методическая разработка урока физики по теме : "Влажность воздуха"
план-конспект урока на тему

Урок по физике для 8 класса.

Учитель физики: Образцова Е.А.

Тема урока: Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха.

Цель урока: Объяснить учащимся понятие влажности воздуха, представить способы измерения; познакомить с характеристиками и значением влажности.

Планируемые результаты обучения.

Предметные: разъяснить явления выпадения росы, возникновения влажности воздуха, измерять температуру воздуха, находить разность показаний сухого и влажного термометров, овладеть экспериментальным методом исследования влажности воздуха при установлении её зависимости от температуры, пользоваться знаниями о влажности воздуха в быту. Научиться пользоваться методом научного исследования влажности воздуха, планировать, наблюдать и выполнять эксперимент по определению влажности воздуха, устанавливать зависимость влажность воздуха от температуры, обрабатывать результаты измерения температуры, представлять результаты измерения с помощью таблиц, объяснять полученные результаты и делать выводы, применять знания о влажности для объяснения принципа действия психрометра, гигрометров.

Метапредметные:  овладеть навыками самостоятельного приобретения знаний о влажности воздуха, планирования хода эксперимента, постановки цели, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности при определении влажности воздуха, уметь работать в группе, овладеть универсальными учебными действиями на примерах гипотез для объяснения влажности воздуха, точки росы, научиться выделять основное содержание прочитанного текста, находить в нём ответы на поставленные вопросы, кратко излагать материал.

Личностные:  осознать необходимость самостоятельного приобретения знаний о влажности воздуха и практической значимости изученного материала, принимать и обосновывать решения, стимулировать использование экспериментального метода исследования точки росы, влажности воздуха; развивать уважительное отношение друг к другу, к учителю.

Тип урока: открытие новых знаний.

Оборудование: компьютер и мультимедеа-проектор, презентация к уроку «Влажность воздуха», таблицы зависимости давления и плотности насыщенного пара при различной температуре, психрометрическая таблица, конденсационные гигрометр, волосной гигрометр, психрометр, ёмкость с водой, кусочки марли, лабораторные термометры.

Форма работы: коллективная, индивидуальная, групповая.

Методы организации учебной деятельности:  словесный, словесно-наглядный, проблемный, эвристический.

Этапы урока        1.        Организационный момент.

        2.        Мотивация.

        3.        Целеполагание.

        4.        Актуализация.

        5.        «Открытие новых знаний».

        6.        Первичное закрепление.

        7.        Лабораторная работа № 3

                         «Определение относительной влажности воздуха».

        8.        Домашнее задание.

        9.        Подведение итогов работы.

                      10.  Рефлексия.

Ход урока.

1. Организационный момент.
2. Мотивация.

Учитель:

      Сегодня урок я хочу начать с небольшого опроса:

Задание № 1  

Учитель:

         На ваших столах находится прибор. Как он называется?

Ученики:

         На наших столах находятся термометры.

Учитель:

         Что нужно знать о приборе для того, чтобы правильно измерить температуру?

Ученики:

         Надо знать цену деления прибора.

Учитель:

          Как определить цену деления прибора?

Ученик:

          Следует найти на шкале прибора два ближайших числа, из большего значения вычесть меньшее и разделить полученное число на количество делений между ними.

Учитель:

          Определите цену деления термометра.

Ученик:

          Цена деления равна 1 0С.

Учитель:

          Определите температуру воздуха в кабинете.

Ученики:

           Температура воздуха равна 22 0С.

Задание № 2

Учитель:

         На столе находится ёмкость с водой, рядом лежит сухой бинт. Намочите его, аккуратно отожмите и оберните им резервуар термометра. Что вы наблюдаете?

Ученик:

          Понижение температуры.

Учитель:

           Какова причина данного процесса?

Ученики:

           Происходит испарение воды. При испарении жидкость покидают наиболее быстрые молекулы, поэтому средняя скорость остальных молекул жидкости становится меньше, следовательно, средняя кинетическая энергия оставшихся в жидкости молекул уменьшается. Это означает, что внутренняя энергия испаряющейся жидкости уменьшается. Поэтом если нет притока энергия жидкости извне, испаряющаяся жидкость охлаждается.

Учитель:

          От каких факторов зависит скорость испарения?

Ученик:

           Испарение – это процесс парообразования со свободной поверхности жидкости. Скорость испарения зависит от ряда факторов: вида жидкости, температуры, площади поверхности, наличия ветра.

Учитель:

            Что такое конденсация? Что можете вы сказать о том, как изменяется энергия при конденсации?

Ученик:

           Явление превращения пара в жидкость называется конденсацией. Это явление сопровождается выделением энергии.

Учитель:

           Ответьте мне на следующий вопрос: «А куда же делась наша испарившаяся жидкость?

Ученик:

             Из-за непрерывного испарения воды атмосфера содержит в себе водяной пар.

Учитель:

             Может быть, вы знаете, как называется содержание водяного пара в воздухе?

Ученики:

           Влажность.

Запишем в тетради тему урока: «Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха».

3. Целеполагание.

Дети формулируют цели урока:

-        объяснить понятие «влажность воздуха»;

-        какие физические величины характеризуют влажность воздуха;

-        чем и как измеряют влажность воздуха;

-        для чего нужны знания о влажности воздуха.

4. Актуализация

Учитель:

            Действительно, содержание водяного пара в атмосфере характеризует такое понятие, как «влажность». Она имеет большое значение для многих процессов, происходящих в атмосфере. Влажность воздуха характеризует погоду и климат, влияет на теплообмен организма с окружающей средой, на жизнь животных  и растений.

5. «Открытие новых знаний»

Учитель:

          В зависимость от количества водяного пара, находящегося при данной температуре в атмосфере, воздух бывает разной степени влажности. При определении содержания влаги в воздухе используют понятия абсолютная и относительная влажности.

ρ – абсолютная влажность показывает, сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объёмом 1 м3 при данных условиях, то есть плотность водяного пара. Единица измерения данной величины г/м3

Учитель:

        Ребята, водяной пар, находящийся сейчас в воздухе, является насыщенным или нет?

Ученик:

         Водяной пар, находящийся в воздухе, - не насыщенный, так как не находится в динамическом равновесии со своей жидкостью.

Учитель:  

          Какой пар называется насыщенным?

Ученик:  

          Пар, находящийся в динамическом равновесии, называется насыщенным.

Учитель:  

         Как можно ненасыщенный пар сделать насыщенным?

Ученик:

        Что бы сделать ненасыщенный пар насыщенным нужно увеличить содержание пара в воздухе или уменьшить температуру воздуха.

Учитель:

         Существует специальная таблица, в которой для каждого значения температуры приводятся значения давления и плотности насыщенного водяного пара. Такая таблица находится в сборнике задач по физике 7-9 класс, под редакцией Лукашик В.И., Иванова Е.В. (стр. 210, таб. 12).

Обозначается плотность насыщенного водяного пара – ρ0.

Задание № 1

Насыщенным или ненасыщенным является водяной пар при температуре 25 0С, если его плотность  22,5г/м 3?             21г/м3?          23г/м3?

Учитель: Зная абсолютную влажность воздуха, нельзя сказать, сухой это воздух или влажный. Чтобы судить о степени влажности воздуха, важно знать, насколько содержащийся в нем пар близок к состоянию насыщения. Для этого вводится понятие относительной влажности воздуха.

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

ρ - абсолютная влажность при данной температуре;

ρ0 - плотность насыщенного водяного пара при той же температуре; (по таблицам)

Задание № 2

1. Пользуясь таблицей  «Зависимость давления и плотности насыщенного водяного пара от температуры», определите плотность насыщенного  водяного пара при температуре 20 0С (17,3 г/м3)
2.  Используя полученный ответ,  рассчитайте относительную влажность воздуха  при температуре 20 0С, если абсолютная влажность при той же температуре равна 9,2 г/м3.  (                          ; φ = 53%)

Задание 3. Прочитайте текст и устно дайте ответы на следующие вопросы:

1)         Почему роса выпадает под утро?        

2)        Как объяснить образование тумана?

Если количество водяных паров в воздухе не меняется, то с понижением температуры относительная влажность растет, так как  чем ниже температура, тем ближе водяной пар к насыщению. Понижением температуры можно довести относительную влажность до 100%, не изменяя количества содержащегося в нем пара. При дальнейшем понижении температуры влажность уже не увеличивается, а часть водяного пара конденсируется. Появляется   туман, выпадает роса.

Учитель:  

         Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы. Точка росы также характеризует влажность воздуха.

Физкультминутка.

Учитель:  

          Прежде чем продолжим урок, проведём физкультминутку.

Учитель:

           Учиться будем хорошо?

Учащиеся:

          Кивают головой: «Да. Да. Да».

Учитель:  

          Нарушать дисциплину не будем?

Учащиеся:

          Поворачивают голову из стороны в сторону: «Нет. Нет. Нет».

Учитель:  

          Что будем делать, если не получится?

Учащиеся:

           Поднимают и опускают плечи: «Не знаю. Не знаю. Не знаю».

Учитель:  

           И последний вопрос: что же скажет мама?

Учащиеся:  

           Качают головами: «Ай. Ай. Ай».

Учитель: продолжим. Мы рассчитали относительную влажность воздуха теоретически, но её можно определить и практическим путём, применяя такие приборы, гигрометры и психрометр.

Действие волосного гигрометра основано, на свойстве человеческого волоса изменять свою длину при изменении влажности воздуха. Он удлиняется при увеличении влажности и укорачивается при ее уменьшении. В гигрометре один конец волоса прикреплен к раме в верхней части прибора, другой конец волоса обернут вокруг ролика и натянут при помощи специально подобранного груза. К ролику прикреплена стрелка. При увеличении относительной влажности воздуха волос удлиняется и вызывает вращение ролика вместе со стрелкой. Передвигаясь по шкале, она и указывает значение влажности воздуха, выраженное в процентах.

С помощью конденсационного гигрометра можно определить абсолютную влажность воздуха по точке росы. Он представляет собой металлическую коробочку. Ее передняя стенка хорошо отполирована и окружена отполированным кольцом. Между стенкой и кольцом расположена теплоизолирующая прокладка. В коробочку наливается легко испаряющаяся жидкость, например эфир. При испарении эфира происходит охлаждение стенок гигрометра, и при достижении точки росы на полированной поверхности появляются капли росы. Это говорит о том, что пар стал насыщенным. Температуру гигрометра измеряют термометром. По таблице плотности насыщенного водяного пара определяют абсолютную влажность воздуха. Для ускорения процесса испарения эфира через него с помощью груши продувается воздух.

Рассмотрим теперь устройство и принцип действия психрометра. Он состоит из двух термометров. Один из них (сухой) показывает температуру воздуха, а другой (влажный) – температуру ткани, смоченной водой. С поверхности влажной ткани происходит испарение воды, в результате ее температура понижается. Скорость испарения зависит от температуры и относительной влажности воздуха. Чем меньше паров в воздухе, тем интенсивнее идет процесс испарения и тем ниже температура влажного термометра.

С помощью специальной таблицы, называемой психометрической, по разности показаний сухого и влажного термометров определяют относительную влажность воздуха.

6.        Первичное закрепление.

Задание № 4. Заполните таблицу:

Учитель:

         Как измерить влажность воздуха, если нет специального прибора, а только комнатный термометр?

7.        Лабораторная работа № 3 «Определение относительной влажности воздуха».

Задание 4. Выполните лабораторную работу «Определить влажность воздуха в классной комнате».

Оборудование: Термометр лабораторный, кювета с водой, кусочек бинта.

Определите самостоятельно относительную влажность воздуха в кабинете,  пользуясь термометром. Для этого сделайте следующее:

1. Измерьте температуру воздуха в классе и запишите в тетради.
2. Смочите кусочек бинта и оберните им резервуар термометра. Следите за понижением температуры. Как только оно прекратится, запишите показания.
3. Найдите разность температур сухого и влажного термометра и, пользуясь психометрической таблицей, определите относительную влажность воздуха в кабинете.

Вывод:

Напоминание:

1. что термометр – стеклянный, с ним нужно обращаться осторожно и бережно.
2.  После выполнения задания обязательно положите термометр в футляр.
3. Для  более точного определения температуры расположите термометр так, чтобы столбик термометра оказался на уровне глаз.

8.        Домашнее задание. §19, упражнение 15 (1, 2).

По желанию: Определить относительную влажность воздуха дома, выяснить одинаковая ли она в разных помещениях.

9.        Подведение итогов работы, рефлексия.

Учитель:

       Давайте ещё раз вернёмся к целям нашего урока и выясним, достигли мы их или нет.

Ученики:

        Мы сегодня на уроке обобщили ранее изученные знания об испарении и конденсации. Узнали, что такое влажность воздуха, выяснили какие величины характеризуют данное понятие. Узнали устройство и принцип работы приборов, измеряющих влажность воздуха. Научились определять относительную влажность воздуха.

Учитель:

        Молодцы ребята! Очень хорошо потрудились, внимательно слушали и принимали активное участие на уроке. Как для каждого прошёл урок, мы сейчас увидим по результатам самодиагностики.

Учащиеся: поднимают одну из трёх карточек, лежащих у них на парте.

Зелёная карточка – удовлетворён уроком, урок полезен для меня; я понимал всё о чём говорилось.

Желтая карточка – урок был интересен, сумел выполнить ряд заданий. Мне на уроке достаточно комфортно.

Красная карточка – пользы от урока я получил мало, я не очень понял, о чём идёт речь, и к ответу на уроке я был не готов.

           Напутствие: «Главное делайте всё с увлечением – это страшно украшает жизнь»       Л.Д. Ландау

Задание 1.Насыщенным или ненасыщенным является водяной пар при температуре 25 0С , если его плотность  22,5г/м 3?             21г/м3?          23г/м3?

Задание 2.

1. Пользуясь таблицей  «Зависимость давления и плотности насыщенного водяного пара от температуры», определите плотность насыщенного  водяного пара при температуре 20 0С
2.  Используя полученный ответ,  рассчитайте относительную влажность воздуха  при температуре 20 0С, если абсолютная влажность при той же температуре равна 9,2 г/м3

Задание 3. Прочитайте текст и устно дайте ответы на следующие вопросы:

1)Почему роса выпадает под утро?            2)Как объяснить образование тумана?

Если количество водяных паров в воздухе не меняется, то с понижением температуры относительная влажность растет, так как  чем ниже температура, тем ближе водяной пар к насыщению. Понижением температуры можно довести относительную влажность до 100%, не изменяя количества содержащегося в нем пара. При дальнейшем понижении температуры влажность уже не увеличивается, а часть водяного пара конденсируется. Появляется туман, выпадает роса.

Задание 4. Заполните таблицу:

Задание 5. Выполните лабораторную работу «Определить влажность воздуха в классной комнате».

Цель:                      

 Приборы:

 Ход работы:

Вывод:

Задание 6. Ответьте на вопросы и ответ запишите в таблицу:

1) Относительной влажностью воздуха называется…

1. отношение плотности  ρ     насыщенного водяного пара при данной температуре к абсолютной влажности воздуха ρ0 , выраженное в кг
2. отношение плотности  ρ0 насыщенного водяного пара при данной температуре к абсолютной влажности воздуха ρ , выраженное в процентах
3. отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности насыщенного водяного пара при данной температуре ρ 0 , выраженное в процентах
4. отношение абсолютной влажности воздуха ρ  к плотности насыщенного водяного пара при данной температуре  ρ 0 , выраженное в граммах.

2)Точкой росы называют

1. температуру при которой ненасыщенный водяной пар, содержащийся в воздухе становится насыщенным
2. температуру, при которой насыщенный водяной пар, содержащийся в воздухе становится ненасыщенным
3. плотность ненасыщенного водяного пара, содержащегося в воздухе при данных условиях
4. массу насыщенного водяного пара, содержащегося в 1м3 воздуха при данных условиях.

3)Что показывает абсолютная влажность.

1. Содержание водяного пара в кг в 1м3 воздуха при данных условиях, т.е. плотность водяного пара при данных условиях
2.  Содержание водяного пара в г в 1м3 воздуха при данных условиях, т.е. плотность водяного пара при данных условиях
3.  Содержание водяного пара в г в 1л воздуха при данных условиях, т.е. плотность водяного пара при данных условиях
4.  Содержание водяного пара в кг в 1л воздуха при данных условиях, т.е. плотность водяного пара при данных условиях.

4)При какой влажности воздуха человек  легче переносит высокую температуру и почему?

1. при низкой,  так как при этом пот испаряется быстро
2. при низкой , так как при этом пот испаряется медленно
3. при высокой, так как при этом пот испаряется быстро
4. при высокой, так как при этом пот испаряется медленно.

5)Сколько процентов составляет относительная влажность воздуха, если показания сухого и влажного термометров одинаковы?

1)20%  

 2) 50%    

 3)75%    

  4)100%