Относительная влажность воздуха - реферат

Л.А.Логинов, центр образования № 109, г. Москва

Это одна из более сложных тем. Нередко ее не обожают ни учителя ни ученики. 1-ые - из-за трудности разъяснения, 2-ые - из-за трудности восприятия. Но если ее усвоют и полюбят обе стороны, то выигрыш в учебном процессе будет естественным, так как станет понятной сущность Относительная влажность воздуха - реферат бессчетных явлений, встречающихся практически каждый денек: запотевание прохладных стекол, сушка белья на открытом воздухе, сырость в подвалах домов и т.д. и т.п. Расскажу о том, как данный раздел изучаем мы.

Начинаем с понятий ненасыщенного и насыщенного паров, динамического равновесия воды и пара. Так как характеристики насыщенного пара показывать Относительная влажность воздуха - реферат в классе при помощи лабораторного оборудования трудно, длительно и очень хлопотно, смотрим соответственный кинофрагмент. Кинофильм старенькый, но главные моменты в нем изложены очень доходчиво. Более того, если заблаговременно дать учащимся опорные вопросы, то после просмотра они сами просто на их отвечают.

От чего зависит давление насыщенного пара и от Относительная влажность воздуха - реферат чего не зависит? (Находится в зависимости от температуры и не находится в зависимости от объема.)

Как зависит давление насыщенного пара от температуры? (Кривая показана ниже, на рис. 1.)

Как соотносится давление насыщенного и ненасыщенного паров? [Давление насыщенного пара при данной температуре всегда больше. – Ред.]

Что произойдет при сжатии насыщенного пара Относительная влажность воздуха - реферат? (Часть его сконденсируется в жидкость, в оставшейся части сохранится прежнее давление - давление насыщенного пара.)

Что произойдет при добавлении воды через кран в герметично закрытый сосуд? [Уровень воды повысится за счет добавленной части и конденсации части насыщенного пара, объем пара уменьшится, а его давление, не зависящее от объема Относительная влажность воздуха - реферат, остается неизменным. – Ред.]

Ответы как опорный конспект заносим в рабочие тетради. Не забываем про упомянутый выше график, он нам еще понадобится. Вводим понятие абсолютной влажности воздуха, отождествляем его с понятием парциальной плотности паров воды, т.е. массы воды, содержащейся в единице объема воздуха. Говорим, что еще большее практическое Относительная влажность воздуха - реферат значение для человека имеет относительная влажность воздуха. Вводим и это понятие. При этом как чисто на физическом уровне (отношение парциального давления ненасыщенных паров к давлению насыщенных паров воды при той же температуре), так и чисто философски: величина, показывающая, как ненасыщенный пар близок к насыщению:

(1)

Дальше объясняем, как и почему от Относительная влажность воздуха - реферат формулы для относительной влажности через отношение давлений можно перейти к формуле для относительной влажности через отношение плотностей:  = ненас /нас

Отмечаем, что на практике комфортно воспользоваться не относительными единицами при измерении относительной влажности, а процентами. Как перейти к процентам, учащиеся должны додуматься сами. Эти формулы усваиваются просто, как и механизм работы Относительная влажность воздуха - реферат с ними в обычных задачках (типа № 623, 624 из сборника А.П.Рымкевича, 1988 г.), так как там требуется практически только умение работать со справочной таблицей зависимости ледяных паров от температуры.

Введение же понятия точки росы и переход к формуле для относительной влажности с внедрением точки росы может уже вызывать задачи Относительная влажность воздуха - реферат. Чтоб их было гораздо меньше, начинаем с рассмотрения графика зависимости давления насыщенного пара от температуры (рис. 1): определяем, где область ненасыщенного пара, а где - область воды. Тогда сходу понятно, что кривая - это граница меж паром и жидкостью. Разные состояния ненасыщенного пара соответствуют точкам ниже кривой, к примеру точке А.

Сделать пар насыщенным – означает Относительная влажность воздуха - реферат достигнуть любым образом состояния насыщения, т.е. кривой BC. Проще всего - способами АВ либо АС. Но что это значит? АВ - изотермическое сжатие пара, АС - его изобарическое остывание, при этом по мере протекания обоих процессов насыщение возрастает. Признак того, что пар насытился, – возникновение первых капель сконденсировавшейся воды, росы. В Относительная влажность воздуха - реферат природе насыщение пара достигается в большинстве случаев конкретно вторым методом, т.е. изобарическим либо практически изобарическим остыванием. Итак, температура, при которой прошлый ненасыщенный пар становится насыщенным, именуется точкой росы.

Актуальных примеров насыщения при охлаждении сильно много. Это и выпадение росы под утро, и запотевание прохладного стекла, если на Относительная влажность воздуха - реферат него подышать, это и образование капель воды на водопроводной трубе с прохладной водой в ванной комнате, и сырость в подвалах домов, которая вызвана обычно совсем не протеканием труб, а конкретно остыванием воздуха.

Разглядим формулу (1): pненас - давление данного ненасыщенного пара, к примеру в состоянии А, а pнас - значение давления насыщенного пара Относительная влажность воздуха - реферат при той же температуре. Но если мы поглядим на график, то увидим, что давление ненасыщенного пара в состоянии А численно равно давлению насыщенного пара pнас. р при более низкой температуре (точка С) - в точке росы. Величина давления насыщенного пара при данной температуре pнас. данн соответствует насыщению в точке Относительная влажность воздуха - реферат В. Это позволяет перейти к формуле:

Для классов различного профиля, очевидно, подбираем задачки разных уровней трудности. В гуманитарном и не очень сильном общеобразовательном классе ограничиваемся ординарными задачками на применение главных (3-х рассмотренных) формул и главных формул с внедрением уравнения Клапейрона-Менделеева либо газовых законов, не труднее, чем, к Относительная влажность воздуха - реферат примеру, такая: «В комнате объемом 15 м3 с полностью сухим воздухом улетучилось из стакана 200 г воды. Какой стала относительная влажность воздуха?» В медико-биологических классах задачки берем посложнее, типа таковой: «В закрытой комнате с площадью пола 6 м2 и высотой потолка 3 м относительная влажность воздуха составляла 20 %. Какую массу воды нужно дополнительно улетучить в Относительная влажность воздуха - реферат этой комнате, чтоб влажность достигнула 70 %? Какова наибольшая масса воды, которая может дополнительно улетучиться в комнате?»

Изучая влажность воздуха, мы подразумеваем содержание в воздухе только водяных паров. А ведь в воздухе могут быть и другие пары. Более того, они тоже могут быть и ненасыщенными, и насыщенными, и при определенных Относительная влажность воздуха - реферат критериях могут конденсироваться. К примеру, имеет право на существование понятие относительная спиртовая влажность.

Помню, однажды, 3 мая, т.е. в 3-ий денек майских праздничков, ехал я в гости к собственному университетскому товарищу на троллейбусе. Пассажиров было мало (но все сидячие места были заняты), желающих заходить и выходить не было Относительная влажность воздуха - реферат, и троллейбус длительное время ехал мимо остановок, только немножко притормаживая. На улице было прохладно, все форточки и лючки в салоне были закрыты. Люд мерно, но с большой амплитудой, покачивался на сиденьях. Казалось, что все глядят куда-то «в бесконечность». Равномерно оконные стекла запотели. И когда троллейбус резко повернул, меня очень качнуло к Относительная влажность воздуха - реферат окну и… О боже! От запотевшего стекла исходил устойчивый, но... приятный запах спирта…

Естественно, я не преминул поведать об увиденном, точнее, об «унюханном», своим знакомым и ученикам. А позже этот сюжет отыскал отражение и в задачке для десятиклассников, которая вошла в наш задачник, составленный для медико-биологических классов Относительная влажность воздуха - реферат:

«В торжественный вечер в воздухе, выдыхаемом людьми, содержатся пары спирта. В таковой вечер в троллейбусе, на большенном перегоне меж остановками, масса паров спирта в воздухе достигнула 800 г. Температура воздуха в салоне троллейбуса 20 °С, а оконных стекол - всего 5 °С. Объем воздуха в салоне 22 м3. Будет ли конденсироваться спирт Относительная влажность воздуха - реферат на стеклах? Какова относительная спиртовая влажность воздуха в салоне троллейбуса? Давление насыщенных паров спирта при 20 °С составляет 5,90 кПа, при 5 °С - 2,30 кПа».

Задачка не только лишь радостная, да и всеохватывающая, т.к. предполагает познание и основной формулы для определения относительной влажности, и уравнения Клапейрона-Менделеева, и понятия точки росы, т.е. насыщения Относительная влажность воздуха - реферат пара вследствие остывания, потому разглядим ее решение.

Сходу уясним, что давление воздуха в салоне троллейбуса во всех точках идиентично. При этом не только лишь всего воздуха, да и его составляющих (парциальное давление кислорода, азота, паров спирта и т.д.). И это невзирая на то, что воздух в салоне может Относительная влажность воздуха - реферат иметь разную температуру: поблизости оконных стекол он прохладный (будем считать, что 5 °С), а вдалеке от их - теплый (20 °С).

Рассчитаем парциальное давление паров спирта в салоне, используя уравнение Клапейрона-Менделеева. Для этого, правда, придется принять, что все пары и газы безупречны, как следует,

где Т - абсолютная температура. Если температура 293 К Относительная влажность воздуха - реферат, т.е. 20 °С, то под m следует осознавать массу той части паров спирта, которая имеет конкретно обозначенную температуру. Но так как масса прохладных паров, т.е. находящихся в конкретной близости от стекол, очень мала, то под m будем осознавать массу (0,8 кг) всех паров спирта. По этой же причине Относительная влажность воздуха - реферат объем воздуха будем считать равным 22 м3, т.е. это весь свободный объем салона троллейбуса. Зная, что молярная масса этилового спирта (С2Н5ОН) равна 0,046 кг/моль, а универсальная газовая неизменная R = 8,31 Дж/(К Ч моль), произведем расчет:

Рассчитаем относительную спиртовую влажность теплого воздуха в троллейбусе. В качестве давления насыщенных паров возьмем Относительная влажность воздуха - реферат значение при 20 °С, которое составляет 5,90  103 Па. Итак:

Рассчитаем относительную спиртовую влажность прохладного воздуха около оконных стекол. В качестве давления насыщенных паров возьмем значение давления при 5 °С, которое составляет 2,30  103 Па.

Итак: т.е. 83 %. Потому что это значение меньше 100 %, то видно, что даже прохладные пары спирта, около стекол Относительная влажность воздуха - реферат, еще не являются насыщенными, и спирт конденсироваться не будет. Но нужно увидеть, что если б парциальное давление p паров спирта было бы побольше, то конденсация могла бы и начаться. А для роста этого давления нужно повышение массы паров спирта в воздухе.

Кстати, эта задачка хорошо воспринимается и гуманитариями, так Относительная влажность воздуха - реферат как по собственной трудности не выходит за рамки допустимого. О положительных чувствах учащихся, думаю, гласить не стоит. Ну а для «продления удовольствия» можно ученикам дать для домашнего решения задачку, аналогичную приведенной, но с другим вопросом: «При какой массе паров спирта в троллейбусе спирт все-же будет конденсироваться на стеклах?» Как лицезреем Относительная влажность воздуха - реферат, эта задачка - оборотная предшествующей: по данной влажности (100 %) и как следует, парциальному давлению паров спирта высчитать их массу.

С учащимися физико-математических классов и в общеобразовательном сильном классе можно разглядеть задачки на анализ способности обычного снижения давления ненасыщенных паров при снижении температуры типа: «В герметично закрытом сосуде, содержащем Относительная влажность воздуха - реферат только воздух и водяные пары при температуре 25 °С, влажность воздуха составляет 80 %. Каким будет парциальное давление водяных паров после остывания сосуда и его содержимого до 5 °С? Давление насыщенных водяных паров при 25 °С составляет 3,10 кПа, а при 5 °С - 0,88 кПа».

Разглядим решение и этой задачки. Итак, для первого состояния водяных паров Т1 = 298 К, 1 - относительная Относительная влажность воздуха - реферат влажность воздуха при этой температуре, pнас1 = 3,10  103 Па, p1 - парциальное давление ненасыщенного водяного пара, которое нужно будет выразить через pнас1. Соответственно для второго состояния: Т2 = 278 К, pнас2 = 0,88  103 Па, p2 - парциальное давление водяного пара.

Потому что

то

и, по закону Шарля:

Отсюда:

Подставим числа и получим:

На теоретическом уровне Относительная влажность воздуха - реферат рассчитанное p2 оказалось больше pнас2, чего по сути быть не может. Как следует, часть паров при охлаждении сконденсируется, а оставшаяся часть будет иметь давление pнас2, очень допустимое при данной температуре. Итак, давление водяных паров при 5 °С составляет 0,88 кПа, т.е. эти пары насыщены.

Можно еще разглядеть механизм явления, описанного Относительная влажность воздуха - реферат в задачке, при помощи графиков, отображающих закон Шарля, - изохор, исходящих из начала координат (рис. 2). Изохорное остывание - это движение по изохоре из состояния 1 в состояние 2.

Но если сравнить это с графиком зависимости давления насыщенного пара от температуры (рис. 3), то окажется, что состояние 2 находится за пределами «дозволенного», в области воды. Потому остывание ненасыщенного пара Относительная влажность воздуха - реферат будет идти из состояния 1 только до скрещения с

кривой давления насыщенного

пара (точка В на графике), а дальше - по самой кривой, в итоге чего пар окажется в состоянии 2' при давлении рнас2.

Важен также вопрос об определении относительной влажности на практике при помощи устройств - гигрометров. В большинстве случаев встречается Относительная влажность воздуха - реферат, конечно, гигрометр психрометрический – психрометр. Заглавие это греческого происхождения, ведь  [психрос] значит прохладный. Кстати, гуманитариев неплохо бы и самих спросить о происхождении слова. В базе работы психрометра лежит явление аспирации. Пусть учащиеся сами догадаются, что значит слово аспирация, по однокоренным словам. Заглавие лекарства «аспирин» всем отлично понятно, а Относительная влажность воздуха - реферат его основное предназначение - снятие жара, т.е. отведение тепла при испарении. Ведь недаром человек с завышенной температурой тела, принявший аспирин, поначалу обильно потеет, после этого ему становится легче. (Видите ли, этим лингвистическим моментом мы польстим и будущим гуманитариям, и будущим докторам. С отведением тепла при испарении можно привести и очередной Относительная влажность воздуха - реферат пример: перед инъекцией лекарства соответственное место протирают спиртом, после этого место ощущает холод - испаряющийся спирт отбирает тепло. Вобщем, возможно обойтись и без укола: просто налить малость спирта либо эфира на ладонь и подождать.)

Скорость аспирации находится в зависимости от относительной влажности воздуха. Но как? Пусть учащиеся это тоже решат Относительная влажность воздуха - реферат без помощи других, только им нужно для этого привести обычный прозаический пример: белье, сохнущее на веревке в сухую и в дождливую погоду. Детки уже по опыту знают, что скорость высыхания белья определяется не столько температурой воздуха, сколько его влажностью. В прохладное осеннее время белье может высохнуть и резвее, чем летом Относительная влажность воздуха - реферат, если воздух сухой (влажность 30-40 %), а летом - очень мокроватый (80-90 %). Итак, чем меньше влажность воздуха, тем легче влаге испаряться.

В психрометре имеются два указателя температуры. Один - обыденный, его именуют сухим. Он определяет температуру окружающего воздуха. На спиртовую пробирку другого указателя температуры одним своим концом надет тряпочный трубчатый фитиль. Чтоб Относительная влажность воздуха - реферат фитиль повсевременно был мокроватым, его 2-ой конец опущен в колбочку с водой. Таким макаром, другой указатель температуры указывает температуру не воздуха, а мокроватого фитиля, отсюда и заглавие увлажненный указатель температуры. Чем меньше влажность воздуха, тем лучше испаряется влага из фитиля, тем большее количество теплоты в единицу времени отводится от спиртовой Относительная влажность воздуха - реферат пробирки увлажненного указателя температуры, тем меньше его показания, как следует, тем больше разность показаний сухого и увлажненного термометров.

Зная показания сухого и определив разность с показаниями увлажненного указателя температуры, по специальной таблице (кстати, имеющейся на лицевой стороне психрометра), на скрещении соответственных строчки и столбца, находят значение относительной влажности. Для наглядности Относительная влажность воздуха - реферат поначалу учитель весь процесс определения влажности указывает сам, а потом дает три психрометра на каждый ряд для самостоятельной работы. Как указывает опыт, механизм работы с психрометром ребята запоминают отлично, по последней мере до выпускных экзаменов в 11-м классе.

В медико-биологических классах нужно тормознуть еще на воздействии влажности воздуха Относительная влажность воздуха - реферат на самочувствие человека и на состояние его отдельных органов. Человек ощущает себя комфортабельно при влажности от 40 до 60 %, при этом очень допустимое значение, при котором человек ощущает себя еще нормально, миниатюризируется с ростом температуры (см. таблицу).

Видно, что высшую температуру легче переносить при сухом воздухе. Потому 40 °С в сухой пустыне могут Относительная влажность воздуха - реферат не так очень изнурять, как 30 °С в городке после ливня, когда влажность доходит до 70 %. Это и понятно. Чтоб не перегреться, организму в жару нужно бы активно потеть, но при высочайшей влажности пот не будет успевать сохнуть, а будет, как молвят, лить ручьем, что не даст спасительного остывания тела.

Низкая Относительная влажность воздуха - реферат влажность воздуха в горячих странах употребляется и в мед целях. А именно, для исцеления почек, когда требуется ослабить нагрузку на их. При высочайшей температуре воздуха и низкой влажности человек, очень потея, выводит воду из организма большей частью не через почки, а через кожу. Так что после таковой процедуры остается Относительная влажность воздуха - реферат только принять душ.


otprav-golovu-v-otpusk-p-izmajlov.html
otpravit-otmena-primenit-prosmotr.html
otpravka-dokumentov-ili-materialnih-cennostej.html