Индивидуальный проект по учебной дисциплине «Физика» Тема: «Влияние влажности воздуха на здоровье человека»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ ОТДЕЛЕНИЕ НАЧАЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ГБПОУ АО «АРХАНГЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

Индивидуальный проект по учебной дисциплине

«Физика»

Тема:

«Влияние влажности воздуха на здоровье человека»

Выполнил обучающийся 1 курса группы №33

   ГБПОУ АО «Архангельский государственный

 многопрофильный колледж»

Онегин Алексей Владимирович

       Научный руководитель – преподаватель физики и математики      ГБПОУ АО «Архангельский государственный многопрофильный колледж»

Галушина Галина Семеновна

Содержание

1.     .Введение………………………………………………………………………3

2.     Определение и характеристика влажности воздуха………………………4

3.     Приборы для измерения относительной влажности воздуха………………5

4.     Влияние влажности воздуха на жизнедеятельность человека. ……………6

5.     Опытная работа по измерению относительной влажности в помещении колледжа ………………………………………………………………………8

6.     Заключение ……………………………………………………………………9

7.     Список использованной литературы ………………………………………10.

1. Введение

1. Основные характеристики влажности воздуха

1.     Понятие влажности воздух

2.     Измерение влажности воздуха

3.     Учет влажности воздуха 

4.      Признаки, свидетельствующие о недостатке влажности воздуха

5.      Изучение санитарно-эпидемиологических требований к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях

3.  Практическое определение влажности в разных помещениях

Проблема

Основной проблемой для помещений  является высокая относительная влажность воздуха и, как результат, конденсация паров влаги на холодных поверхностях, вызывающая коррозию, гниение материалов и образование на них грибковой плесени. кроме того, происходит запотевание окон , что создает дискомфортные условия для присутствующих людей.

 При слишком низкой или слишком высокой влажности наблюдается быстрая утомляемость человека, ухудшение восприятия и памяти.

Высокая влажность вызывает некоторые негативные явления в организме человека, например, нарушается теплообмен организма с окружающей средой, что приводит к перегреву тела. Низкая влажность вызывает быстрое испарение и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, легких, что приводит к простудным и другим заболеваниям.

Цель работы:  Исследовать влажность воздуха в различных помещениях колледжа, выявить её отклонения  от допустимой  нормы.

Для достижения поставленной цели нужно решить следующие задачи:

·         дать определение основным понятиям влажности воздуха;

·         описать основные способы измерения влажности воздуха;

·         выяснить, какое влияние оказывает влажность воздуха на организм человека, а также на различное оборудование, технику и другие предметы, находящиеся в помещении;

·         определить оптимальные значения влажности воздуха в различных условиях;

измерить влажность воздуха в различных помещениях колледжа, соотнести её с санитарными нормами, сделать выводы

Задачи:

·        изучить  что такое влажность воздуха

·        узнать по какой формуле находиться влажность воздуха

·        узнать какими инструментами измеряют влажность воздуха

·        измерить по кабинетам колледжа влажность воздуха

·        сделать заключение

Объект исследования – помещения колледжа .

Предмет исследования – температурный режим и процентное содержание влаги в помещениях колледжа.
Методы: сравнительный, статистический, логический, системного подхода и анализа.

Оборудование: психрометр и психрометрическая таблица.

Гипотеза: относительная влажность воздуха в помещении колледжа соответствует нормам, а значит благоприятно сказывается на жизнедеятельность человека.

2. Теоретическая часть

2.1. Определение и характеристика влажности воздуха

    Величина, характеризующая содержание водяных паров в различных частях атмосферы Земли, называется влажностью воздуха. Степень влажности воздуха имеет большое влияние на многие процессы, протекающие на Земле. Измерение и регулирование влажности имеет большое практическое значение.

Для количественной оценки на практике различают абсолютную и относительную влажность воздуха.

Абсолютная влажность воздуха – масса водяного пара, содержащегося в единице объема.

                ρ =  m /v                 [ρ] = 1кг/м3

Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара. Каждый из газов вносит свой вклад в суммарное давление, производимое воздухом на находящиеся в нем тела.

Давление, которое бы производил водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали, называется парциальным давлением водяного пара.

Но по парциальному давлению водяного пара еще нельзя судить о том, насколько водяной пар в данных условиях близок к насыщению.

Поэтому в науке и технике степень влажности воздуха обычно оценивается относительной влажностью: отношение парциального давления (p) водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению (р0)  насыщенного пара при той же температуре, выраженной в %.

Относительная влажность показывает, сколько еще влаги не хватает, чтобы при данных условиях окружающей среды началась конденсация. Эта величина характеризует степень насыщения воздуха водяным паром.

2.2. Приборы для измерения относительной влажности воздуха

1. Гигрометр – прибор, который определяет уровень влажности воздуха в окружающем пространстве и тем самым играет достаточно важную роль, так как от этого показателя во многом зависит самочувствие людей.

Особенно сильному влиянию влажности воздуха подвержены метеозависимые люди, астматики и сердечники. Необходимо поддерживать нормальный уровень показателя, а для того, чтобы следить за его изменениями, и используют гигрометр.

Первые гигрометры появились еще в 18 веке. До сегодняшнего дня они прошли долгий путь развития: от простейших механических до электронных и психрометрических.

Виды:

·         волосной;

·         весовой;

·         керамический;

·         конденсационный;

·         электронный;

2.  Психрометр – это измерительный прибор, применяемый для определения температуры и влажности воздуха. Его используют для составления метеорологических прогнозов. Это неотъемлемое оборудование метеостанций. Название прибора происходит от греческих слов «холодный» и «мерить».

    Психрометры используются не только для наблюдения за погодой, но и определения оптимальных условий производственных процессов. Имея информацию о величине относительной влажности воздуха можно проводить калибровку различного промышленного оборудования, менять концентрацию компонентов для химических процессов, которые в зависимости от сырости воздуха протекают по-разному. Такие приборы часто можно встретить на складах пищевых продуктов и электроники.

      Простейший психрометр состоит из двух спиртовых термометров. Один термометр — сухой, а второй имеет устройство увлажнения. Спиртовая колба влажного термометра обёрнута батистовой лентой, конец который находится в сосуде с водой. Вследствие испарения влаги, увлажнённый термометр охлаждается. Для определения относительной влажности снимают показания с сухого и влажного термометров, а далее используют психрометрическую таблицу, входными величинами в которой являются показания сухого термометра и разница температур сухого и влажного термометров.

2.3. Влияние влажности воздуха на жизнедеятельность человека.

     Влажность воздуха, существенно влияя на теплообмен организма с окружающей средой, имеет большое значение для жизнедеятельности человека.

Оптимальный уровень влажности для человека находится в пределах от 40 до 60%. Но, как правило, в сухую летнюю погоду влажность в жилых домах не превышает 40%, а зимой вообще падает до 25-30%.

В слишком сухом воздухе повисают мельчайшие частицы пыли, которые при нормальном уровне влажности оказываются, как бы связаны ею. Недостаток влажности ведет также к тому, что мебель и другие деревянные предметы могут рассохнуться и потрескаться. Если воздух в квартире животные и растения также чувствуют себя не очень хорошо.

Если воздух в квартире чрезмерно сухой, то у людей наблюдается сонливость и рассеянность, повышается утомляемость и снижается иммунитет. Слишком низкая влажность воздуха увеличивает риск подхватить респираторную инфекцию. В некоторых случаях при сильной сухости на слизистой оболочке могут образовываться трещинки, и мелкие сосуды кровоточить. Также известен тот факт, что в сухом воздухе содержится избыточное количество положительно заряженных ионов, а это способствует развитию стрессовых состояний у людей. Недостаток влажности приводит к сухости кожи и раннему ее старению.

Группа риска при недостаточной влажности – это дети и люди с заболеваниями дыхательных путей, астматики и аллергики.

Повышенная влажность приносит вред. При слишком высоких ее показателях грибок и плесень интенсивно распространяются в углах и на стенах помещения. В условиях сырости быстро портятся пищевые продукты.

В зависимости от количества паров, находящихся при данной температуре в атмосфере, воздух бывает различной степени влажности.

Вода - непременная составная часть всего живого. В теле здорового человека содержится около 80% воды. Потеря более 10% воды приводит к гибели человека, а при утрате всего 2% в организме начинаются серьезные биохимические нарушения, приводящие к нарушению постоянства внутренней среды.

Жидкость уходит из организма человека через мочевую систему, а также путем испарения с поверхности кожи и слизистых оболочек дыхательных путей. Это позволяет освобождаться от продуктов распада, токсичных веществ, накапливающихся в результате биохимических реакций. За счет испарения пота с поверхности кожи организм защищен от перегрева, а температура тела- один из наиболее постоянных параметров, изменяющихся во время болезни.

Вода ежедневно поступает в организм человека с пищей и через кожу и слизистые оболочки дыхательных путей с воздухом, обогащенным влагой.

Существует рад недугов, связанных с патологией водного обмена кожи и слизистых оболочек. Сухость кожи - симптом, который встречается при многих заболеваниях, таких как дерматит, экзема, псориаз. Главный симптом при выраженной сухости кожного покрова - зуд. Больные жалуются на постоянное ощущение раздражения кожи, которое приводит к нервной возбудимости, потере сна вплоть до нервного истощения. Старческие изменения липидного состава кожи приводят к мучительному зуду вследствие нарушения нормального водного баланса. Состояние особенно ухудшается в осенне-зимний период, когда начинается отопительный сезон. С одной стороны, ощущение комфорта вызывает температура 22-23С0 . С другой стороны, источник тепла вызывает значительное снижение влажности воздуха в жилой среде и приводит к серьезной потере влаги с поверхности кожи.

Существует много различных методов препятствовать излишнему испарению влаги с поверхности кожного покрова (увлажняющая косметика, хлопковая одежда, водные процедуры). Диета с ограничением соли дает неплохой результат при нормализации водно-солевого обмена, особенно у людей пожилого возраста. Однако одно из наиболее важных условий поддержания нормального водного обмена - это нормальный режим влажности и температуры воздуха в жилом помещении. От этих параметров зависит также состояние дыхательных путей человека.

Повышенная влажность (выше 70%) также отрицательно влияет на организм человека, как при высоких, так и при низких температурах. При высокой температуре воздуха и повышенной влажности человек сильно потеет, но испарения влаги с поверхности не происходит, что приводит к перегреву организма и «тепловому удару».

При низких температурах повышенная влажность воздуха, наоборот, приводит к сильному охлаждению организма, так как во влажном воздухе резко увеличиваются потери энергии путем конвекции и теплопроводности.

3.     Опытная работа по измерению относительной влажности в помещении колледжа

   Для измерения влажности воздуха мы  пользовались психрометрическим гигрометром – психрометром. Психрометр устанавливался на 30 мин в исследуемых кабинетах и , по истечении времени снимались показания. Вычисляется разность показаний между влажным и сухим термометром. Зная разность показаний сухого и влажного термометров, и температуру окружающей среды с помощью психрометрических таблиц измеряем относительную влажность воздуха.

Так как в течение учебного года ученикам приходится больше времени проводить в колледже, то не маловажную роль играет состояние влажности в учебных кабинетах. Исходя из этого, мы выяснили, отвечает ли санитарным нормам условия наших кабинетов. Измерения проводились в кабинете, в компьютерном классе, в столовой и в спортивном зале. Измерения и показания занесены в таблицы.

январь

	физика и математика	столовая	спортзал	информатика
t сух,C0	15	14	14		15
t вл ,C0	18	17,5	15,5		18,5
∆t  C0	3	3,5	1,5		3,5
φ, %	79	64	83		65

март

	физика и математика	столовая	спортзал	информатика
t сух,C0	16	12	8	16
t вл ,C0	18	16	12	18,5
∆t  C0	3	3,5	1,5	2,5
φ, %	75	57	51	74

По результатам работы были сделаны основные выводы:

1. Не во всех кабинетах влажность воздуха соответствует нормам.

2. К концу учебного дня влажность воздуха в кабинетах повышается.

3. Влажность воздуха в столовой в марте в норме и в ней более комфортно находиться

4.Влажность воздуха в январе выше нормы во всех помещениях, а  в марте в кабинете физики и информатики .Это связано скорее всего с тем, что кабинеты физики и информатики находятся на северной стороне.

 5. Состояние микроклимата помещений колледжа оказывает влияние на самочувствие и здоровье учащихся: а) низкая влажность вызывает быстрое испарение и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, легких, что приводит к простудным и другим заболеваниям; б) высокая влажность также трудно переносится при высокой температуре, в этих условиях затруднен отвод тепла за счет испарения влаги и возможен перегрев тела.

Для улучшения состояния влажности в кабинетах мы рекомендуем:

1.Проветревание кабинетов

2.Необходим дополнительный обогрев помещений.

4.     Заключение

     Влажность воздуха, существенно влияя на теплообмен организма с окружающей средой, имеет большое значение для жизнедеятельности человека.

Люди весьма восприимчивы к влажности. От нее зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи. Жара труднее переносится при высокой влажности воздуха. В этих условиях затруднен отвод тепла за счет испарения влаги. Поэтому возможен перегрев тела, нарушающий жизнедеятельность организма. В сухом воздухе, напротив, происходит быстрое испарение влаги с поверхности кожи, что приводит к высыханию слизистых оболочек дыхательных путей. Для оптимального теплообмена человеческого организма при температуре 20-25°С наиболее благоприятна относительная влажность порядка 40 -60 %.

Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в помещениях применяют вентиляцию, проветривание, дополнительный обогрев..

5.    Список использованной литературы

1.    https://ru.wikipedia.org

2.    https://tehpribory.ru

3.    https://www.promklimat.ru/Problema-vlazhnosti.htm

4.    .Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика. Учебник для 10-11 кл. – М., 2012.