«Влажность воздуха. Измерение влажности воздуха».

Физика, 10-А класс

Дата проведения: 06.02.18

Тема; «Влажность воздуха. Измерение влажности воздуха».

Цель урока: познакомить учащихся с новыми понятиями – абсолютная и относительная влажность, точка росы; со способами измерения влажности; ознакомить с приборами для измерения влажности воздуха; показать важность понятия влажности воздуха в жизнедеятельности человека.

Задачи:

Образовательные: Сформировать представление о влажности воздуха и её разновидностях - абсолютной и относительной; точке росы. Продемонстрировать различные способы расчёта и измерения влажности воздуха при помощи разных приборов — гигрометров, психрометра.

Развивающие: Совершенствовать умения анализировать, сравнивать, делать выводы. Расширять кругозор учащихся. Развивать экспериментальные умения учащихся. Устанавливать межпредметные связи.

Воспитательные: Формировать добросовестное отношение к учебному труду, положительной мотивации к учению, коммуникативные умения.

Тип урока: Изучение нового.

Оборудование:

• компьютер и мультимедиа-проектор, презентация к уроку «Влажность воздуха»;

• психрометрическая таблица;

• таблица зависимости давления и плотности насыщенного пара при различной температуре;

• термометр, кусочек марли, сосуд с водой комнатной температуры .

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Актуализация знаний.

Послушайте загадку, и скажите, о каком явлении идёт речь:

То ли дым, то ль облака,
То ль волшебная река
Из чудесной мягкой ваты,
Кто укрыл всё белой лапой?
То не сказка, не обман,
Землю скрыл густой…(Туман)

Учитель: Что такое туман? Туман представляет собой скопления мелких капелек воды. Туман часто образуется в низинах, оврагах, болотистых местах, где воздух достаточно влажный. Сегодня мы будем говорить о влажности воздуха.

Откройте, пожалуйста, ваши тетради, запишите число ... и тему «Влажность воздуха. Измерение влажности воздуха».

Одной из проблем людей, путешествующих по пустыне, является нехватка воды.

- Так как же добыть воду в пустыне? (Выслушиваются ответы учащихся.)

Воду можно добыть из воздуха. Если вам придется остаться в песках без капли воды, расстелите на земле полиэтиленовую пленку или брезент и насыпьте на нее камней. На утренней заре камни покроются капельками воды, и вы сумеете собрать хотя бы несколько глотков живительной влаги.

Учитель: Как вам известно, воздух состоит из смеси различных газов и некоторого количества водяных паров. Даже над пустыней воздух никогда не бывает абсолютно сухим. Воздух может запасать в себе воду в виде пара, и чем больше водяных паров находится в определенном объеме воздуха, тем ближе пар к состоянию насыщения.

• Какой пар называют насыщенным?

• Какой пар называют ненасыщенным?

• Что подразумевают под «динамическим равновесием между паром и жидкостью»?

III. Изучение нового материала.

Нас всех ежедневно интересует вопрос о погоде, Сегодня мы будем говорить о главном факторе, влияющем на погоду – влажности воздуха, т.к. именно от этой физической величины зависит погода, зависят многие физические явления и процессы:

• процесс испарения;

• конденсации;

• теплообмена;

• количество осадков;

• появление узоров на окнах, запотевание окон, появление тумана, росы, инея, количество разнообразных осадков (снега, града, дождя).

Что же такое влажность воздуха?

Из курса географии известно, что поверхность Земли покрыта на две трети водой.

С поверхности морей, рек, водоемов самопроизвольно, непрерывно и при любой температуре происходит испарение, вследствие чего в окружающем нас воздухе постоянно находится водяной пар (в среднем в атмосфере содержится 2410 ¹⁶м³ водяного пара). Влажность воздуха говорит о наличии водяного пара в атмосфере. Как вы понимаете, чем больше водяного пара будет содержаться в атмосфере при данной температуре, тем больше будет влажность воздуха, тем ближе пар будет к состоянию насыщения.

Влажность воздуха – это содержание водяного пара в атмосфере.

- Как же определить влажность воздуха?

При определении содержания воды в воздухе используют понятия абсолютной и относительной влажности.

Абсолютная влажность ρ показывает, сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объёмом 1 м³ при данных условиях, т.е. плотность водяного пара, измеряемого в г/м³.

Существуют специальная таблица в которой для каждого значения температуры и давления приводится значение плотности насыщенного водяного пара. Для суждения о степени влажности важно знать, близок или далёк водяной пар, находящийся в воздухе, от состояния насыщения. Для этого вводят понятие относительной влажности.

Относительной влажностью воздуха φ называют отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρ₀ насыщенного водяного пара при той же температуре. φ выражается в процентах.

Относительную влажность можно определить по формуле: φ =  •100%. (1)

Если влажный воздух охлаждать, то при некоторой температуре пар, находящийся в воздухе можно довести до насыщения. При дальнейшем охлаждении водяной пар начинает конденсироваться в виде росы. Появляется туман, выпадает роса.

Температуру, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным в процессе охлаждения, называют точкой росы.

По точке росы с помощью специальных таблиц можно определить абсолютную влажность ρ. По заданной температуре воздуха можно определить с помощью этих же таблиц плотность насыщенного пара ρ₀, а затем по формуле (1) определяют относительную влажность воздуха.

От влажности зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. А испарение влаги имеет большое значения для поддержания температуры тела постоянной.

Благоприятная для человека относительная влажность воздуха 40-60%. Такую влажность поддерживают в производственных помещениях, на борту космического корабля.

Большое значение имеет знание влажности в метеорологии для предсказания погоды, т.к. конденсация водяного пара приводит к образованию облаков и последующему выпадению осадков. При этом выделяется большое количество теплоты в атмосферу. И наоборот, испарение сопровождается поглощением теплоты.

В ткацком, кондитерском, печатном и других производствах для нормального течения процессов необходима определённая влажность.

Хранение произведений искусства, книг, музыкальных инструментов требует поддержания влажности на необходимом уровне.

Учитель: Относительную влажность можно измерять с помощью ряда приборов, специально созданных для этого. Это гигрометры и психрометры. О том, что это за приборы нам расскажут ваши товарищи.

1. Гигрометры.

Волосной гигрометр.

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

Конденсационный гигрометр.

2. Психрометр.

По значению относительной влажности мы можем судить о состоянии окружающего нас воздуха.

Учитель: А как измерить влажность воздуха, если нет специального прибора, а только комнатный термометр?

IV. Практическая работа.

Оборудование: термометр лабораторный, стакан с водой, кусочек бинта.

Определите самостоятельно относительную влажность воздуха в кабинете, пользуясь психрометром. Для этого проделайте следующее (план работы на экране):

1. Измерьте температуру воздуха в классе и запишите в тетради.

2. Запишите показания влажного термометра.

3. Найдите разность температур сухого и влажного термометра и, пользуясь психометрической таблицей, определите относительную влажность воздуха в кабинете.

4. Сделайте вывод.

Помните, что термометр – стеклянный, с ним нужно обращаться осторожно и бережно. После выполнения задания обязательно положите термометр в футляр.

V. Закрепление.

1. Продолжите фразу.

• В воздухе всегда содержится … (водяной пар).

• Плотность водяного пара в данных условиях называют … (абсолютной влажностью воздуха)

• В зависимости от температуры воздух может удерживать различное количество водяных паров. Чем больше температура воздуха, тем … (больше) водяного пара требуется воздуху для насыщения.

• Степень насыщенности воздуха водяными парами называют … (относительной влажностью).

• Если ненасыщенный воздух охлаждать, то он становится насыщенным при некоторой температуре, которая называется … (точкой росы).

• Прибор для измерения влажности, состоящий из двух термометров, называется … (психрометром). 
  
  
  
  

2. Определите значение относительной влажности для следующих показаний термометров (на слайде).

t_с = 18°С; t_с = 26°С; t_вл = 8°С; t_вл = 25°С.

φ = 20%; φ = 92%. Ваш прогноз для каждого значения влажности?

3. Решите задачи:

Задача 1. Разность показаний сухого и влажного термометров равна 10°С. Относительная влажность воздуха 20%. Чему равны показания сухого и влажного термометра.

(Ответ: t_c = 18°C t_вл = 8°С.)

Задача 2. Влажность воздуха равна 65%, а показание сухого термометра равно 10°С. Какую температуру показывает влажный термометр?

(Ответ: t_вл = 7°С.)

Задача 3. Температура сухого термометра равна 10°С, температура влажного термометра -8°С. Определите относительную влажность воздуха.

(Ответ: 76%.)

Подведем итоги:

1. В воздухе всегда содержится некоторое количество водяного пара.

2. Плотность водяного пара в данных условиях называют абсолютной влажностью воздуха

3. В зависимости от температуры воздух может удерживать различное количество водяных паров; чем больше температура воздуха, тем больше водяного пара требуется воздуху для насыщения.

4. Степень насыщенности воздуха водяными парами называют относительной влажностью.

5. Если ненасыщенный воздух охлаждать, то он становится насыщенным при некоторой температуре и начинает конденсироваться – выпадает роса; температура в этом случае называется точкой росы.

VI. Итог урока.

Урок завершен, всем огромное спасибо за работу (комментирую оценки за урок).

VII. Домашнее задание. § 70, Ф-10 Г.Я Мякишев; Б.Б.Буховцев; В.М.Н.Н.Сотский , творческое задание: подберите народные приметы, связанные с влажностью воздуха, объяснить их с точки зрения физики.

– А теперь вернёмся к вопросам, которые мы обсудили на уроке.

Что мы знаем?

Что мы умеем?

Для чего это необходимо?

Приложение 1.

-

5