Урок по теме "Влажность воздуха и ее значение в биологии и медицине"
план-конспект урока по физике (10 класс) на тему

 Влажность воздуха. Значение влажности в биологии и медицине

Цель занятия: Ознакомление с важной физической характеристикой состояния атмосферного воздуха - влажностью  и ее значением для живых организмов.

Задачи:

Дидактические:

1. Ввести понятия влажности воздуха, точки росы.  
2. Показать значение влажности для здоровья человека и растений.

Развивающие:

1. Сформировать понимание опасности инфекционных заболеваний и связь их распространения с влажностью воздуха;
2. Развитие представлений о единстве окружающего мира и взаимосвязи физических и биологических явлений;
3. Показать способы определения влажности воздуха с помощью приборов.

Воспитательные:    

            1) Воспитание ответственности за состояние своего здоровья и комфорта окружающей           среды для ее обитателей.    

Оборудование: психрометр, гигрометр, термометры лабораторные, стаканчики с водой, кусочки марли, психрометрическая таблица.

Ход урока:

1. Организационный этап (1—3 мин)
2. Целеполагание. Активизация учебной деятельности (5—7 мин)

Для понимания темы  зачитываем выдержки из репортажей:

• «В Бразилии - эпидемия лихорадки 28-02-2002

В бразильской столице Рио-де-Жанейро началась эпидемия тропической лихорадки. С января, по данным министерства здравоохранения Бразилии, зарегистрировано более 44 тысяч случаев заболевания тропической лихорадкой, в неофициальных источниках цифра доходит до 130 тысяч. Жертвами болезни стали уже 18 человек, десятки тысяч людей больны, жители города проводят по девять часов в очередях, чтобы попасть в больницы, не хватает запаса крови для переливания, армейские подразделения брошены на борьбу с москитами - распространителями заболевания, однако, по данным Федерального университета Рио-де-Жанейро (Rio's Federal University), пик эпидемии еще не пройден. В борьбе с насекомыми планируется использовать вертолеты и самолеты, которые будут распылять инсектициды над главными очагами эпидемии. Эпидемия лихорадки Денге обрушилась  и на весь штат Рио. Ее причиной послужили жара и проливные дожди, повлекшие нашествие комаров, которые переносят вирус. Высокая температура и влажность являются идеальными условиями для массового размножения этих насекомых. Министерство здравоохранения принимает меры по их уничтожению, в частности, призывает население осушать болота. Это самая тяжелая эпидемия лихорадки Денге в Бразилии за последние 11 лет, сообщает Lenta.Ru.

• «Вспышка менингита в Иркутске» репортаж Ирины Хорошевой: «...17 детей госпитализированы. По словам заместителя главного санитарного врача города Юрия Лысанова, в областном центре ухудшается ситуация по этому заболеванию. Сегодня иркутский центр Санэпиднадзора издал постановление, по которому со 2 по 4 сентября будут привиты все дети от 3 лет.

Чем вызвана вспышка менингита, объяснить медики пока затрудняются. Как считает Ю. Лысанов, одна из главных причин — аномальное лето: "Очень высокая влажность, жара и потом влажность вместе с дождями. Как раз температура и влажность повлияла на подъём энтеровирусной инфекции"...»

Температура является одним из параметров, способствующим быстрому распространению инфекции, а влажность — средой, благоприятствующей размножению болезнетворных организмов.

Инфекционные болезни составляют большую группу заболеваний, вызываемых бактериями, вирусами, простейшими. Общим признаком большинства из них является способность передачи возбудителей от заражённого организма здоровому и возможность их массового распространения. АИСТ ТВ

Вопросы:

• взаимодействие человека с микромиром;
• механизм передачи инфекции;
• классификация инфекционных болезней.

После краткого обсуждения записывается информация: микроорганизмы поражают человека через слизистые оболочки верхних дыхательных путей, через желудочно-кишечный тракт, а также через кожу. В месте проникновения возбудителя формируется воспалительный очаг. Передача инфекции осуществляется воздушно-капельным, контактно-бытовым и (или) трансмиссивным путём.  Различают инфекционные заболевания кишечника, дыхательных путей, крови, наружных покровов. Большую роль в их распространении играет влажность. Что же это такое?

3. Основной  материал (18—20 мин)

1. Актуализация знаний, полученных на уроках физики:

• Что называется динамическим равновесием?
• Что такое насыщенный пар?
• Как зависит давление насыщенного пара от объема? Почему?
• Как зависит давление насыщенного пара от температуры? Почему?
• Что такое влажность воздуха?
• Что называется абсолютной, а что относительной влажностью?
• Что такое «точка росы»?
• Как можно измерить влажность?

2. Демонстрационный эксперимент: «Измерение относительной влажности психрометром»
3. Фронтальный эксперимент: учащиеся определяют влажность воздуха в классе с помощью термометра.
4. Значение влажности  в жизни человека, животных  и растений:.

График комфортной температуры и влажности.

Влажность-друг или враг?

Мы выяснили, что повышенная влажность может стать причиной многих заболеваний. А пониженная?

Хорошее самочувствие человека зависит от многих факторов, один из которых - необходимый уровень влажности и чистоты воздуха. Влажность и чистота воздуха покидают наши дома часто, и происходит это не потому, что мы этого хотим, а потому что предпочитаем жить в больших городах, где воздух далек от природной чистоты, предпочитаем жить в каменных и отапливаемых домах, что не позволяет воздуху быть достаточно увлажненным.

Нет необходимости здесь объяснять, чем нехорош и опасен загрязненный воздух, это понятно даже ребенку. А вот опасность сухого воздуха многие из нас слабо себе представляют. Мы приводим ниже несколько причин, которые заставят Вас задуматься:

Последствия чрезмерно сухого воздуха:

• Дискомфорт, усталость, болезни. Сухой воздух препятствует попаданию кислорода в систему кровообращения. Симптомы недостаточного потребления кислорода - истощение, плохая концентрация, усталость.
• Увеличивается восприимчивость к инфекции. Самоочищающая способность бронхиальной трубы уменьшается из-за вдыхаемого сухого воздуха, в результате чего увеличивается восприимчивость к инфекции и различным респираторным заболеваниям.
• Расстроенные музыкальные инструменты. Расстроенные музыкальные инструменты - также результат недостаточной влажности воздуха.
• Трещины на предметах из дерева. Если в помещении постоянно сухой воздух, мебель и другие деревянные предметы постепенно теряют изначальный внешний вид. Они начинают ссыхаться и со временем появляются трещины.
• Сухость кожи и глаз. Недостаток влаги в воздухе ускоряет испарение воды с кожи. Она становится сухой, грубой и начинает шелушится. Становится старой и некрасивой. Сухой воздух также вызывает дополнительные раздражения у тех, кто носит контактные линзы.
• Пыль. Влажность "связывает" пыль. Сухой воздух и, вдобавок тепло, выделяемое обогревателями, напротив, приводят к тому, что пыль летает по всей комнате. Это особенно противопоказано астматикам и аллергикам.

Цветы и декоративные растения обладают притягательной силой и красотой, создают уют в любом доме и служат отличным средством декорирования интерьера. Но быстрый рост и пышное цветение представителей флоры возможны только при оптимальном уровне относительной влажности воздуха в помещении.

Профилактическими мерами по защите растений являются опрыскивание, взрыхление почвы, грамотный полив, своевременная подкормка минералами и другие составляющие. Существует большое количество дополнительных приспособлений по уходу за цветами — горшки, дренажи, пакеты удобрений, обработанная дождевыми червями почва и т.д.

Но даже при строгом соблюдении всех правил «цветочного хозяйства» растения часто болеют, желтеют и сохнут, опадают цветки и бутоны, кончики листьев становятся коричневыми и сморщенными. Все эти признаки являются сигналами плохих климатических условий, а именно — пониженной влажности воздуха.

Влага, содержащаяся в воздухе, необходима растениям не меньше, чем кислород людям. Работающие электроплиты, утюги, телевизоры, компьютеры и другая бытовая техника осушают атмосферу квартиры. Летом, в изнуряющую жару, частичное осушение воздуха происходит и за счет кондиционеров. Зимой же холодный воздух содержит крайне мало влаги, а во время отопительного сезона уровень влажности в помещении падает порой до 20%.

Особенно страдают экзотические растения. Для них необходимо создать условия, максимально приближенные к их исторической родине. Регулярного полива почвы недостаточно, так как большинство тропических представителей флоры добывают воду не корнями, а именно листьями. Поэтому цветы первыми реагируют на засуху.

Чтобы спасти растения от засыхания, можно купить водораспылитель и регулярно опрыскивать комнатную оранжерею или протирать «капризные» листья влажной тканью. Но эти способы изменят влажность воздуха лишь на непродолжительное время и только вблизи цветов.

Наиболее эффективными способами поддержания оптимальной влажности в зимних садах, теплицах и жилых помещениях, являющейся залогом «цветочного здоровья» являются специальные климатические приборы — увлажнители.

 Они учитывают чувствительность экзотических растений к климатическим переменам и создают атмосферу, благоприятную для их роста и развития.

Дети наиболее чувствительны к климатическим условиям, поэтому нуждаются в создании и поддержании определенного микроклимата в помещении. В первую очередь это касается новорожденных и грудных детей.

Ребенок в период своего внутриутробного развития находится во влажной среде, где дышит и питается через пуповину. Его появление на свет уже само по себе является большим стрессом, вот почему родителям необходимо создать все условия для безболезненного и легкого прохождения периода «акклиматизации».

Один из необходимых аспектов нормального роста и развития малыша — оптимальная влажность воздуха, которая должна быть, как советуют педиатры, не ниже 50% .

В помещении уровень относительной влажности колеблется в зависимости от сезона, погодных условий, работающих бытовых приборов и ряда других причин. В особенности это характерно для зимнего периода, когда включено центральное отопление и  содержание влаги в воздухе порой не превышает 20-25% . Такой сухой воздух можно сравнить с климатом пустыни Сахара, где влажность равна приблизительно 25%.

Проведенные исследования показали, что низкая влажность воздуха имеет неблагоприятное воздействие, особенно для детей раннего возраста. Слишком сухой воздух в помещении пересушивает кожу, тем самым снижая защитные свойства и создавая дискомфорт для малыша.

Наиболее часто страдают слизистые оболочки носоглотки. У ребенка закладывает носик, дыхание становится затрудненным и малыш часто просыпается ночью. А сухость во рту может стать причиной беспокойства во время кормления: ребенку больно сосать грудь или соску.

При пониженной влажности даже у здоровых малышей возможны изменения суточного режима функции почек и развитие дисбактериоза. Если же у ребенка уже есть проблемы со здоровьем, то сухой климат лишь спровоцирует рецидивы, снизит эффективность традиционно применяемых методов лечения и послужит «пусковым моментом» для развития у детей хронических заболеваний.

Проведенные обследования выявили нарушение обмена веществ, изменение регуляции обмена воды и электролитов, а также нарушение многих процессов практически во всех органах и системах.

Чтобы избежать этих проблем, разработаны специальные приборы — увлажнители воздуха, которые создают в помещении оптимально увлажненный воздух для здоровья ребенка.

Компания PLASTON (Швейцария) выпускает увлажнители под двумя торговыми марками — Boneco и  Air-O-Swiss (AOS) . Их ассортимент включает всю линейку приборов для увлажнения воздуха.

Для детской комнаты подойдут ультразвуковые увлажнители (Boneco 7131, Boneco 7133, Boneco 7135, Boneco 7136),  климатические комплексы (AOS 2071), «мойки воздуха» (Boneco 1355N, AOS 2055), которые создадут для малыша наиболее комфортные условия пребывания в новом для него мире.

С приборами Boneco и AOS растущий организм ребенка быстрее адаптируется и избежит многих проблем со здоровьем.

Памятка

Как выбрать увлажнитель воздуха?

Увлажнители воздуха предназначены для работы в одном замкнутом помещении, например, комнате. Они не требуют специального монтажа: все, что Вам нужно сделать - это залить воду в бачок и включить увлажнитель в розетку.

Все модели увлажнителей рассчитаны на круглосуточную работу. Уровень шума работающего увлажнителя настолько низкий, что рядом с ним можно спать.

Увлажнитель лучше всего устанавливать около радиаторов отопления, чтобы влажность быстрее распространялась под воздействием теплого воздуха.

Выходящий из увлажнителей пар не рекомендуется направлять на мебель, стены, растения.
Для человека комфортный уровень влажности составляет от 40% до 60%.

1. Паровые увлажнители воздуха:

Во время работы из увлажнителей этого типа выходит горячий пар, такой же, как из чайника.

У таких увлажнителей есть несколько преимуществ по сравнению с другими типами:

•  Какую бы грязную воду вы не заливали, пар на выходе всегда будет идеально чистым;
• Благодаря наличию специальной ванночки (расположенной рядом с местом выхода пара наружу) увлажнитель можно использовать для проведения ингаляции;
• Самая большая производительность по сравнению со всеми остальными увлажнителями (700 граммов жидкости в час);
• Отсутствуют расходные материалы (картриджи, фильтры).
• Корпус выполнен из специального термостойкого пластика;
• Неплотно закрытая крышка для залива воды не позволит подключить электрический кабель питания
• В случае если вода в приборе закончится, то он автоматически отключится от сети питания (конструкция нагревательных элементов состоит из 2-х электродов: есть вода - ток протекает, вода закончилась - цепь разомкнулась);
• Специальная конструкция не позволяет перевернуть увлажнитель;
• Увлажнители этого типа имеют удобную ручку, с помощью которой можно переносить его из комнаты в комнату;
• Имеется индикатор количества оставшейся воды;
• Может увеличить влажность более чем на 60%;

Есть и недостатки:

• Нет встроенного гигростата;
• Потребляет больше электроэнергии, чем увлажнители других типов;

Для каких целей лучше подходит:

•  проведение ингаляций
• ·использование в оранжереях и зимних садах (где требуется влажность больше 60%);

2. Ультразвуковые увлажнители воздуха:

Во время работы из увлажнителей этого типа выходит холодный пар.

Принцип работы ультразвукового увлажнителя: высокая частота вибрации специальной мембраны позволяет "выбивать" из воды холодный пар.

Преимущества:

• Имеется встроенный гигростат, который позволяет поддерживать заданную Вами нужную влажность. При этом увлажнитель сам будет включаться и выключатся, поддерживая ее.
• Есть индикация показывающая текущую влажность в помещении;
• Есть функция "Теплый пар", при включении которой уничтожаются микробы, находящиеся в воде;
• Небольшие габариты увлажнителя;
• Вращающийся распылитель позволяет направить пар в любую сторону;
• Может увеличить влажность более чем на 60%;
• При окончании воды в бачке увлажнитель автоматически отключится
• Привлекательный дизайн позволяет устанавливать увлажнитель в любом интерьере;

Недостатки:

• Необходима замена фильтр с ионообменной смолой каждые 2-3 месяца
• При использовании слишком жесткой воды срок службы фильтра может уменьшиться, что приведет к выпадению белого налета на мебели, стенах, растениях;

Для каких целей лучше подходит:

• для использования в помещениях, где есть предметы, требующие особых параметров влажности (мебель, антиквариат, паркет, музыкальные инструменты).
• для использования в оранжереях и зимних садах (для поддержания повышенной влажности).

Традиционные (классические) увлажнители воздуха

Принцип работы:

Внутри прибора находится специальная сетка-испаритель, которая постоянно пропитывается водой из резервуара. Встроенный вентилятор засасывает воздух из помещения и направляет его на испаритель.

Преимущества:

• Не требуют использования гигростата: принцип саморегулирования. (Мокрое полотенце, даже если его обдувать воздухом не будет сохнуть во влажном помещении).
• Визуально не видно работу увлажнителя (пар не выходит). Поэтому, маленькие дети не будут обращать внимание на увлажнитель;
•  Имеется капсула для ароматизации;
• Благодаря удачной конструкции можно визуально видеть количество оставшейся воды;
• Если закончится вода, то вентилятор увлажнителя будет продолжать работать, влажность при этом поддерживаться уже не будет, на срок службы самого увлажнителя это никак не повлияет.

Недостатки:

• Не может поднять влажность более 60%;
• Есть увлажняющий фильтр, срок службы которого составляет около 3 месяцев;

Для каких целей лучше подходит:

• · для улучшения качества воздуха в квартире;
• · если в доме есть маленькие дети или домашние животные;

4. Климатические комплексы

Принцип работы:

Увлажнение воздуха происходит тем же способом, который используется в моделях увлажнителей традиционного типа.

Преимущества:

· Не требуют гигростата: принцип саморегулирования.

· Визуально не видна работа увлажнителя (пар не выходит), поэтому маленькие дети не будут обращать внимание на увлажнитель;

· Имеется капсула для ароматизации;

· В климатическом комплексе AOS 2071 класс очистки HEPA - (High Efficiency Particulate Arresting) степень очистки 99,97 процентов частиц размером 0,3 микрона;

· В климатическом комплексе  есть угольный фильтр, очищающий воздух от неприятных запахов;

· Благодаря удачной конструкции можно видеть количество оставшейся воды;

Недостатки:

· Не может увеличить влажность более 60%;

· Расходные материалы представлены тремя типами фильтров, требующих периодической замены;

· Габаритные размеры больше, чем у ультразвуковых и паровых увлажнителей;

Для каких целей лучше подходит:

• если вам необходим максимально очищенный воздух (есть склонность заболевания дыхательных путей, бронхиальная астма) и дополнительно увлажнение.
• сли вам необходимо увеличение влажности воздуха для свободного дыхания и уменьшения количества пыли (после ремонта, или постоянная запыленность помещения).

5.  Осушители воздуха

Повышенная влажность в помещении приводит к повреждению, преждевременному старению и разрушению зданий, сооружений, к поражению коррозией несущих конструкций, электрических контактов, к понижанию электрического сопротивления изолирующих материалов, слеживанию хранящихся порошков, сахара, меховых изделий, размягчению и разрушению картонных коробок, потерю окраски и появлению пятен на готовой продукции, упаковке и т.д. В помещении появляется конденсат и, как следствие, плесень и грибок. Уберечься от этого помогает осушитель воздуха.

Осушитель воздуха – прибор предназначенный удалять избыточную влагу, а также поддерживать влажность воздуха в помещении на заданном уровне. Осушители воздуха применяются как в бытовых, так и в производственных помещениях.

4.        Подведение итогов (5—7 мин)

Учащиеся высказываются по поводу занятия. Выставляются оценки.

5.        Домашнее задание (3—5 мин)

Экспериментальное задание «Измерение влажности воздуха в квартире с помощью комнатного термометра»; подготовка сообщения на одну из тем: «Виды гигрометров и принцип действия», «Влияние влажности воздуха на кожу человека», «Средства борьбы и меры защиты от

6. Литература

А.В. Пёрышкин. Физика-8: 3-е изд., стереотип. — М: Дрофа, 2001.

Здоровье: Уч.-мет. пособие для учителей 1 — 11 классов. Под ред. В.Н.Касаткина, П.А.Щеплягиной. — Ярославль: Аверс-Пресс, 2002.

Учебное пособие для подготовки медицинских сестёр. Под ред. А.Г.Сафонова. — М.: Медицина, 1979.