Учителю
Проектная работа по физике Нужна ли книгам вода

Проектная работа по физике Нужна ли книгам вода

Автор публикации: Суборь О.А.

Дата публикации: 14.05.2016

Краткое описание:

предварительный просмотр материала

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Орлинская средняя общеобразовательная школа

Проектная работа

«Нужна ли вода книгам?»

Работа выполнена:

Учеником 7 класса: Мамыкиным Алексеем

Руководитель проекта: Суборь Олеся Александровна

Учитель физики МОУ «Орлинская » СОШ

2016г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………3

ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОНЯТИЯ ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА.

1.1 Определение и характеристики влажности воздуха………….5

1.2 Влажность воздуха и ее значение …………7

1.3 Приборы для измерения относительной влажности воздуха ………….8

ГЛАВА II. ВЛИЯНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА НА ХРАНЕНИЕ КНИГ

2.1 Влияние влажности воздуха на хранение книг………………………………………9

2.2 Опытная работа по измерению относительной влажности в помещении библиотеки и книгохранилище………………………………………10

2.3 Соответствие относительной влажности в библиотеке с санитарными нормам………………………………………………………12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………13

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………………15

ПРИЛОЖЕНИЕ……………………………………………………………………16

ВВЕДЕНИЕ

Старейшая библиотека в Симферополе может «умереть». Местные власти отказываются выделять средства не только на закупку новых книг и периодических изданий, но и на ремонт одной из старейших библиотек Крыма, существующей уже 101 год. Вместе с библиотекой гибнут и редкие книги.

Здание библиотеки построено в конце XIX века. Сейчас оно в аварийном состоянии. Ремонт здесь не делали больше 30 лет. Стены отсырели. Штукатурка обваливается. Высокая влажность уничтожает книги, например - издание сочинений Жуковского 1902 г.

Ежегодно в библиотеку приходят более 3 тыс. читателей, но власти продолжают не замечать проблем вековой библиотеки. Ее работники не без горечи говорят - Симферополь может потерять не только уникальные фонды, но и историческое здание. Влажность влияет на хранение произведений искусство и книги требуют поддержания влажности воздуха на необходимом уровне. Поэтому в музеях, библиотеках на стенах вы можете видеть психрометры (прибор для измерения влажности). Мне очень нравится изучать историю, основным источником для ее изучения, конечно же, является книга. Но история началась не вчера, и поэтому имеются очень старые издания. Мне стало интересно, как сохраняются эти книги, влияет ли окружающая среда на их сохранность?

Таким образом, возникает проблема: соответствует ли относительная влажность воздуха, в нашей школьной библиотеке, санитарным нормам.

В связи с поставленной проблемой, мы сформулировали следующую

тему исследования: «Нужна ли вода книгам?».

Проблема нашего исследования видится в необходимости выявления влажности воздуха в библиотеке и книгохранилище и ее влиянии на сохранность книг.

Задачи работы:

1. Изучение литературы по данной проблеме.

2. Изучение устройства и принципа работы психрометра и гигрометра

3. Измерение влажности воздуха в библиотеке и книгохранилище и сравнение полученных данных с санитарными нормами.

4. Разработать способы повышения и понижения влажности в помещениях.

Объект исследования: процентное содержание влаги в библиотеке и книгохранилище.

Предмет исследования: влияние влажности воздуха сохранность книг.

Методы работы: изучение литературы, наблюдения, сравнение и анализ, эксперимент.

База исследования: школьная библиотека и книгохранилище.

Гипотеза исследования: если поддерживать в библиотеке нормальную влажность воздуха, то можно сохранить ценные экземпляры старинных книг.

Практическая значимость нашего исследования заключается в сформулированных способах повышения и понижения влажности воздуха.

Данная работа имеет практическое значение и может быть использована работниками библиотеки.

Актуальность нашего исследования заключается в том, что влажность влияет не только непосредственно на самого человека, но и на окружающий его мир. Хранение произведений искусств и книг в библиотеках требуют поддержания влажности воздуха на необходимом уровне. Поэтому в музеях на стенах и в библиотеках можно видеть психрометры (прибор для измерения влажности). Первой задачей наших исследований на практике, это измерить влажность воздуха в библиотеке и книгохранилище нашей школы.

Целью исследования является:

изучение влажности воздуха и ее влияния на сохранность книг и документов;
измерение относительной влажности воздуха в библиотеки и книгохранилище школы .

Для достижения цели решались следующие задачи:

изучить понятие влажность воздуха;
выяснить, каким образом влажность воздуха влияет на сохранность книг;
измерить влажность воздуха в библиотеки и книгохранилище нашей школы.

ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОНЯТИЯ ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА.

Определение и характеристики влажности воздуха.

Влажность воздуха - содержание в воздухе водяного пара.

Водяной пар в воздухе, несмотря на огромные поверхности океанов, морей, озер и рек, не является насыщенным: атмосфера - «открытый сосуд». Перемещение воздушных масс приводит к тому, что в одних местах нашей планеты в данный момент испарение воды преобладает над конденсацией, а в других, наоборот, преобладает конденсация.

Содержание водяного пара в воздухе - его влажность - характеризуется рядом величин.

Парциальное давление водяного пара

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 производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали, называют парциальным давлением (или упругостью) водяного пара. Парциальное давление p водяного пара принимают за один из показателей влажности воздуха. Его выражают в единицах давления - паскалях или миллиметрах ртутного столба.

Абсолютная влажность

За характеристику влажности воздуха может быть принята плотность водяного пара , содержащегося в воздухе. Эту величину называют абсолютной влажностью и из-за ее малости выражают в граммах на кубический метр. Абсолютная влажность, таким образом, показывает, сколько водяного пара в граммах содержится в 1 кубическом метре воздуха.

Абсолютная влажность и парциальное давление водяного пара связаны уравнением Менделеева-Клапейрона p = /M*RT

Относительная влажность

Знание парциального давления водяного пара или абсолютной влажности ничего не говорит о том, насколько водяной пар в данных условиях далек от насыщения. А именно от этого зависит интенсивность испарения воды и, следовательно, потеря влаги живыми организмами. От этого же зависит быстрота высыхания тканей, почвы, увядание растений и многое другое. Вот почему вводят величину, показывающую, насколько водяной пар при данной температуре близок к насыщению, - относительную влажность.

Относительной влажностью воздуха  называют выраженное в процентах отношение парциального давления водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного пара при той же температуре:

 = p/р₀*100%.

Воспользовавшись уравнением, можно для относительной влажности получить еще одну формулу:  = /₀*100%, где  - абсолютная влажность, а ₀ - плотность насыщенного водяного пара при данной температуре.

Итак, для вычисления относительной влажности надо знать парциальное давление или плотность пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, и давление или плотность насыщенного водяного пара при этой же температуре. Давление и плотность насыщенного водяного пара при разных температурах можно найти, воспользовавшись специальными таблицами, которые имеются в справочниках.

Точка росы

При охлаждении влажного воздуха при постоянном давлении его относительная влажность повышается, так как чем ниже температура, тем ближе парциальное давление пара в воздухе к давлению насыщенного пара. В конце концов, пар становится насыщенным. Это легко понять, если посмотреть на график зависимости давления насыщенного водяного пара от температуры. (см. приложение 1)

Пусть при температуре t₁ парциальное давление водяного пара равно р₁. Состояние пара изобразится при этом точкой А. Если охладить воздух до температуры t_r при р₁ = const, то пар станет насыщенным и его состояние изобразится точкой В.

Температура tr, до которой должен охладиться воздух, чтобы находящийся в нем водяной пар достиг состояния насыщения (при данной влажности воздуха и неизменном давлении), называется точкой росы.

Давление насыщенного водяного пара при температуре воздуха, равной точке росы, и есть парциальное давление водяного пара, содержащегося в атмосфере. При охлаждении воздуха до точки росы начинается конденсация паров: появляется туман, выпадает роса.

Точка росы также характеризует влажность воздуха, так как она позволяет определить парциальное давление водяного пара и абсолютную влажность с помощью таблиц, в которых представлена зависимость давления и плотности насыщенного водяного пара от температуры.

1.2 Влажность воздуха и ее значение

Водяной пар поступает в атмосферу в результате процесса испарения с поверхности. Испарение зависит от температуры испаряющей поверхности и от относительной влажности воздуха. Насыщенный воздух не может вместить больше пара, если температура его не повысится. При повышении температуры, он удаляется от насыщения, при понижении, наоборот, в нем может начаться конденсация. Так происходит, например, летней ночью при ясной погоде, соприкасаясь с холодной поверхностью, оставляет на ней капельки росы. При отрицательной температуре выпадает иней. В воздухе, охлаждающемся от поверхности или от пришедшего холодного воздуха, образуется туман. Он состоит из мелких капелек или кристалликов, взвешенных в воздухе. В сильно загрязненном воздухе образуется густой туман с примесью дыма - смог.

От влажности зависит интенсивность испарения влаги с поверхностей .

Исходя из этого, мы решили узнать, отвечает ли санитарным нормам условия хранения книг в нашей библиотеке. Измерения проводились в библиотеке и книгохранилище.

1.3 Приборы для измерения относительной влажности воздуха.

Влажность воздуха измеряют с помощью специальных приборов.

а) Психрометр (др.-греч. ψυχρός - холодный) состоит из двух термометров. Резервуар одного из них остается сухим, и он показывает температуру воздуха. Резервуар другого окружен полоской ткани, конец которой опущен в воду. Вода испаряется, и благодаря этому, термометр охлаждается. Чем больше относительная влажность, тем менее интенсивно идет испарение и тем более высокую температуру показывает термометр, окруженной полоской влажной ткани. По разности температур этих термометров с помощью специальных таблиц можно определить влажность воздуха .

б) Волосяной гигрометр (от греческого слова hygros - влажный) - принцип действия волосяного гигрометра основан на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину с изменением влажности воздуха. При уменьшении или увеличении влажности воздуха длина волоса меняется. Под действием этого изменения шкив поворачивается, и конец стрелки перемещается вдоль шкалы, показывая относительную влажность воздуха. (см.приложение 2)

ГЛАВА II. ВЛИЯНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА НА ХРАНЕНИЕ КНИГ.

2.1 Влияние влажности воздуха на хранение книг

При изменениях температурно-влажностного режима воздуха процесс естественного старения материалов ускоряется. Как известно, именно повышение температуры влияет на скорость большинства химических реакций. Изменение влажности воздуха ведет к неизбежному изменению влажности материалов. Особенно ярко этот процесс заметен на изменении прочности переплетных материалов.

Низкая влажность воздуха ведет к пересыханию материалов, что происходит при хранении документов вблизи отопительных систем и окон. Опасно снижение относительной влажности воздуха менее 30%, так как кожа и текстиль переплетов, а также сама бумага теряют структуру материала, восстановить которую невозможно. Материал пересыхает, теряет эластичность, становится хрупким.

О недостаточной влажности в помещении может свидетельствовать внешний вид комнатных растений. В сухом воздухе растения начинают испарять через устьица на листьях больше воды, и их водный баланс нарушается:

Листья сморщиваются или скручиваются.
Кончики листьев становятся коричневыми и засыхают. Это часто можно наблюдать, например, у фикуса Бенджамина, нефролеписа, а также циперуса.
Молодые листья развиваются не полностью.
Бутоны не раскрываются или опадают.
Некоторые вредители особенно часто поражают растения, если воздух слишком сухой. К ним относятся, в первую очередь, паутинные клещики, трипсы и белокрылка. (см.приложение 3)

Существует несколько способов повышения влажности воздуха в комнате.

Одним из способов повышения влажности воздуха в комнате является опрыскивание. С помощью этого простого и действенного метода можно увеличить влажность воздуха в непосредственной близости от растения. Лучше всего опрыскивать растение утром, чтобы за день листья обсохли. Для повышения влажности применяются увлажнители: ульразвуковой увлажнитель воздуха, холодный увлажнитель вентилятор (прогоняет воздух через влажный фильтр), паровые увлажнители по принципу действия похожи на электрические чайники.

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

Оптимальные и допустимые параметры температуры и относительной влажностью воздуха в помещениях для хранения документов книг составляет: температура воздуха 18±2°С, относительная влажность 55±5%; для документов, выполненных полностью на пергамене и коже, - относительная влажность воздуха 60±5%.

2.2 Опытная работа по измерению относительной влажности в помещении библиотеки и книгохранилище

Зная отрицательное влияние повышенной влажности и пониженной влажности воздуха на книги и другие бумажные изделия, было принято решение помощь сохранить библиотечный фон нашей школы, используя подручные материалы, которые легко впитывают влагу.

Для измерения влажности воздуха используют разные измерительные приборы. В нашем случае мы пользовались психрометрическим гигрометром - психрометром. Известно, что от относительной влажности воздуха зависит скорость испарения. Чем меньше влажность воздуха, тем легче влаге испаряться. В психрометре есть два термометра. Один - обычный, его называют сухим. Он измеряет температуру окружающего воздуха, колба другого термометра обмотана тканевым фитилем и опущена в емкость с водой. Второй термометр показывает не температуру воздуха, а температуру влажного фитиля, отсюда и название увлажненный термометр. Чем меньше влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется влага из фитиля, тем большее количество теплоты в единицу времени отводится от увлажненного термометра, тем меньше его показания, следовательно, тем больше разность показаний сухого и увлажненного термометров.

Психрометр устанавливался на 30 мин в библиотеку 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.

Опытная работа по измерению относительной влажности в библиотеке и книгохранилище.(см. приложение 4)

Замеры проводились в течение недели, ежедневно, затем данные усреднялись. Для измерения относительной влажности использовался психрометр. Результаты измерений показаны в таблице

Определение относительной влажности воздуха с помощью

Оборудование: психрометр Августа.

Измерение влажности воздуха с помощью психрометра Августа.

Показания сухого термометра t_c = 19^oC, а показания влажного t_в = 15^oC, разность показаний ∆t=4^oС.

По психрометрической таблице при 19 С и ∆t=4^o

С относительная влажность φ = 65%.(см.приложение 5)

Определение влажности воздуха в разных помещениях школы в период отопительного сезона

Мы убедились, что в нашей библиотеке влажность составляет в среднем около 69%, что является повышенным показателем, т.к. по ГОСТУ 7.50-90 «Консервация документов» влажность должна составлять 55±5.

Соответствие относительной влажности в библиотеке санитарным нормам

Контроль параметров температуры и влажности при хранении книг и документов в библиотеках и хранилищах проводится с целью замедления процесса их естественного старения.

Поддержание нормального воздушно-теплового режима в библиотеке осуществляется сменой воздуха через форточки, створки окон.

Проветривание проводиться во время урока, библиотека в это время должна быть пуста.

Влажность воздуха в библиотеке (относительная влажность), при указанных выше температурах может колебаться в пределах 40-60 % (зимой 30-50%), она зависит также от влажности климатической зоны. В теплом климате относительная влажность 30- 40%; в умеренном и холодном может доходить до 65%.

Условие хранение книг и документов в библиотеке

Температурно-влажностный режим в хранилищах должен быть по возможности стабильным. Температурно-влажностный режим в хранилищах должен быть по возможности стабильным. ГОСТом 7.50-90 «Консервация документов. Общие требования» установлено, что в хранилище должна осуществляться свободная циркуляция воздуха. В помещениях для хранения документов постоянно поддерживают температуру воздуха 18±2°С, относительную влажность 55±5%; для документов, выполненных полностью на пергамене и коже, - относительная влажность воздуха 60±5%. Температурно-влажностный режим регулируют с помощью кондиционирования воздуха и отопительно-вентиляционных средств. В помещениях, приспособленных под хранилища, но не оборудованных системами кондиционирования воздуха или приточно-вытяжной вентиляцией, температуру и влажность воздуха нормализуют рациональным проветриванием, отоплением и применением технических средств, руководствуясь показаниями контрольно-измерительных приборов. Температура и влажность воздуха контролируется и регистрируется два-три раза в неделю в одно и то же время суток, при нарушении режима - ежедневно. Измерительные приборы размещают в главных проходах в каждой комнате и на каждом ярусе, вдали от отопительных и вентиляционных систем на расстоянии 1,4±0,1м от пола. Закрытые шкафы и сейфы для хранения документов проветривают не реже одного раза в неделю. Измерительные приборы поверяют в соответствии с техническими требованиями к ним.

Изменение температурно-влажностного режима в книгохранилище зачастую несет большое количество сложностей, связанных с контролем и регистрацией этих параметров. Для контроля температуры и влажности воздуха в библиотеках необходимо использовать автономные термогигрометры модели ИВА-6Н, ИВА-6Н со встроенной памятью и термогигрометр модели ИВА-6Н с картой памяти, регистрирующий данные на стандартную карту памяти типа SD, размещенную внутри прибора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотрев поставленные нами вопросы, мы пришли к выводу, что невидимый нами воздух (содержание в нем водяного пара) которым мы дышим и к которому мы привыкли, может влиять не только на самого человека, но и на все, что его окружает. В этой научно-исследовательской работе был изучен вопрос о влиянии влажности воздуха на сохранность книг. Книгам необходима вода ,он в ограниченных колличествах.

По результатам работы были сделаны основные выводы:

1. В библиотеке влажность воздуха не соответствует нормам.

2. В книгохранилище не соответствие температурного режима.

Для улучшения состояния влажности в библиотеке и книгохранилище мы рекомендуем:

1.Способы понижение влажности:

1.Понизить влажность до нормы можно, смешивая влажный воздух помещения с сухим уличным, т.е. путём проветривания помещения.

2.Способы повышения влажности:

• Для увеличения влажности и улучшения состава воздуха в библиотеке увеличить число зеленых насаждений;

• В зимнее время увлажнять воздух в библиотеке (открытые сосуды с водой, пористые увлажнители)

Таким образом, можно сделать следующий вывод: при низкой температуре и высокой влажности воздуха повышается риск ухудшения состояния книг.

Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в библиотеке рекомендуем применять вентиляцию, кондиционирование воздуха и др.

Также нами выяснено, что относительная влажность воздуха связана с погодными условиями. В итоге наша гипотеза была подтверждена.

Список используемой литературы.

1. Элементарный учебник физики: Учебное пособие. В 3-х т.\Под ред. Г.С.Ландсберга. Т.1. Механика. Теплота. Молекулярная физика. М.: Наука. 1985.

2. Курс общей физики,ч.2. Г.А.Зисман, О.М.Тодес, М. «Наука», 1965г.

3. Л.С.Жданов, Г.Л.Жданов. Физика для средних специальных учебных заведений. М. «Наука», 1984.

4. Физика: Учеб. Пособие для 10кл.шк. и классов с углубл. Изучением физики \Под ред. А.А.Пинского. - М.: ПросвещениеДля 10кл. общеобразоват. Учреждений. М.: Прсвещение, 2002.

6.Физика и экология. 7-11 классы. Материалы для проведения урочной и внеурочной работы по экологическому воспитанию / Сост. Г.А.Фадеева, В.А.Попова. - Волгоград: Учитель, 2005. - 74 с.