Урок "Влажность воздуха"
методическая разработка по физике на тему

Влажность воздуха  

Цель урока:  объяснить понятия влажность воздуха, показать практическое применение и важность данной физической величины.

Ход урока.

1.Поторение:

      - Сформулируйте определение процессов испарения и конденсации.

      - При каких условиях происходит испарение жидкости?

      - От каких факторов зависит скорость испарения?

      - Что такое удельная теплота парообразования?

      - На что расходуется подводимое количество теплоты при парообразовании?

       - Почему при ветре жара переносится легче?

       - Что такое динамическое равновесие?

       - Какой пар называют насыщенным?

       - Является ли водяной пар в воздухе насыщенным?

2 Изучение нового материала.

Водяной пар в воздухе, несмотря на огромные поверхности рек, озёр, океанов не является насыщенным, атмосфера открытый сосуд. Движение воздушных масс приводит к тому, что в одних местах в данный момент испарение воды преобладает над конденсацией, а в других наоборот.

Содержание водяного пара в воздухе называется  ВЛАЖНОСТЬЮ.

Влажность характеризуется рядом величин.

Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара.

Давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали, называют ПАРЦИАЛЬНЫМ давлением (или упругостью) водяного пара.

Содержание водяного пара в единице объёма называют  АБСОЛЮТНОЙ влажностью  Она обозначается буквой  ρ , измеряется в кг/м3.

Однако знание абсолютной влажности, или парциального давления ничего не говорят, насколько водяной пар далёк от насыщения.

Для этого вводят величину, показывающую, насколько водяной пар при данной температуре близок к насыщению – ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ.

Относительная влажность – это отношение парциального давления пара к его давлению в состоянии насыщения при данной температуре :   f = P/Pн.

Между давлением и плотностью прямая пропорциональная зависимость, поэтому относительную влажность можно определять, как отношение  абсолютной влажности к плотности водяного пара в состоянии насыщения при данной температуре: f = ρ/ρН.

Давление и плотность насыщенного пара при различных температурах можно найти, воспользовавшись специальными таблицами. 

При охлаждении влажного воздуха при постоянном давлении его относительная влажность повышается, чем ниже температура, тем ближе парциальное давление пара в воздухе к давлению насыщенного пара. 

Температура  до которой  должен охладиться воздух, чтобы находящийся в нём пар достиг состояния насыщения (при данной влажности и неизменном давлении), называется точкой росы.

Давление насыщенного водяного пара при температуре воздуха равной точке росы, есть парциальное давление водяного пара, содержащегося в атмосфере. При охлаждении воздуха до точки росы начинается конденсация паров, появляется туман, выпадает роса. Точка росы тоже характеризует влажность воздуха.

Влажность воздуха можно определить специальными приборами.

1. Гигрометр.
2. Волосяной гигрометр.
3. Психрометр.

(Демонстрация приборов объяснение устройства и принципа действия).

Компьютерная поддержка – «Механика и термодинамика; анимация принцип действия волосяного гигрометра».

Значение влажности воздуха для живых организмов.

При температуре 20-250С наиболее благоприятным для жизни считается воздух с относительной влажностью от 40% до 60%. Когда окружающая среда имеет температуру более высокую, чем температура человека, то происходит усиленное потоотделение, что ведёт к охлаждению организма.

Однако такое потоотделение является значительной нагрузкой для человека.

Относительная влажность ниже 40% при нормальной температуре воздуха также вредна, так как приводит к усиленной потере влаги организмом, что ведёт к обезвоживанию . Особенно низкая влажность воздуха в помещениях в зимнее время, она составляет 10-20%/   При низкой влажности воздуха происходит быстрое испарение с поверхности и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, лёгких, что может привести к ухудшению самочувствия. Также при низкой влажности воздуха во внешней среде дольше сохраняются патогенные микроорганизмы, а на поверхности предметов скапливается больше статического заряда. Поэтому в зимнее время в жилых помещениях производят увлажнение с помощью пористых увлажнителей. Хорошими увлажнителями являются растения.

Если относительная влажность высокая, то мы говорим, что воздух влажный удушливый. Высокая влажность воздуха действует угнетающе, поскольку испарение происходит очень медленно. Концентрация паров воды в воздухе в этом случае высока, вследствие чего молекулы из воздуха возвращаются в жидкость почти также быстро, как и испаряются. Если пот стела испаряется медленно, то тело охлаждается слабо, и мы чувствуем себя не совсем комфортно. При относительной влажности 100% испарение вообще не может происходить – при таких условиях мокрая одежда, или влажная кожа никогда не высохнут.

  Из курса биологии вы знаете о разнообразных приспособлениях растений в засушливых местностях. Но растения приспособлены и к высокой влажности воздуха. Так, родина Монстеры – влажный экваториальный лес. Монстера при относительной влажности, близкой к 100% , «плачет», она удаляет избытки влаги через отверстия в листьях – гидатоды

  В современных зданиях производится кондиционирование воздуха – создание и поддержание в закрытых помещениях воздушной среды, наиболее благоприятной для самочувствия людей. При этом автоматически регулируется температура, влажность, состав воздуха.

  Исключительное значение для образования заморозка  имеет влажность воздуха. Если влажность велика и воздух близок к насыщению, то при понижении температуры воздух может стать насыщенным и начнёт выпадать роса.  Но при конденсации водяных паров выделяется энергия (удельная теплота парообразования при температуре, близкой к 00С, равна 2490Дж/кг). Поэтому воздух у поверхности почвы при образовании росы не будет охлаждаться ниже точки росы и вероятность наступления заморозков уменьшается. Вероятность заморозков зависит от , во-первых, от быстроты понижения температуры и, во-вторых, от влажности воздуха. Достаточно знать одно из этих данных, чтобы более или менее точно предсказать вероятность заморозка.

Закрепление.

1. Что понимается под влажностью воздуха?
2. Что называют абсолютной влажностью воздуха? Какая формула выражает смысл этого понятия? В каких единицах её выражают?
3. Что такое упругость водяного пара?
4. Что называют относительной влажностью воздуха? Какие формулы выражают смысл этого понятия? В каких единицах её выражают?
5. Относительная влажность воздуха 70%, что это значит?
6. Что называют точкой росы?
7. С помощью, каких приборов определяют влажность воздуха?
8. Каковы субъективные ощущения влажности воздуха человеком?
9. Относительная влажность воздуха в комнате равна 80%           . температура равна 150С. Какова упругость водяного пара?  ( 1,368 кПа)
10. Относительная влажность воздуха в комнате 44%, а температура 200С. Какую температуру показывает влажный термометр психрометра? (70С)

(При выполнении последних заданий  использовать  справочный материал)

Домашнее задание:   по учебнику  Л.С. Хижняковой § 69 упр.24 №4.

                                   по учебнику  А.В. Пёрышкина  §  19

                                  Подготовить сообщения на одну из тем (по выбору)

1. Как образуется роса, иней, дождь и снег.
2. Круговорот воды в природе.
3. Литьё металлов.