План урока на тему "Влажность. Измерение влажности", 10класс

Физика, 10класс

Тема: Влажность воздуха. Методы измерения влажности воздуха

Цель: формировать знания об абсолютной и относительной влажности воздуха и методах измерения влажности с помощью гигрометров и психрометра.

Показать практическое применение и важность данной физической величины.

Оборудование: гигрометр, психрометр, компьютер, презентация

Ход урока

I.    Организационный момент.

II.              Повторение изученного. Проверка домашнего задания

Физический диктант.

Учитель читает незаконченное предложение, которое следует завершить так, чтобы получилось верное утверждение (ответ письменно).

1)    Процесс перехода жидкости из жидкого состояния в газообразное  называется…(парообразование)

2)    Процесс перехода газа в жидкое состояние называется…(конденсацией)

3)    Парообразование разделяют на …(испарение и кипение)

4)    Парообразование со свободной поверхности жидкости – это…(испарение)

5)    Парообразование не только со свободной поверхности жидкости, но и по всему объему жидкости, которое происходит при определенной для данной жидкости температуре, называется …(кипением)

6)    Если число молекул, вылетевших из жидкости при испарении, превышает число вернувшихся, то пар называется…(ненасыщенным)

7)    Если число молекул, вылетевших из жидкости при испарении, равно числу вернувшихся, то пар называется…(насыщенным)

8)    Температура, при которой ненасыщенный водяной пар становится насыщенным, называется …(точкой росы)

Решить задачи (устно)

1)    Врачи-стоматологи для исследования зубов пользуются специальным зеркальцем, которое перед использованием предварительно нагревают до температуры 37⁰С. С какой целью это делается?

2)    Почему температура воды в открытых водоемах летом всегда ниже температуры окружающей среды?

3)    Можно ли заставить воду кипеть при температуре 40⁰С ?

III.  Мотивация учебной деятельности

В атмосфере всегда содержится  водяной пар, в результате  испарения воды со свободных поверхностей открытых водоемов (слайд 2). Содержание водяного пара в воздухе  существенно влияет на жизнедеятельность живых организмов (растений, животных, человека), на развитие флоры и фауны на Земле, на климат Земли, на коррозионные  процессы в деталях технических механизмов, устройств, машин. Влажность зависит от многих  факторов – физического состояния атмосферы, температуры, близости морей и океанов и других водоемов

Итак, измерение влажности является одним из необходимых и важных навыков как для производственных целей, так и в быту. 

IV.            Изучение нового материала

1)    Абсолютная и относительная влажность (слайд 3)

Количественная оценка влажности определяется  абсолютною и относительною  величинами:

Абсолютная влажность воздуха () – это физическая величина, которая численно описывает содержание водяного пара в воздухе, и показывает, какая масса водяного пара  содержится в 1 м³ атмосферного воздуха (слайд  )

Для практичной деятельности важно знать степень влажности воздуха, т.е. насколько водяной пар, содержащийся в воздухе, близок к насыщению. С этой целью определяют относительную влажность воздуха.

Относительная влажность воздуха () – физическая величина, которая показывает во сколько раз плотность водяного пара, находящегося в воздухе, меньше плотности насыщенного пара при этой же температуре.

Плотность насыщенного водяного пара  при разных температурах  определяют в справочной таблице (слайд   )

2)    Приборы для измерения влажности воздуха (слайд 4)

Психрометр состоит из двух термометров: сухого и влажного да психрометрической таблицы. Влажный термометр завернут во влажную ткань (слайд 6). Его показания не больше показаний  сухого термометра, потому что он измеряет, фактически, температуру воды, которая испаряется.

Испаряющаяся жидкость всегда имеет более низкую температуру, чем окружающий воздух. Это объясняется тем, что в процессе испарения из жидкости вылетают наиболее быстрые молекулы, имеющие наибольшую кинетическую энергию.

Чем меньше  водяного  пара в атмосфере, тем быстрее испаряется вода и ниже ее температура и больше разница показаний сухого и влажного термометров психрометра. Таким образом, разница  показаний сухого и влажного термометров психрометра зависит от температуры и влажности воздуха. Именно по этим  данным, используя  психрометрическую таблицу, определяют относительную влажность воздуха (слайд 7,8).

Рис.1 Внешний вид психрометра

Конденсационный гигрометр (слайд 9) представляет собой небольшую посудину для жидкости, которая быстро испаряется (например, спирт). Одна из поверхностей этой посудины – блестящая (1), на ней легко заметить росу. Для измерения температуры   прилагается  термометр. Чтобы ускорить испарение спирта, гигрометр оснащают резиновой «грушей» для продувания воздуха через спирт, в результате чего он интенсивно испаряется и температура в камере гигрометра понижается. Конденсационный гигрометр позволяет измерять точку росы.

Чтобы легче было заметить появление росы на поверхности  охлажденной камеры (1), ее окружают металлическим кольцом (2) с теплоизолирующей прокладкой (рис.2). Появление росы наблюдают, сравнивая поверхность охлажденной камеры с блестящей поверхностью кольца, которая во время опыта не меняется (слайд 10).

Рис 2. Конденсационный  гигрометр                           Рис 3. Волосяной гигрометр

Действие волосяного гигрометра  (слайд 11) основано на свойстве обезжиренного  человеческого волоса изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха (удлиняется при увеличении влажности воздуха). Поэтому волосяным гигрометром  непосредственно измеряют относительную влажность воздуха в процентах.

3)    Практическое применение влажности (слайд 12)

     На практике важно уметь определять точку росы, по которой предвидят весенние и осенние заморозки, которые наносят вред растениям, уничтожают урожаи. Если вечерние  наблюдения свидетельствуют, что точка росы выше  0⁰С, то следует ожидать заморозок, т.к. вследствие сухости воздуха температура начнет падать ниже нуля. Иначе говоря, чем меньше влажность воздуха и ниже его температура, тем больше вероятность заморозка. Если влажность воздуха большая – заморозки маловероятны. Увеличение влажности воздуха является одним из способов против заморозка, для этого в садах, погребах расставляют бочки и другую посуду с водой.

     Значение относительной влажности играет важную роль и во время сохранения семян, овощей, продуктов питания, техники, картин, старинных икон, рукописей и т.д. При низкой относительной влажности происходит интенсивное испарение с этих объектов и корнеплоды овощей – обветриваются (высыхают); картины, иконы, рукописи – трескаются (слайд 13-15).

      Высокое значение влажности вызывает прорастание и разные заболевания овощей и плодов, заплесневение продуктов питания, коррозию в деталях машин и устройств. Поэтому в помещениях, складах, овощехранилищах следует придерживаться такой влажности, которая  способствует наилучшему сохранению выше перечисленных объектов.

       Вода является составною частью тела живых существ. Влажность воздуха влияет на скорость испарения воды с тела живых существ и человека и, как следствие, на обмен веществ, терморегуляцию. Потеря большой части воды приводит к гибели не только растений, а и животных. Для нормального существования многим растениям и животным необходима относительная влажность 100%. Нормальным для жизни человека считается воздух с относительной влажностью от 40%  до 60%. Наилучшее самочувствие человека сохраняется при определенном соответствии температуры и влажности воздуха, что отражено в таблице (слайд 16,17).

Температура воздуха,	Относительная влажность воздуха, %
20	85
25	60
30	44
35	33

 Из таблицы видно, что высокие температуры легче переносятся при сухом воздухе. Однако, если влажность меньше 20%, испарение влаги с поверхности слизистых оболочек  дыхательных путей увеличивается. Это приводит к обезвоживанию организма, повреждению слизистых оболочек. При увеличении влажности воздуха тяжелее переносится как жара, так и низкие температуры.

V.               Применение полученных знаний

Решение задач (устно)

1)    В течение дня показания сухого термометра не изменялись, а показания влажного уменьшались. Как изменялась относительная влажность воздуха?

2)     Работа с психрометрической таблицей.

Решение задач (письменно)

1)    Какова относительная влажность воздуха при температуре 20⁰С, если точка росы 15⁰С ?

2)    В помещении объемом 150 м³ влажность воздуха при температуре 20⁰С составляет 30%. Определить массу водяного пара в помещении. Найдите точку росы.

VI.            Подведение итогов урока и сообщение домашнего задания

Учитель подводит итог урока, оценивает деятельность учащихся.

      Домашнее задание

1.     Выучить теоретический материал по учебнику §70

2.     Решить задачи  А(1,2,3,4,5)  с.234

3.     Выполнить творческое задание.

Написать эссе на тему «Значение воды и водяного пара в жизни и деятельности человека»