Конспект урока физики на тему "Влажность воздуха"

Тема урока: Влажность воздуха. Определение влажности воздуха.

Цели урока:

узнать, что такое относительная влажность воздуха,

научиться определять относительную влажность воздуха,

рассмотреть различные приборы для определения относительной влажности воздуха

Задачи урока:

Обучающая:

сформировать понятие «относительной и абсолютной влажности воздуха»,

рассмотреть формулу для расчета влажности,

изучить приборы для определения относительной влажности воздуха: гигрометры, психрометр.

Развивающая:

способствовать расширению кругозора учащихся, повышению их интеллекта,

привитие навыков самостоятельной и исследовательской работы в сочетании с практической деятельностью учащихся.

Воспитательная:

научить учащихся подходить к изучаемым проблемам с позиции исследователя,

воспитывать чувство уверенности у учащихся, желание самому получить результат поиска.

Тип урока: комбинированный.

Вид урока: урок – исследование, с использованием ИКТ.

Оборудование и материалы для урока: Термометр лабораторный, кювета с водой, кусочек бинта

губка, пипетка, полоска целлофана, психрометр, психрометрическая таблица, компьютер,

сборник задач по физике для 7 – 9 кл. общеобразовательных учреждений, авт. Лукашик В. И., таблички с названиями профессий

Предварительная подготовка:

1.За неделю до урока среди учащихся назначаются «косметолог», «врач», «агроном», «эколог», «психолог», «цветовод», которым поручается подготовить сообщение на тему: «Влажность воздуха в моей профессии», «метеоролог» готовит сообщение « Способы определения влажности воздуха»

Во время проведения урока на парты устанавливаются соответствующие таблички с названиями профессий.

2. Измеряются с помощью двух термометров (сухого и влажного) температуры воздуха в кабинете физики, в столовой, в библиотеке, в компьютерном кабинете , в холле 1 этажа школы.

Ход урока:

1. Организационный момент .

2. Повторение изученного материала.

1)Какие явления называются тепловыми явлениями? Приведите примеры

2)Что такое парообразование

3) Что называется испарением?

4) От чего зависит испарение?

5) Что такое конденсация?

6) Что происходит с энергией при испарении пара?

7) Что такое динамическое равновесие?

8) Какой пар называют насыщенным , а какой пар не насыщенным?

9) Как изменяется температура окружающего воздуха при конденсации водяного пара?

10) Что происходит с энергией при конденсации пара?

Решение задач у доски.

1. Изучение нового материала.

Мотивация учебной деятельности.

1.Одной из проблем людей, путешествующих по пустыне, является нехватка воды. Запасы воды у заблудившихся в песках быстро заканчиваются и люди погибают от обезвоживания. Хотя, если знать физику, от жажды в пустыне не умрешь. Так как же добыть воду в пустыне? (Выслушиваются ответы учащихся).

Воду можно добыть из воздуха. Если вам придется остаться в песках без капли воды, расстелите на земле полиэтиленовую пленку или брезент и насыпьте на нее камней. На утренней заре камни покроются капельками воды, и вы сумеете собрать хотя бы несколько глотков живительной влаги.

2.Просмотр видеофрагмента, иллюстрирующего такие явления как туман, роса, иней, дождь, снегопад под музыку об этих же явлениях.

А теперь, ребята, подумайте что связывает эти явления и о чем сейчас пойдет речь? ( о влажности воздуха)

Итак, тема нашего урока «Влажность воздуха. Определение влажности воздуха»

Эксперимент.

Учитель: Как вам известно, воздух состоит из смеси различных газов и некоторого количества водяных паров. Даже над пустыней воздух никогда не бывает абсолютно сухим. Связано это с тем, что с поверхностей морей, океанов, озер и рек, растений, животных и людей происходит непрерывное испарение воды в атмосферу. Убедимся в этом: возьмите полоску целлофана и положите на ладонь. Наблюдайте за ней. Что вы видите?

Ответ: Полоска скручивается.

Учитель: Целлофан хорошо впитывает влагу, поэтому вследствие испарения воды с вашей ладони, нижняя сторона полоски намокает, а верхняя остается сухой и полоска деформируется, скручивается. Итак, атмосфера Земли всегда содержит водяной пар. Конечно, количество водяных паров в воздухе не везде одинаково. Вблизи морей и океанов воздух более влажный, чем в глубине материков.

Величина, характеризующая содержание водяных паров в различных частях атмосферы, называется влажностью воздуха.

Проделайте следующий эксперимент: возьмите губку и сожмите ее. Ничего не произошло. Теперь капните на нее из пипетки и сожмите опять. Результат тот же. Положите губку в кювету с водой, подождите чуть – чуть и сожмите снова. Что вы видите? из губки капает вода. Положите губку опять в кювету и переверните ее несколько раз.

Как вы думаете, что произойдет, если сейчас поднять губку? (Выслушиваются ответы учащихся).

Проверим. Поднимите губку и посмотрите на дно.

Почему из нее начала капать вода? Попробуйте объяснить данный эксперимент (Выслушиваются ответы учащихся).

Актуализация знаний учащихся.

Воздух можно сравнить с губкой в том смысле, что оба могут запасать воду. Сухая губка – сухой воздух, не содержащий водяных паров. Одна капля воды для губки – это слишком мало, однако после того, как гудка полежала в воде, она намокла сильнее и впитала в себя больше воды, в последнем же случае губка намокла до насыщения. Когда губка не смогла больше запасать в себе воду, то вода сама начала капать из нее. Как и губка, воздух тоже может запасать в себе воду в виде пара, и чем больше водяных паров находится в определенном объеме воздуха, тем ближе пар к состоянию насыщения.

Введение новых понятий и определений.

1.При определении содержания влаги в воздухе используют понятия абсолютной и относительной влажности.

Абсолютная влажность - количество водяного пара в единице объёма воздуха, т.е. плотность водяного пара. Выражается в г/м³ .

Абсолютная влажность в атмосфере колеблется от 0,1 г/м² (зимой над материками, в полярных широтах) до 30 г/м² и более (в экваториальной зоне). Максимальное количество водяного пара, удерживаемое воздухом, зависит от температуры самого воздуха.

Какой воздух - теплый или холодный - вместит в себя меньшее количество воды и почему?

Ответ: холодный воздух плотнее теплого, и, следовательно, вместит в себя меньшее количество воды.

Значит и давление водяного пара (не всего воздуха, а только пара в воздухе!) в этом случае будет небольшим. Так, например, при температуре –10^о С воздух может удержать без конденсации 2,14 г водяного пара, и давление пара в этом случае будет 1,95 мм рт.ст., а при температуре +20^о С – около 18 г в одном кубометре и давление уже 17,5 мм рт.ст.

Зависимость давления насыщенного пара жидкости от температуры можно продемонстрировать с помощью устройства, состоящего из двух стеклянных колб, соединенных трубкой. (Демонстрируется видеофрагмент опыта «Кипение эфира»). Колбы наполовину заполнены эфиром. Пространство над поверхностью эфира заполнено насыщенным паром. Если одну из колб взять в руки, то эта колба благодаря теплу рук немного нагревается, и давление паров эфира в этой колбе резко возрастает. Эфир начинает интенсивно выдавливаться через соединительную трубку в другую колбу, создавая видимость эффекта кипения

Характеристики насыщенного пара – температура, давление и плотность, указаны в специальной таблице, которая есть у вас в задачнике.

Чтобы судить о степени влажности воздуха, важно знать, близок или далек водяной пар, находящийся в воздухе, от состояния насыщения.

Относительная влажность – это содержание водяного пара в % к максимально возможному количеству в воздухе при данной температуре.

Скажем, 50 % влажности означают , что при –10^о С (температуру надо указывать обязательно!) в одном кубометре воздуха содержится 1,07 г водяных паров, а при +20^о С – целых 9 г.

Таким образом:

Относительной влажностью воздуха называют отношение абсолютной влажности воздуха к плотности насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженной в процентах.

φ= ρ п/ρ н.п •100%.

Представьте себе, что в морозный день (температура воздуха –10 ^о С, относительная влажность 50 %) вы открыли форточку. А в комнате в это время при температуре +20 ^о С относительная влажность низкая, всего 20 %.Вы, конечно, предполагаете, что свежий воздух проветрит и увлажнит помещение. Как бы не так: не увлажнит, а высушит еще больше! Вспомните, что 50 % относительно влажности при – 10^оС – это всего лишь 1,07 г в кубометре. Нагреваясь до +20 ^о С, наружный воздух начнет жадно впитывать влагу. Откуда? Конечно из комнатного воздуха, абсолютная и относительная влажность которого будет снижаться. Чем дольше будете проветривать комнату « влажным воздухом», тем суше будет в ней становиться воздух.

Что же будет происходить с влажностью при охлаждении теплого воздуха?

Ответ: теплый воздух, охлаждаясь, становится насыщенным. Влажность увеличивается.

Учитель: если и дальше будет понижаться температура такого воздуха ,то в дальнейшем водяной пар начнет уже конденсироваться .

Приведите примеры проявления этого процесса в природе.

Ответ: Иней, туман, выпадение росы.

Учитель: Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.

Точка росы также характеризует влажность воздуха.

2. Знакомство с приборами для измерения влажности воздуха.

Устройство и принцип работы психрометра.

IV. Ролевая игра. Выступления учащихся.

Учитель: Но так ли это важно, знать влажность воздуха?

Сегодня я пригласила к нам на урок работников некоторых профессий и попросила их ответить на вопрос: Какое влияние оказывает влажность воздуха на нас и окружающую среду? Послушаем их ответы.

Сообщения учащихся:

Косметолог: Я косметолог и знаю, что каждый человек хочет выглядеть привлекательно, долгое время оставаться молодым и красивым. Первая проблема, с которой сталкиваются люди – это появление морщин.Немалую роль в развитии морщин у молодых людей играют различные внешние влияния, в том числе избыточно сухой или влажный воздух. Находясь в условиях постоянно повышенной влажности воздуха, наша кожа впитывает воду и растягивается. Подвергаясь длительному растяжению, она не может быстро сократиться, отвисает и покрывается морщинами..

Под воздействием сухого воздуха кожа становится бледной, сухой, начинает шелушиться, появляется раздражение. Все это способствуют более быстрому старению кожи.

Наши волосы, в сухом воздухе, испаряя влагу, становятся тоньше и растрескиваются, секутся на концах и легко обламываются при расчесывании. Прическа в этом случае выглядит ужасно.

Обогревательные приборы, работающие в зимний период, сушат воздух и вызывают испарения влаги с кожи. Сухой воздух, подобно губке, ищет и впитывает влагу везде, где бы она ни встретилась. Наша кожа не исключение. Чтобы полностью избежать сухости кожи зимой, достаточно не подвергать ее воздействию сухого воздуха, возникающего при работе обогревательных приборов. Для этого относительная влажность в помещении должна быть не менее 50 %. Зимой она обычно составляет не более 20 %. Для поддержания нужного уровня влажности можно вывешивать мокрые полотенца или ставить на батарею ванночку с горячей водой.

Врач: Наш организм на две трети состоит из воды, поэтому относительная влажность воздуха влияет на здоровье и самочувствие. Чем меньше влажность, тем быстрее испарение при дыхании, что способствует охлаждению тела. Следствием сухого воздуха является подверженность организма простудным инфекциям. Простуда и насморк распространяются воздушно-капельным путем или через телесный контакт с больным. Главная функция кожи - быть барьером для бактерий. Если кожа и слизистые оболочки носоглотки сухие, то барьер становится менее эффективным. Люди, носящие контактные линзы, в условиях сухого воздуха часто жалуются на раздражение слизистой оболочки глаз. Даже те, кто не имеет проблем со зрением, могут испытывать неблагоприятное воздействие сухого воздуха на глаза. Это так называемый синдром "сухого глаза". Сухой воздух способствует повышенной испаряемости слезы. Слезы же поддерживают постоянную влажность глазного яблока, обеспечивая гладкость и чистоту роговицы. Работая "всухую", наши глаза излишне напрягаются, быстрее утомляются. Помочь нашим глазам можно увлажняя веки с помощью холодных примочек из настоя цветков ромашки аптечной. Сухой воздух приводит к ослаблению иммунной системы в целом, обостряет кожную аллергию. Кроме того, он приводит к тому, что пыль летает по всей комнате, и ее частицы попадают в органы дыхания, что может привести к легочным заболеваниям. Для того чтобы связать мелкие частицы пыли, нужно либо ежедневно выполнять влажную уборку, либо установить в комнате увлажнитель воздуха.

Психолог: Влажность воздуха сыграла и играет немалую роль в развитии различных людских темпераментов. Постоянная влажность, заполняя поры тела, замедляет циркуляцию жидкостей в организме, ослабляет сосудо-двигательную систему, лишает организм энергии, притупляет чувствительность, словом, человек становится медлительным и инертным флегматиком. Живя на болотистой и поросшей лесом почве, среди тумана, под небом, покрытым густыми облаками, в условиях большой влажности, человек меняется, в результате наблюдается побеление кожных покровов, волос, становятся бледными и глаза.

Эколог: Нам, экологам, также необходимо знать влажность воздуха, так как она является одним из элементов характеристики климата земной поверхности и определяет собой количество атмосферных осадков. Конденсируясь в мельчайшие капельки тумана или в частицы снега, воздушная влага создает помутнение атмосферы, из-за чего происходит задержка солнечного света, вследствие поглощения и рассеивания световых лучей. В крупных промышленных центрах санитарные мероприятия по увеличению солнечной радиации сводятся к борьбе с дымом, т.к. водяные пары в виде тумана и облаков собираются вокруг мельчайших частиц воздушной пыли – центров конденсации. Если к тому же слой теплого воздуха располагается над слоем холодного, то промышленные загрязнения с капельками влаги удерживаются вблизи земли, порождая смог. Влажность воздуха существенно влияет и на теплообмен организма человека с окружающей средой. При высокой температуре и высокой влажности теплоотдача резко сокращается, что ведёт к перегреванию организма, особенно при выполнении физической работы. Высокая температура легче переносится, когда влажность воздуха понижена. Так, при работе в горячих цехах с температурой воздуха 25° С относительная влажность должна быть 20 %. Наиболее благоприятной для человека в нормальных условиях является относительная влажность 40—60 %.

Агроном: Специалистам сельского хозяйства приходится постоянно сталкивать с определением влажности воздуха. Для нормального роста и развития растений должны создаваться определенные благоприятные условия. В частности к ним относится и влажность воздуха. Например, для огурцов влажность воздуха должна быть 60 %, при меньшей влажности огурцы становятся горькими из-за вещества глюкозида кукурбитацина, которое и сигнализирует о неблагоприятных условиях выращивания огурца. У томатов же при такой влажности не могут завязаться плоды, и растение сбрасывает цветки.

Весенние заморозки – настоящее бедствие для плодовых и овощных культур. Заморозки могут наступить только в ясную ночь, когда тепловое излучение почвы больше, чем тепловое излучение атмосферы. Но, если влажность воздуха велика и воздух близок к насыщению парами, то при понижении температуры воздух может стать насыщенным и начнет выпадать роса. Воздух у поверхности почвы при образовании росы не будет охлаждаться ниже точки росы и вероятность наступления заморозка уменьшится. Почему заморозки чаще всего происходят в мае? Это и понятно, если вы посмотреть, как изменяется в течение года среднемесячная влажность воздуха. Месяц май – самый сухой из всех бесснежных месяцев. Чтобы предохранить молодые растения от губительного действия низких температур можно, если синоптики обещают заморозки, поздно вечером обильно полить землю вокруг растений, а перед рассветом устроить им дождевание или создать над растениями дымовое облако.

Метеоролог: Проще всего определить изменение относительной влажности воздуха. Вам уже известно, что кожа и волосы человека чутко реагируют на изменение влажности воздуха: волосы становятся длиннее, кожа – мягче. Реагируют на изменение влажности и растения. Например, при увеличении влажности воздуха многие цветы (одуванчик, вьюнок и др.) сжимают свои соцветия, а рябина начинает сильно пахнуть. Обычно это бывает перед дождем. Клен, жимолость и некоторые комнатные растения при большой влажности выделяют капельки влаги на краях своих листочков. Хвойные деревья (особенно это заметно у ели) при увеличении влажности опускают ветви, а при уменьшении – поднимают. Перед дождем чешуйки сосновой шишки плотнее прижимаются друг к другу, а в сухую погоду, наоборот, раскрываются, отчего шишка становится ершистой.

Для точного определения относительной влажности воздуха метеорологи пользуются прибором, состоящим из двух одинаковых термометров. Вы уже слышали, что появление или отсутствие заморозка тесно связано с количеством воды, находящейся в воздухе, т.е. относительной влажностью, поэтому психрометрическую таблицу можно переделать в термограмму возможных заморозков.

Кондитер, работник картинной галереи.

V. Самостоятельная работа учащихся. Постановка проблемы:

Вам нужно определить относительную влажность воздуха, но в вашем распоряжении имеется лишь один термометр. Предложите свой план действий. (Выслушиваются варианты ответов).

1.Практическая работа:

Определите самостоятельно относительную влажность воздуха в кабинете, пользуясь термометром. Для этого проделайте следующее:

1.измерьте температуру воздуха в классе и запишите в тетради.

2.смочите кусочек бинта и оберните им резервуар термометра. Следите за понижением температуры. Как только оно прекратится, запишите показания.

3.найдите разность температур сухого и влажного термометра и, пользуясь психрометрической таблицей определите относительную влажность воздуха в кабинете.

Ответьте на вопрос: Возможна ли ситуация, при которой влажность воздуха в разных местах кабинета, комнаты будет различна?

Место определения влажности	Показания сухого термометра	Показания влажного термометра	Психрометрическая разность	Относи тельная влажность
1.Кабинет № 33 2.Библиотека 3.Кабинет информатики 4.Столовая 5.Коридор 1-ого этажа

Температуры воздуха в библиотеке, компьютерном классе, столовой и в коридоре школы были измерены ребятами заранее.

2. Работа с психрометрической таблицей.

tсух	tвл	tсух-tвл	φ, %
18	15	?	?
20	?	?	44
?	?	6	56

VI. Подведение итогов урока.

1.Суммирование новой информации

1.в воздухе всегда содержится некоторое количество водяного пара.

2.плотность водяного пара в данных условиях называют абсолютной влажностью воздуха

3.В зависимости от температуры воздух может удерживать различное количество водяных паров; чем больше температура воздуха, тем больше водяного пара требуется воздуху для насыщения.

4.степень насыщенности воздуха водяными парами называют относительной влажностью

5.если ненасыщенный воздух охлаждать, то он становится насыщенным при некоторой температуре и начинает конденсироваться – выпадает роса; температура в этом случае называется точкой росы

2. Выполнить постер по теме сегодняшнего урока из рисунков, которые лежат перед вами. Объяснить смысл своего постера (Как та или иная картинка связана с темой нашего урока).

3. Создать синквейн по теме «Влажность воздуха»

Влажность.

Абсолютная , относительная.

Вредит, помогает, очищает.

Влажность играет большую роль.

Водяной пар.

4. Рефлексия

Что больше всего понравилось в ходе урока?

Что не понравилось?

Что, на ваш взгляд, можно было бы изменить?

О чем хотели бы узнать больше?

IV. Домашнее задание:

§ 17. Написать народные приметы, связанные с влажностью воздуха.

V.Оценивание учащихся.