса.

• Молодые листья развиваются не полностью.

• Бутоны не раскрываются или опадают.

• Некоторые вредители особенно часто поражают растения, если воздух слишком сухой. К ним относятся, в первую очередь, паутинные клещики, трипсы и белокрылка.

При слишком низкой или слишком высокой влажности, наблюдается быстрая утомляемость, ухудшение восприятия и памяти. Продукты питания, строительные материалы и даже многие электронные устройства допускается хранить в строго определенном диапазоне относительной влажности воздуха. Многие технологические процессы возможны только при строгом контроле содержания паров воды в воздухе производственного помещения. Существуют строго определенные критерии уровня влажности в различных условиях: человек – 40-60%; мебель, паркет и музыкальные инструменты (актовый зал) – 50-60%; компьютеры и телекоммуникационные устройства – 45-60%; библиотеки, книгохранилища – 40-60%; музеи с экспонатами из дерева, бумаги – 50-60%; типография – 45-55%.

1.5 Как регулировать влажность воздуха

На сегодняшний день для поддержания влажности воздуха на приемлемом уровне, самый простой способ – это использование кондиционеров с функциями автоматического контроля, увлажнения и осушения воздуха. Но кроме таких дорогостоящих устройств существуют и другие общедоступные методы регулирования влажности воздуха.

Повышенная влажность

Для снижения влажности в помещении вам поможет простое проветривание. Также лишнюю влагу убирают комнатные растения, бытовые обогреватели, фены. Вентиляция в исправном состоянии является хорошим помощником при снижении влажности воздуха…

Использование осушителей воздуха, выпускаемых промышленностью, помогают уменьшить влажность. В их устройство входит специальное средство, уменьшающее коэффициент влажности в квартире. В основе этого химического средства – абсорбент и поглотитель влаги, и лишняя влага после конденсирования попадает в ёмкости для сбора влаги. Дополнительный обогрев квартиры осенью и зимой никогда не будет лишним и поможет избавиться от излишней влажности.

Пониженная влажность

Самый простой способ, как увлажнить воздух в комнате, заключается в регулярной влажной уборке помещения. Но данный эффект будет длиться только час-два и не может считаться радикальным. Второй способ того, как повысить влажность воздуха в помещении, заключается в развешивании влажных простынь, полотенец. При этом стоит обратить внимание, что влажность в комнате будет достаточно низкой, если повешенные перед сном мокрые простыни к утру оказываются полностью сухими, как готовый к бою порох. Представьте, что такой же процесс происходит с вашей кожей, слизистой и глазами. Следующие способы, как увлажить воздух в комнате, относится к аквариумам, фонтанчикам, комнатным растениям и резервуарам с водой на батареях: они тоже несколько спасают положение. Кроме того, повысить влажность можно и с помощью пористых керамических сосудов, наполненных водой и находящихся между секциями радиаторов или любых емкостей с водой, установленных под радиаторами. Хорошим способом, как увлажнить воздух в комнате, является и проветривание жилья в сырую погоду. Также, к счастью, современная промышленность уже давно изготовляет устройства, позволяющие эффективно увлажнять воздух в помещениях. Все бытовые увлажнители делятся на три основных типа: паровые, ультразвуковые и традиционные. Каждый из данных устройств, имеет свои плюсы и минусы, в которых перед покупкой данного товара обязательно стоит разобраться.

Стремительный темп современной жизни заставляет человека проводить большую часть времени - увы - не на природе, а в помещении, которым может являться офис, квартира или загородный дом. Обратите внимание на создание комфортного микроклимата в данных условиях, ведь это является залогом нашего здоровья и здоровья окружающих нас людей.

1.6 Точка росы

ТОЧКА РОСЫ

Сухость или влажность воздуха зависит от того, насколько близок его водяной пар к насыщению.
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.
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.

2. Изучение санитарно-эпидемиологических требований к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях

В холодное время года фрамуги, форточки закрываются за 10 минут до отхода ко сну детей. В соответствии с требованиями СанПиН 2.4.2.2821-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных организациях» температура воздуха в кабинетах, лабораториях, актовом зале, столовой, рекреациях, библиотеке, вестибюле, гардеробе должна составлять 18-24°C, в спортзале, мастерских – 17-20°C, спальне, игровых комнатах, помещениях подразделений дошкольного образования – 20-24°C, медицинских кабинетах, раздевальных комнатах спортзала – 20-22°C, душевых - 24-25°C, санитарных узлах и комнатах личной гигиены – 19-21°C. В помещениях общеобразовательных организаций относительная влажность воздуха должна составлять 40 - 60%, скорость движения воздуха не более 0,1 м/сек. Учебные помещения проветриваются во время перемен, а рекреационные - во время уроков. До начала занятий и после их окончания необходимо осуществлять сквозное проветривание учебных помещений. Продолжительность сквозного проветривания определяется погодными условиями, направлением и скоростью движения ветра, эффективностью отопительной системы. Рекомендуемая длительность сквозного проветривания учебных помещений в зависимости от температуры наружного воздуха: от +10 до +6°C в малые перемены 4 – 10 мин., 25 – 35 мин. в большие перемены; от +5 до 0°C в малые перемены 3 – 7 мин., 20 – 30 мин. в большие перемены; от 0 до -5°C в малые перемены 2 – 5 мин., 15 – 25 мин. в большие перемены; от -5 до -10°C в малые перемены 1 - 3 мин., 10 - 15 мин. в большие перемены; ниже -10°C в малые перемены 1 - 1,5 мин., 5 - 10 мин. в большие перемены. Уроки физической культуры и занятия спортивных секций следует проводить в хорошо аэрируемых спортивных залах. Необходимо во время занятий в зале открывать одно или два окна с подветренной стороны при температуре наружного воздуха выше плюс 5°C и скорости движения ветра не более 2 м/с. При более низкой температуре и большей скорости движения воздуха занятия в зале проводят при открытых одной - трех фрамуг. При достижении температуры воздуха плюс 14 °C проветривание в спортивном зале следует прекращать. Окна должны быть оборудованы откидными фрамугами с рычажными приборами или форточками. Фрамуги и форточки должны функционировать в любое время года. Контроль за температурой воздуха во всех основных помещениях, пребывания детей в учебных помещениях и кабинетах общеобразовательных организаций осуществляется с помощью бытовых термометров.

3. Практическое определение влажности в разных помещениях
МБОУ Школы №64

На основе вышеизложенных методов и критерий определения уровня влажности была проведена исследовательская работа, результаты которой изложены далее

Методика проведения измерений

Относительная влажность воздуха была измерена с помощью психрометра. Прибор устанавливался в исследуемых кабинетах на 10 минут и, по истечении времени, снимались показания. Вычислялась разность показаний между влажным и сухим термометром. Зная разность показаний сухого и влажного термометров и температуру окружающей среды с помощью психрометрических таблиц определяли относительную влажность воздуха.

Заключение

При выполнении данной работы мной были решены все поставленные задачи. Я выяснил какое влияние оказывает влажность воздуха на организм человека, а также на различное оборудование, технику и другие предметы, находящиеся в помещении, определил оптимальные значения влажности воздуха в различных условиях, измерил влажность воздуха в различных помещениях школы, соотнес её с санитарными нормами, сделал следующий вывод: в большинстве помещений школы влажность воздуха завышена, температурный режим соответствует современному санпину. Высокая влажность также вызывает некоторые негативные явления в организме человека, например, нарушается теплообмен организма с окружающей средой, что приводит к перегреву тела.

Литература

1. Мякишев Г.Я.; Буховцев Б.Б. «Физика; учебник для 10 класса средней школы» - М.: - Просвещение, 2016. - 325 с.

2. Перышкин, А.В Физика, 8 кл.: учебник /А.В. Перышкин. – 6-е изд., стереотип. –М.: Дрофа, 2018. -238, [2]с.: ил. –(Российский учебник).

3. http://77.rospotrebnadzor.ru/index.php/press-centr/186-press-centr/6549-trebovaniya-k-temperaturnomu-rezhimu-v-obrazovatelnykh-organizatsiyakh

23