Урок физики Влажность 8 класс

Урок физики в 8 классе «Влажность».

Цели урока:

1. Образовательные: сформировать понятие относительной влажности воздуха, познакомить учащихся со способами измерения относительной влажности, показать практическую зависимость относительной влажности в жизнедеятельности человека.

2. Развивающие: формировать умения анализировать, сравнивать, излагать свои мысли, делать выводы, устанавливать связь между физическими величинами.

3. Воспитательные: вызвать желание связать знания и умения, получаемые на уроках физики, вырабатывать наблюдательность, навыки и культуру проведения физического эксперимента; воспитывать внимательное отношение к окружающему миру; способствовать умению работать в группе. Воспитание чувства патриотизма.

Оборудование: приборы и материалы для проведения эксперимента по определению влажности, показатели влажности, компьютер и проектор.

Тип урока: урок усвоения новых знаний.

Формы работы: фронтальная, индивидуальная, групповая.

(Слайд 1)(Презентация)

Частично заполненный баллон, изображенный на фотографии запускается с целью собрать сведения относительно метеорологических условий. Баллоны такого типа регистрируют температуру, относительную влажность воздушных масс и передают эти данные на землю при помощи радиосигналов.

Тема урока: Влажность воздуха (Слайд 2).

Основополагающий вопрос: "Каково значение влажности в жизни?"

Проблемные вопросы:

1. Как влияет влажность воздуха на человека?

2. Как учитывать влажность воздуха? (Слайд 3).

Если есть какой-нибудь предмет, который представляет интерес для всех, то это, вероятно, погода. Погода не только является темой многих праздных разговоров, но она также часто определяет наше поведение. В зависимости от погоды мы решаем, поехать ли на пикник, пойти ли на каток, покататься ли на парусной лодке, пойти ли поплавать или пройтись на лыжах. По климату можно судить, какую одежду носят люди, что они едят и в каких жилищах живут. В зависимости от погоды каникулы могут быть очень приятными или неудачными. Погода действует на здоровье, самочувствие и благополучие всего населения. Климат - понятие не только географическое, но и физическое. Вспомним, что такое климат?

Ученик: Климат - многолетний режим погоды, характерный для данной местности. Основными элементами климата являются: температура, осадки, испаряемость, увлажнение. Климат зависит от географического положения, солнечной радиации, движения воздушных масс, рельефа, близости морей, океанов, течения, а также от деятельности человека.

Наблюдение за климатом ведут ученые на метеорологических станциях. Первая в мире автоматическая метеорологическая станция была построена в 1724 году русским ученым М.В. Ломоносовым, она регистрировала показания приборов без участия наблюдателя. О многообразии М.В.Ломоносова сказал А.С.Пушкин: "Соединяя необыкновенную силу воли с необыкновенной силой понятия, Ломоносов объял все отрасли просвещения; историк, химик, художник, стихотворец, механик; он все испытал и все проник..." По его проникновению и по целому ряду соображений нам следует знать о важнейшем показателе увлажнения, который связывает элементы климата.

Климат включает все виды погоды, которые наблюдались в данном пункте за большой период времени. Климат остается достаточно постоянным из года в год, но погода может резко измениться за день и даже за несколько часов. А эти изменения вызывает влажность. Содержание влаги в атмосфере это важный фактор, определяющий погоду. Фактическое количество влаги, содержащееся в 1 м³ воздуха, называется абсолютной влажностью.

Учитель: Количество влаги зависит от температуры. Воздух, содержащий максимальное количество влаги, которое он может удержать, называется насыщенным. Относительная влажность характеризуется величинами:

р _о - давление насыщенного пара (Па)

р. - парциальное давление (Па) - давление, которое производил бы водяной пар, если все остальные газы отсутствовали.

φ - влажность воздуха.

Относительной влажностью воздуха называют отношение парциального давления р водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению р₀ насыщенного пара при той же температуре, выраженной в процентах (Слайд 5,6).

Чем меньше относительная влажность, тем дальше пар от насыщения, тем интенсивнее происходит испарение. Давление насыщенного пара p₀ при заданной температуре - величина табличная.

Упругость водяного пара (а значит, и абсолютную влажность) определяют по точке росы.

Пусть при температуре t₁ упругость водяного пара p₁ Состояние пара на диаграмме р, t изобразится точкой А. При охлаждении до температуры t_p пар становится насыщенным и его состояние изобразится точкой В. Температуру t_p, при которой водяной пар становится насыщенным, называют точкой росы. См. определение стр. 46 учебника.

При охлаждении ниже точки росы начинается конденсация паров: появляется туман, выпадает роса, запотевают окна.

Точка росы позволяет определить упругость водяного пара p₁, находящегося в воздухе при температуре t₁. (Слайд 7)

Чем пользуются для измерения влажности воздуха?

Основной прибор для измерения влажности воздуха это гигрометр (от "гигро" и "метр"), гигро - это зависящий от влаги. Существует несколько типов гигрометров, действие которых основано на различных принципах: (Слайд 9)

1. Волосной гигрометр.

2. Пленочный гигрометр.

3. Психрометрический гигрометр .

4. Конденсационный гигрометр.

5. Электролитический гигрометр.

6. Керамический гигрометр.

1. Волосной гигрометр (Слайд 10):1 - волос; 2 - рамка; 3 - стрелка; 4 - шкала.

Действие его основано на свойстве обезжиренного волоса изменять свою длину при измерении влажности воздуха. Волос (1) натянут на металлическую рамку (2). Изменение длины волоса передается стрелке (3), перемещающейся вдоль шкалы. Волосяной гигрометр позволяет измерять относительную влажность от 30 до 100%.

Обратите внимание на рис. 21 учебника стр. 47.

2. Пленочный гигрометр (Слайд 11) : 1 - мембрана; 2 - стрелка; 3 - шкала.

Пленочный гигрометр имеет чувствительный элемент из органичной пленки, которая растягивается при повышении влажности и сжимается при понижении. Изменение положения центра пленочной мембраны (1) передается стрелке (2). Пленочный гигрометр в зимнее время является основным прибором для измерения влажности воздуха.

3.Конденсационный гигрометр (Слайд 12): конденсационный гигрометр определяет точку росы по температуре охлаждаемого металлического предмета в момент появления на нем следов воды (или льда), конденсирующийся из окружающего воздуха. Можно взять полый шар, затем в него налить примерно до половины холодную воду, в которой плавают кусочки льда или снега. Через некоторое время шар с водой охладится. Его поверхность покроется росой, выпавшей из окружающего воздуха, станет матовой. Конденсационный гигрометр служит для измерения влажности воздуха.

В учебнике физики 8 класса на рис. 20 рассмотрен конденсационный гигрометр, который представляет собой металлическую коробку А, передняя стенка К хорошо отполирована. Внутрь коробки наливают легко испаряющуюся жидкость и вставляют термометр. Пропуская через коробку воздух с помощью резиновой груши Г, вызывают сильное испарение эфира и быстрое охлаждение коробки. По термометру замечают температуру, при которой появляются капельки росы на полированной поверхности стенки К. Давление в области, прилегающей к стенке, можно считать постоянным, так как эта область сообщается с атмосферой и понижение давления за счет охлаждения компенсируется увеличением концентрации пара. Появление росы указывает, что водяной пар стал насыщенным. Зная температуру воздуха и точку росы, можно найти парциальное давление водяного пара и относительную влажность.

4. Психрометрический гигрометр (Слайд 13,14) : прибор состоит из двух термометров, размещенных на одной панели. Один термометр показывает температуру воздуха в классе, второй термометр - увлажненный. Найдя разность показаний термометров и используя психрометрическую таблицу можно определить влажность воздуха. См. учебник рис. 22.

5. В электролитическом гигрометре пластинку из электроизоляционного материала (стекло, полистирол) покрывают гигроскопическим слоем электролита - хлористого лития со связующим материалом. При изменении влажности воздуха меняется концентрация электролита, его сопротивление.

6. Действие керамического гигрометра основано на зависимости электрического сопротивления твердой и пористой керамической массы (смесь глины, кремния, окислов металла) от влажности воздуха.

Как вы думаете в чем основное различие психрометра и гигрометра?(Ответ)

Проведение экспериментальных задач.

"Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением" - М.В.Ломоносов. Сейчас Вам предстоит провести физический эксперимент. Цель его - это определить условия, в которых мы в настоящее время и в данный момент находимся. Условия создаются температурой и влажностью воздуха. Вы должны научиться определять влажность воздуха. Экспериментальной площадкой будет кабинет физики. Влажность воздуха будете определять разными способами.

Каждой группе предстоит защита своей работы. Делимся на группы и приступаем к работе (Приложение 1)</<font color="#000000">.

Группа 1, 5 - измерение относительной влажности воздуха с помощью термометра.

Группа 2 - измерение влажности воздуха по точке росы.

Группа 3 - определение влажности с помощью пленочного гигрометра.

Группа 4, 6 - определение влажности воздуха с помощью психрометрического гигрометра.

Ответы учащихся по группам записать в тетради решения (на магнитную доску вешать показатели влажности каждой группы).

I - % II - % III - % IV - %

Давайте посмотрим таблицу "Оптимальные нормы микроклимата": (Слайд 10)Допустимые параметры: (Слайд 15) Вывод из опытов: По результатам работы всех групп получилось, что микроклимат нашего помещения благоприятен для нормальной жизнедеятельности: относительная влажность в пределах нормы 40-60 %.

Необходимо поддерживать оптимальную влажность 40-60 % (Слайд 16-18).

Хорошее самочувствие человека зависит от многих факторов, один из которых - необходимый уровень влажности и чистоты воздуха. Влажность и чистота воздуха в обычной квартире далеки от идеальных , и происходит это потому, что мы живем в больших городах, где воздух далек от природной чистоты, кроме того, отопление, бетонные стены поглощают последнюю влагу. Зимой влажность в квартире падает до 20-30 %, в то время, как естественная влажность воздуха составляет 55-60 %. Это приводит к дискомфорту, усталости, болезни. (Слайд 20).

Сухой воздух препятствует попаданию кислорода в систему кровообращения. Симптомы недостаточного потребления кислорода - истощение, усталость, увеличивается восприимчивость к инфекции. Пересыхает слизистая оболочка органов дыхания, в результате чего увеличивается восприимчивость к инфекции и различным респираторным заболеваниям. Особенно страдают дети, если воздух в комнате слишком сухой, у ребенка пересыхает слизистая, закладывает нос, и он часто просыпается ночью. Сухой воздух и детские дыхательные пути - плохие соседи. Так же из-за недостаточной влажности воздуха могут возникнуть проблемы при грудном вскармливании - у ребенка пересыхает слизистая оболочка полости рта и, как следствие, боль при сосании. При температуре 25 градусов и влажности воздуха 20 % (а именно такая влажность зимой в комнате с центральным отоплением) ребенок только с дыханием на увлажнение вдыхаемого воздуха тратит около 30-50 мл жидкости в час (посчитайте, сколько за сутки). А ведь у малыша на счету каждый грамм.

Сухость кожи. Недостаток влаги в воздухе ускоряет испарение воды с кожи. Она становится сухой, грубой и начинает шелушиться. Становится старой и некрасивой. Кожа на 70 % состоит из воды. Процентов 12 из них помещается в роговом слое, толщиной лишь в сотую долю миллиметра. Он защищает нижележащие слои, в которых сохраняются основные резервы влаги. Поэтому поддержание влажности в помещении на уровне 50-60 % и регулярный уход увлажняющими препаратами поможет Вам продлить его долголетие и сохранить молодость Вашей кожи (Слайд 15).

Сухой воздух противопоказан аллергикам и астматикам. Для сухой кожи необходимы маски с увлажняющим эффектом. Пригодятся любые молочные продукты, фрукты, овощи. Необходимо пользоваться увлажняющим кремом и кислородосодержащими масками.

Сухой воздух действует на мебель и паркет. Они постепенно теряют изначальный внешний вид. Начинают ссыхаться и со временем появляются трещины. При сухом воздухе происходит отслаивание краски от картины. Особенно опасен сухой воздух для музыкальных инструментов, которые рассыхаются, трескаются и выходят из строя (Слайд 16).

От сухого воздуха портятся растения. У них начинают сохнуть кончики листьев, растения теряют декоративность или даже постепенно погибают. Бесполезно усиленно поливать такие растения, это даже вредно. В природе корни не являются основным источником влаги для этих растений, корни просто неспособны напитать влагой растение. И растение будет постепенно умирать даже при правильном и своевременном поливе.-

Тело насекомых покрыто пушком, различными волосками, которые чрезвычайно чувствительны к изменению влажности в атмосфере и способны конденсировать влагу на своей поверхности. Все погодные изменения обычно начинаются в верхних слоях атмосферы, а накопления влаги на поверхности тела мелких насекомых затрудняет их полет, заставляет опускаться все ниже, где воздух еще сухой. Другая версия: у насекомых от влаги тяжелеют крылья. Вслед за ними опускаются насекомоядные птицы - ласточки, стрижи. Если ласточки и стрижи летают высоко, то будет сухая солнечная погода, низко - будет дождь, - такова народная примета. Лягушки и рыбы также не прочь полакомиться насекомыми, которые появляются над водой, лягушки прыгают на берегу и днем квакают, а рыбы выскакивают из воды, хватая зазевавшихся мошек, - быть дождю! Пчелы строго следят за влажностью воздуха в ульях, поддерживая ее в пределах 65-88 %. В сухую летнюю погоду они помещают вокруг ячеек с расплодом свежепринесенный жидкий нектар (50 % воды), из которого легко испаряется вода, причем ячейки с нектаром заполняются лишь на 25-30 %, что увеличивает площадь испарений. В сильную жару пчелы приносят в улей воду.

Интервью офтальмолога: "Неблагоприятное воздействие сухого воздуха на глаза испытывают 12 % больных, обращающихся к врачу в возрасте до 40 лет и свыше, 60 % пациентов старше 50 лет. Сухой воздух вызывает раздражения у тех, кто носит контактные линзы (Слайд 14).

Для поддержания оптимальной влажности воздуха необходимо применять увлажнители воздуха.

Основные типы увлажнителей. (Слайд 20-21)

1. Традиционные. Они забирают сухой воздух, прогоняют его через синтетические диски или увлажненные фильтры и возвращают его в комнату увлажненным и очищенным. Автоматически обеспечивают комфортный уровень влажности и не требуют дополнительных приборов контроля.

2. Ультразвуковые. Они наиболее эффективные из существующих увлажнителей воздуха. Пар в них создается за счет колебаний высокой частоты при помощи ультразвуковой мембраны.

Показатели влажности воздуха:

а) библиотека 50-60%.

б) музей 50-60%.

в) аптека 50%.

г) компьютерный класс 45-60%.

д) музыкальная школа 50%.

е) столовая лицея 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:

1. Свежие плоды 75-85 %
   
   П.Свежие овощи 85-90%
   
   III. Рыба 95-98 %
   
   IV. Мясо, мясные продукты 75-95 %
   
   V. Молоко, молочные продукты 80-87 %
   
   VI. Яйца, яйцепродукты 60-88 %
   
   VII. Крахмал, сахар, кондитерские изделия 70-75 %
   
   VIII. Вкусовые продукты 70-75%

Полезная информация о пище.

Тем, кто работает головой...

Клеткам серого вещества мозга необходимо большое количество энергии. Хотя масса человеческого мозга составляет 2-3 % от массы тела, мозг ежедневно забирает 20 % всей энергии, получаемой из пищи. Таким образом, то, что мы едим, решающим образом сказывается на работоспособности нашего мозга. Какие продукты стимулируют те или иные виды умственной деятельности?

Физическая реклама продуктов:

1. Помогают сконцентрировать внимание - лук, орехи.

2. Учащимся рекомендуется - капуста, лимон.

3. Улучшают память - морковь, ананасы, черника.

4. Если нервы расшатались - трава пустырника, корень валерианы, корень солодки.

Подводя итог урока, мы с Вами убедились, что учет влажности воздуха необходим в любой сфере человеческой деятельности. Избыток и недостаток влаги пагубно влияет на здоровье человека, предметы быта, материальные и культурные ценности.

Для регулирования оптимальной влажности необходимо использовать специальные приборы - психрометры, гигрометры, увлажнители различных типов.

Домашнее задание: § 19, повторить § 18. Подготовиться к тесту.

Приложение 1

Эксперимент 1 «Измерение относительной влажности с помощью термометра».

Цель работы: знакомство с приборами, определяющими влажность.

Приборы и материалы: комнатный термометр, кусок бинта, смоченный водой.

Ход работы:

1.При помощи термометра определите температуру воздуха в помещении.

2.Резервуар термометра обмотайте бинтом, смоченным в воде. Определите показание влажного термометра.

3.Найдите разность между этими показаниями.

4.С помощью психрометрической таблицы определите относительную влажность воздуха в кабинете.

Эксперимент 2 «Измерение влажности воздуха по точке росы».

Цель работы: измерить относительную влажность по точке росы.

Приборы и материалы: термометр, штатив, сосуд с полированной поверхностью, вода, снег, таблица «Плотность насыщенного пара».

Ход работы:

1.Налить в сосуд (наполовину) воды и опустить в нее термометр.

2.Добавить в сосуд снег (лед), следить за понижением температуры.

3.В момент появления на стенках сосуда росы снять показания термометра.

4.По таблице определить плотность насыщенного пара для температуры воздуха в классе и для точки росы.

5.Вычислить относительную влажность по формуле.

Эксперимент 3 «Измерение относительной влажности с помощью самодельного пленочного гигрометра».

Цель работы: измерить влажность воздуха.

Приборы и материалы: пленочный гигрометр.

Ход работы:

Пленочный гигрометр имеет чувствительную пленку. Пленка при повышении влажности - растягивается, при понижении - сжимается.

Определить влажность воздуха в кабинете по чувствительной пленке.

Эксперимент 4 «Определение относительной влажности воздуха в классе».

Цель работы: измерить влажность воздуха в кабинете.

Приборы и материалы: психрометр, психрометрическая таблица, сосуд с водой.

Ход работы:

1.Определить температуру сухого термометра.

2.Определить температуру влажного термометра.

3.Найти разность температур.

4.По психрометрической таблице найти влажность воздуха.