Методическая разработка урока " Влажность воздуха"

Государственное бюджетное образовательное учреждение

«Чебаркульский профессиональный техникум»

РАЗРАБОТКА УРОКА

ПО ФИЗИКЕ

ПО ТЕМЕ  «ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА»

                                                                                               Разработала:

                                                                                                       Кудрявцева Т.А.,

                                                                                                               преподаватель физики

г. Чебаркуль, 2020 г.

Цель урока:

ввести понятие абсолютной и относительной влажности воздуха, точки росы и ознакомить с приборами для измерения влажности воздуха; познакомить с характеристиками и значением влажности воздуха.

Задачи:

Образовательные:

Выяснить теоретические знания учащихся по теме "Испарение.  Кипение".

Сформировать представление об абсолютной и относительной влажности воздуха, точке росы.

Продемонстрировать способы измерения влажности воздуха при рассмотрении приборов для ее измерения — гигрометра, психрометра.

Воспитательные:

На материале урока указать важность понятия влажности воздуха в жизнедеятельности человека, в профессии.

Тип урока: комбинированный.

Методы:

рассказ-беседа;

эксперимент;

работа с учебником;

практические упражнения

сообщения учащихся.

Формируемые умения: наблюдать, сравнивать, анализировать, обобщать.

Оборудование:

психрометрическая таблица;  гигрометры и прибор психрометр;

два термометра; кусочек марли; сосуд с водой комнатной температуры.

Компьютер и мультимедийный проектор, презентация.

План урока:

1. Организационный момент (1 мин.).

2.Актуализация знаний: опрос (6 мин.).

3. Изучение нового материала (25 мин.).

4. Закрепление, отработка умений (10мин..).

5. Подведение итогов урока (2 мин.).

6. Задание на дом (1 мин.).

Ход урока:

1.Организационный момент.

2. Актуализация знаний (опрос)

Устный опрос по теме "Парообразование и конденсация,  кипение".

Закончите предложение…

•        Парообразование - …( явление превращения жидкости в пар).

•        Испарение - … (парообразование, происходящее с поверхности жидкости).

•        Испарение происходит … (при любой температуре).

•        Скорость испарения зависит от … а) рода жидкости, б) температуры, в) площади поверхности жидкости, г) наличия ветра.

•        Температура жидкости уменьшается, т.к. …

•        Конденсация - … (явление превращения пара в жидкость).

•        Энергия при конденсации жидкости…(выделяется).

•        Динамическое равновесие - …(состояние между жидкостью и паром, когда число молекул, вылетающих из жидкости равно числу молекул пара, возвращающихся обратно в жидкость).

•        Насыщенный пар … (пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью).

•        Ненасыщенный пар …(пар, не находящийся в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью).

•        Что называется кипением жидкости?

•        В чем разница между процессами кипения и испарения?

•        Расскажите о процессе кипения с молекулярной точки зрения.

•        Назовите условия, при которых начинается кипение.

•        . Зависит ли температура кипения от внешнего давления? Привести примеры

•        Где эта зависимость применяется в вашей профессии?   (принцип действия скороварки).

3. Изучение нового материала    (сопровождается презентацией).

 Человеку всегда важно знать, какой будет погода, поскольку она влияет на его деятельность и самочувствие. Наблюдая природу в ненастье, солнечный день, сумерки, ночью, люди отмечали характерные признаки, предваряющие те или иные изменения погоды. Так появились многочисленные приметы – свидетели народной мудрости.

«Погодные приметы» разнообразны:

- одни относятся к поведению людей и животных;

- другие связаны с различными физическими явлениями… и т.д.

Проблема:

В народе говорят:

Соль мокнет  -  к дождю.

Дрова в печи трещат и мечут искры к ненастью.

 Почему так говорят?

- Перед наступлением дождя многие вещества, впитывающие в себя влагу из воздуха, сыреют.

-  Ухудшение погоды приводит к повышению количества водяного пара, т.е. влажности воздуха и понижении атмосферного давления.

Попытайтесь сформулировать тему урока.

Обучающиеся  - «Влажность воздуха»

- Итак, тема урока  «ВЛАЖНОСТЬ».

Сегодня мы попробуем ответить на вопрос, что нужно понимать под влажностью воздуха и какое значение она имеет в жизнедеятельности человека,   в вашей профессии, а также какими способами и какими приборами можно измерить влажность воздуха, и самое интересное, как можно определить влажность, если под рукой нет специальных приборов. Затем проверим свои приобретенные знания при решении задач.

Попробуем разобраться в данном физическом явлении. Вода – это жизнь. И для вас, я думаю, не секрет, то, что:

78% поверхности Земли составляет вода;

От 50% до 99,7% воды принадлежит живым организмам;

От 13 до 15 тыс.куб. км воды находится в атмосфере Земли в виде снега, водяного пара, дождя.

Остаётся бесспорным факт – круговорот воды в природе.

- Как же определить влажность воздуха?

Для этого, во-первых, необходимо знать количество водяного пара в единице объема воздуха. Для этого вводится понятие абсолютная влажность воздуха, которая показывает, сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объемом 1 м3 при данных условиях (т.е. при данной температуре и атмосферном давлении).

Абсолютная влажность воздуха обозначается  — плотность водяного пара [единица измерения — кг/м³].

При тех же условиях водяной пар может быть насыщенным  – обозначают плотность насыщенного пара при данной температуре. Существуют специальная таблица, в которой для каждого значения температуры и давления приводится значение плотности насыщенного водяного пара.

Зная значения плотности насыщенного пара и пара, содержащегося в атмосфере, можно определить, насколько отличается при данных условиях водяной пар от насыщенного. Для этого вводится понятие относительной влажности воздуха, которая равна отношению абсолютной влажности воздуха к плотности насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженному в процентах.

Обозначается  — относительная влажность воздуха. Запишем формулу расчета относительной влажности воздуха.

- Если влажный пар охлаждать, то при некоторой температуре находящийся в нём пар станет насыщенным и начнёт конденсироваться (выпадает роса, иней, появляется туман). Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным,

называется   точкой  росы.

-  Относительную влажность можно измерять с помощью ряда приборов, специально созданных для этого. Это гигрометры и психрометры. Об устройстве и принципе действия приборов вам расскажут учащиеся:

(опережающие задания) Приложение№1

1. Обучающийся - Рассказывает об устройстве и принципе действия конденсационного гигрометра.   

2. Обучающийся - Рассказывает об устройстве и принципе действия волосного гигрометра.   

3. Обучающийся - Рассказывает об устройстве и принципе действия психрометра.  

Вопросы.

1.Подумайте над таким вопросом, при каком значении влажности воздуха наступает динамическое равновесие?    - при 100%

2.Каково же значение влажности воздуха?

Сообщение учащегося (приложение №2) 

4.Практическая работа.

-  Инструктаж по технике безопасности.

Измерение относительной влажности воздуха при помощи термометра (фронтальный эксперимент).

Порядок выполнения работы

•        Измерьте температуру воздуха в классе. Результат измерения запишите в тетрадь.

•        Смочите кусочек ваты водой и оберните им резервуар термометра. Подержите «влажный»  термометр некоторое время в воздухе. Как только понижение температуры прекратится, запишите его показания в тетрадь.

•        Найдите разность температур «сухого» и «влажного» термометров и с помощью психрометрической таблицы определите относительную влажность воздуха в классе.

•        Результаты измерений и вычислений запишите в тетрадь.

5. Закрепление, отработка умений

-  А сейчас подумайте над следующими задачами.

Задача 1.  Температура сухого термометра равна 10⁰С, температура влажного термометра -8⁰ С. Определите относительную влажность воздуха.

(Ответ: 76%)

Задача  2. Влажность воздуха равна 65%, а показание сухого термометра равно 10⁰ С. Какую температуру показывает влажный термометр?

(Ответ: tвл = 7⁰ С).

3.Оба термометра в психрометре Августа показывают одинаковую температуру. Какова относительная влажность воздуха?

100%

6. Подведение итогов урока.   

7.Задание на дом

Приложение № 1. 

Конденсационный гигрометр.

С помощью гигрометра измеряют точку росы – температуру, до которой необходимо охладить воздух, чтобы содержащийся в нем водяной пар, остывая, стал насыщенным.

Замечают температуру окружающего воздуха и, записав ее, начинают продувать воздух через эфир, надавливая на грушу. В то же время внимательно следят за полированной поверхностью дна камеры, сравнивая ее с поверхностью кольца.
     В момент появления росы (налета) записывают показание термометра, прекращают продувание и замечают температуру исчезновения налета. Средняя из двух отмеченных температур и дает «точку росы». Получив значение «точки росы», ищут в таблице цифру, соответствующую найденной температуре.

Волосяной гигрометр.

Действие волосяного гигрометра (от греческого слова hygros — влажный) основано на том, что обезжиренный человеческий волос в условиях болыпой влажности удлиняется, а при низкой влажности сокращается. Один из вариантов конструкции прибора показан на рисунке. Волос 1 прикреплен одним концом к раме 2. Свободный конец волоса перекинут через блок 3 со стрелкой 4. К концу волоса прицеплен груз 5, благодаря которому волос натянут и при изменении длины поворачивает блок со стрелкой на некоторый угол. Конец стрелки показывает относительную влажность по шкале.

Психрометр и психрометрическая таблица.

Рассмотрим теперь устройство и принцип действия психрометра – прибора для определения температуры и влажности воздуха

   Психрометр Августа имеет два термометра: "сухой" и "влажный". Они так называются потому, что конец одного из термометров находится в воздухе, а конец второго обвязан кусочком марли, погруженным в воду (см. рисунок). Испарение воды с поверхности влажного термометра приводит к понижению его температуры. Второй же, сухой термометр, показывает обычную температуру воздуха. Измеренные психрометром значения температур можно перевести в значение относительной влажности воздуха по специальной таблице:

Приложение №2

Сообщения обучающихся.

Сухой воздух приводит к ослаблению иммунной системы в целом. Холодный сухой воздух препятствует попаданию кислорода в систему кровообращения. Симптомы недостаточного потребления кислорода - истощение, плохая концентрация внимания, усталость.

Следствием сухого воздуха может, является подверженность организма простудным инфекциям.

Следствием сухого воздуха может, является подверженность организма простудным инфекциям.

Идеальная влажность в жилом помещении составляет 40-60%.

Чтобы  достичь оптимальной  влажности в помещении,  необходимы увлажнители воздуха.

От влажности зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. А испарение влаги имеет большое значение для поддержания температуры тела постоянной.

Увлажнители.

  - Раньше для того, чтобы увлажнить воздух, хозяйки использовали поддоны с водой на радиаторы центрального отопления или развешивали сушить в комнатах мокрое бельё. Но эти способы малоэффективны и негигиеничны. Сейчас выпускаются специальные приборы – увлажнители воздуха, позволяющие поддерживать необходимый уровень влажности воздуха в помещении.

Благоприятный микроклимат в помещении - это всегда важно, так как его особенности сказываются не только на здоровье человека, но и на состоянии помещения в целом.

В помещениях с повышенной влажностью есть риск возникновения сырости и, соответственно, плесени. Сегодня для устранения повышенной влажности существуют специальные системы осушения воздуха.

Осушители воздуха – это эффективный прибор для поддержания нормальной влажности в сырых помещениях.

Хранение произведений искусства и книги требуют поддержания влажности воздуха на необходимом уровне. Поэтому в музеях на стенах вы можете видеть психрометры.

В ткацком, кондитерском и других производствах для нормального течения процесса необходима определённая влажность.

В космических кораблях поддерживается наиболее благоприятная для человека относительная влажность воздуха (40-60%).

Для складских помещений большое значение имеет поддержание влажности воздуха на определенном уровне.

Влагомер

- Предназначен для определения влагосодержания твердых и сыпучих, пастообразных материалов, в первую очередь пищевых продуктов и сырья. Влагомер может применяться в лабораториях различных предприятий пищевой и перерабатывающей промышленности и сельского хозяйства.

Большое значение имеет знание влажности в метеорологии для предсказания погоды.

Показатели влажности воздуха:

а) библиотека 50–60%.
б) музей 50–60%.
в) аптека 50%.
г) компьютерный кабинет 45–60%  .д) столовая техникума 60%.

Влажность воздуха имеет первостепенное значение для хранения пищевых продуктов. Слишком влажный воздух способствует порче товара – плесневению, загниванию, слишком сухой-высыханию продукта.

Величина относительной влажности воздуха при хранении продуктов

•        Свежие плоды 75–85 %

•        Свежие овощи 85–90%

•        Рыба 95–98 %

•        Мясо, мясные продукты 75–95 %

•        Молоко, молочные продукты 80–87 %

•        Яйца, яйцепродукты 60–88 %

•        Крахмал, сахар, кондитерские изделия 70–75 %

•        Вкусовые продукты 70–75%

•        Мёд слаще сахара. Влажность его 0,18%.

•        Сахар песок содержит 0,14% влаги.

•        Хранят яйца в чистом и прохладном помещении при относительной влажности 80% не более 6 суток.

•        Сухое молоко получают высушиванием  пастеризованного молока до влажности 7%.

•        Творог содержит 65- 70% воды.