Урок по физике Влажность воздуха

Новокуйбышевский нефтехимический техникум

Урок физики

преподавателя Комиссаровой Натальи Петровны

Тема: Влажность воздуха.

Курс 1.

Тип урока: изучение нового материала и первичного закрепления новых знаний.

Цель урока: добиться осознания понятия «влажность воздуха», сформировать умения определять влажность воздуха.

Задачи урока:

Образовательные:

Сформировать у учащихся представления о парциальном давлении водяного пара, относительной влажности, «точке росы». Научить учащихся с помощью психрометра определять влажность воздуха.

Развивающие:

Обеспечить усвоение учащимися устройства и принципа действия психрометра. Поддерживать внимание учащихся через смену учебной деятельности и рефлексию отдельных этапов урока. Показать роль практики как источника развития знаний.

Воспитательные:

Формировать уважительное отношение друг к другу при обсуждении вопросов и сообщений. Взаимодействовать с членами группы во время выполнения лабораторного опыта.

Оборудование: проектор, гигрометр, психрометр, психрометрическая таблица.

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Актуализация опорных знаний.

1. Индивидуальный опрос.

1-й учащийся: объяснить процесс кипения жидкости на основе МКТ.

2-й учащийся: объяснить зависимость температуры кипения от давления.

2. Работа класса (фронтальный опрос):

а) Как будет меняться температура кипения воды, если сосуд с водой опустить в глубокую шахту? (Внешнее давление увеличивается, температура кипения соответственно тоже увеличивается.)

б) Почему овощи и фрукты быстрее высыхают в разреженном воздухе (в вакуум-аппаратах)? (Испарение молекул воды из подвергаемого сушке тела в вакуум происходит интенсивнее, чем в пространство, заполненное газом.)

в) Образующие белые клубы при выдохе на морозе иногда называют паром. Правильно ли это? (Нет, это туман - мельчайшие капельки воды.)

г) Сформулируйте определения процессов испарения и конденсации.

д) При каких условиях происходит испарение жидкости?

III. Мотивация.

На прошлом уроке мы ввели понятие «насыщенный пар» и установили зависимость давления насыщенного пара от температуры.

Слайд 1. Насыщенный пар (слева), ненасыщенный пар (справа)

Слайд 2. Зависимость давления насыщенного пара от температуры

Сегодня мы введем понятие «влажности воздуха», узнаем о способах ее измерения и о значении влажности воздуха для живых организмов.

Влажность воздуха является одним из основных факторов, определяющих состояние погоды и климата, а поэтому знания о влажности воздуха необходимы в прогнозировании погоды.

IV. Изучение нового материала

Водяной пар в воздухе, несмотря на огромные поверхности рек, озер, 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 - его 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.

Парциальное давление водяного пара или абсолютная влажность ничего не говорят о том, насколько водяной пар далек от насыщения.

Для этого вводят величину, показывающую, насколько водяной пар при данной температуре близок к насыщению, - относительную влажность φ:

р - парциальное давление при данной температуре,

р₀ - давление насыщенного пара при той же температуре.

►Учащиеся записывают в тетрадях определения из §74.

Охлаждение пара при постоянном давлении превращает его в насыщенный пар. Температура, при которой водяной пар, находящийся в воздухе становится насыщенным, называют точкой росы.

Слайд 3. Конденсация водяного пара при понижении температуры.

При охлаждении воздуха до точки росы, начинается конденсация водяных паров: появляется туман, выпадает роса. Сколько бы водяного пара ни находилось в атмосферном воздухе, при понижении температуры рано или поздно водяные пары становятся насыщенными. Точка росы также характеризует влажность воздуха.

Приборы для определения влажности воздуха:

Преподаватель демонстрирует принцип действия работы гигрометра и психрометра.

1. Гигрометр - с его помощью определяют точку росы.

Принцип действия гигрометра основан на следующем: в резервуаре находится эфир и с помощью груши нагнетается воздух. Эфир испаряется, охлаждая стенки резервуара, т.е. начинается процесс конденсации и превращения ненасыщенного пара в насыщенный. Таким образом, каждой точке росы соответствует определенная абсолютная влажность. Зная точку росы и температуру воздуха, с помощью таблиц можно определить относительную влажность.

2. Психрометр состоит из двух одинаковых термометров - сухого и влажного. От испарения воды температура понижается, поэтому влажный термометр показывает меньшую температуру, чем сухой (он измеряет температуру окружающего воздуха). По разности показаний сухого и влажного термометров с помощью психрометрической таблицы находят относительную влажность.

Фронтально, используя психрометрическую таблицу, учащиеся вместе с преподавателем решают следующую задачу:

Определите относительную влажность воздуха, если влажный термометр показывает 16^ОС, а сухой 20^ОС.(φ=62%).

После этого группа учащихся (4 человека) самостоятельно выполняет лабораторный опыт по определению относительной влажности воздуха в помещении класса. Результаты, полученные учащимися, обсуждаются после сообщения.

Опережающее задание.

Сообщение «Значение влажности воздуха для живых организмов» (материал подготовлен учащимся заранее).

При температуре 20-25^ОС наиболее благоприятным для жизни человека считается воздух с относительной влажностью от 40 до 60%. Когда окружающая среда имеет температуру более высокую, чем температура тела человека, то происходит усиленное потоотделение. Обильное выделение пота ведет 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 ведет к его обезвоживанию. Особенно низкая влажность воздуха в помещениях в зимнее время: она составляет 10-20%. При низкой влажности воздуха происходит быстрой испарение влаги с поверхности и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, легких, 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 и удушливый. Высокая влажность воздуха действует угнетающе, поскольку испарение происходит очень медленно. Концентрация паров воды в этом случае высока, вследствие чего молекулы из воздуха возвращаются так же быстро, как и испаряются. Если пот с тела испаряется медленно, то тело охлаждается очень 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 мы знаем 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 УК 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 регулируются температура, влажность, состав воздуха.

Исключительное значение для образования заморозка имеет влажность воздуха. Если влажность велика и воздух близок к насыщению парами, то при понижении температуры воздух может стать насыщенным и начнет выпадать роса. Но при конденсации водяных паров выделяется энергия (удельная теплота парообразования при температуре, близкой к 0^ОС, равна 2490 кДж/кг). Поэтому воздух у поверхности почвы при образовании росы не будет охлаждаться ниже точки росы и вероятность наступления заморозка уменьшится. Вероятность заморозка зависит, во-первых, от быстроты понижения температуры и, во-вторых, от влажности воздуха. Достаточно знать некоторые из этих данных, чтобы более или менее точно предсказать вероятность заморозка.

V. Закрепление пройденного материала

1. Относительная влажность воздуха является количественной мерой близости водяного пара к состоянию насыщения. Поясните это утверждение.

2. Можно ли определить при помощи психрометра относительную влажность воздуха, температура которого ниже 0^ОС?

3. Используя таблицу, определить недостающие величины:

t_сух,^ОС

t_вл,^ОС

Δt,^ОС

φ,%

18

15

?

?

20

?

?

44

?

?

6

56

Слайд 4.

VI. Итог урока. Рефлексия.

- Что нового узнали на уроке?

- Что понравилось на уроке?

- Выставление оценок учащимся с комментарием.

VII. Домашнее задание.

§74; упр.14 (4, 6); итоги главы 11.

Приведите примеры старинных примет и поговорок о погоде. Попробуйте объяснить их с точки зрения физики.