Исследовательская работа "Влажность воздуха"

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение Теньковская средняя школа

Исследовательская работа

Влажность воздуха

Выполнил: Калькин Николай, 8 класс

Руководитель: Птицына Елена Анатольевна

Введение

Воздух – неотъемлемая часть в жизни каждого человека – это один из источников жизни. Человек не может жить без воздуха. А что такое воздух, из чего он состоит и как влияет на человека? Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара. Важное значение для человека наряду с температурой и давлением атмосферы имеет количество в ней водяных паров. Изучение и измерение влажности воздуха и влияние ее на жизнедеятельность человека – основная цель моей работы.

От влажности зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. А испарение влаги имеет большое значение для поддержания температуры тела постоянной.

 Влажность влияет не только непосредственно на самого человека, но на окружающий его мир. Хранение произведений искусства и книги требуют поддержания влажности воздуха на необходимом уровне.   Для разных продуктов питания тоже существует определенная влажность, при которой она сохранится свежей намного дольше. Поэтому  задачей моих исследований на практике, это измерить влажность воздуха в разных помещениях нашей школы. Мы знаем, что большое значение имеет знание влажности в метеорологии для предсказания погоды. Хотя количество водяного пара в атмосфере сравнительно невелико (около 1%), роль его в атмосферных явлениях значительна. Конденсация водяного пара приводит к образованию облаков и последующему выпадению осадков. При этом выделяется большое количество теплоты, и наоборот, испарение воды сопровождается поглощением теплоты.   Таким образом, каждый человек должен знать каким воздухом он дышит и соответствует ли его концентрация для хорошего самочувствия и здоровья.

Основная часть

В окружающем нас воздухе практически всегда находится некоторое количество водяных паров. Влажность воздуха зависит от количества водяного пара, содержащегося в нем.

Сырой воздух содержит больший процент молекул воды, чем сухой.
Большое значение имеет относительная влажность воздуха, сообщения о которой каждый день звучат в сводках метеопрогноза.

Относительная влажность — это отношение плотности водяного пара, содержащегося в воздухе, к плотности насыщенного пара при данной температуре, выраженное в процентах.

На практике обычно определяют относительную влажность. Чем она ниже, тем воздух менее насыщен водяными парами и тем быстрее будет происходить испарение пота с поверхности тела, увеличивая теплоотдачу.

Влажность воздуха поддерживает плотность кислорода в атмосфере, влияет на тепловой обмен и потоотделение. Влажный воздух размягчает кожу и увлажняет тело. Особенно чувствительны к высокой влажности больные гипертонической болезнью и атеросклерозом. В большинстве случаев обострение заболеваний сердечно-сосудистой системы возникает при высокой относительной влажности (80—95%). У многих людей дождливые дни накладывают отпечаток даже на внешний вид, нередко лицо становится бледным. При резком изменении температуры возникают вспышки острых респираторных инфекционных заболеваний.

Сухость или влажность воздуха зависит от того, насколько близок его водяной пар к насыщению.

Если влажный воздух охлаждать, то находящийся в нем пар можно довести до насыщения, и далее он будет конденсироваться.
Признаком того, что пар насытился является появление первых капель сконденсировавшейся жидкости – росы. Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.
Точка росы также характеризует влажность воздуха.
Примеры: выпадение росы под утро, запотевание холодного стекла, если на него подышать, образование капли воды на холодной водопроводной трубе, сырость в подвалах домов.

Для измерения влажности воздуха используют измерительные приборы - гигрометры. Существуют несколько видов гигрометров, но основные: волосной и психрометрический.

Так как непосредственно измерить давление водяных паров в воздухе сложно, относительную влажность воздуха измеряют косвенным путем.

Принцип действия волосного гигрометра основан на свойстве обезжиренного волоса ( человека или животного) изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха, в котором он находится. Волос натянут на металлическую рамку. Изменение длины волоса передаётся стрелке, перемещающейся вдоль шкалы. Волосной гигрометр в зимнее время являются основным прибором для измерения влажности воздуха вне помещения.

Более точным гигрометром является гигрометр психрометрический – психрометр.
 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. Определив разность показаний сухого и увлажненного термометров , по специальной таблице, расположенной на психрометре, находят значение относительной влажности.

В природе происходят и суточные колебания влажности воздуха, которые влияют на активность организмов. Между влажностью и температурой есть тесная связь. Температура по разному влияет на организм при высокой или низкой влажности У растений и животных появились приспособления к разной влажности. Например, у растений – развита мощная корневая система, утолщена кутикула листа, листовая пластинка уменьшена или превращена в иголки и колючки. У саксаула фотосинтез идет зеленой частью стебля. Рост в период засухи у растений прекращается. Кактусы запасают влагу в расширенной части стебля, иголки вместо листьев уменьшают испарение.

Содержание водяных паров в атмосфере зависит от географических условий. Вблизи морей влажность выше (70—80%); по мере удаления в глубь континента она уменьшается. Летом в Средней Азии влажность составляет 10—15%, в оазисах Сахары снижается до 4—5%. Частые дожди и туманы поддерживают атмосферу в более влажном состоянии. В Санкт-Петербурге насчитывается примерно 200 дождливых дней в году, Казани — 90, Самарканде – 60.

Влияние влажности на организм человека неразрывно связано с температурой воздуха. Большая влажность воздуха усиливает неблагоприятное воздействие как высоких, так и низких температур.

При температуре воздуха выше 25 °С большая влажность способствует перегреванию организма вследствие затруднения отдачи тепла путем испарения воды с поверхности кожи. Даже при отсутствии видимого потоотделения (при 15—20°С) человек теряет через кожу около 0,4—0,6 л воды в сутки и с выдыхаемым воздухом — 0,3—0,4 л. В результате перегревания наблюдаются ухудшение самочувствия, ощущение тяжести и духоты, понижается работоспособность и т. Д.

Нормальная относительная влажность в жилых помещениях в зависимости от температуры колеблется от 30 до 60 %. При температуре воздуха 16—20 °С для людей, находящихся в покое, нормальная влажность составляет 40—60 %; при температуре выше 20 °С или ниже 15 ⁰С, а также при физической работе она не должна превышать 30-40%.

Для поддержания нормальной влажности воздуха в помещениях необходимо соблюдать нормы вентиляции, площади и объема, изолировать стены зданий от грунтовой воды, не производить в комнатах какие-либо работы, увеличивающие сырость (приготовление пищи, стирка белья).

Значительная влажность в сочетании с низкой температурой воздуха способствует охлаждению организма. Это объясняется тем, что теплоемкость водяных паров больше теплоемкости воздуха, поэтому на нагревание холодного сырого воздуха расходуется больше тепла. В результате выпадение влаги из воздуха кожа и ткани одежды увлажняются и становятся более теплопроводными (теплопроводность воды в 25 раз больше теплопроводности воздуха). Небольшая влажность в Сибири и на горных вершинах помогает легче переносить низкую температуру воздуха. В Сочи даже при сравнительно небольшом морозе бывает холоднее из-за высокой влажности воздуха. Колебания температуры в сухом климате переносятся легче, чем в сыром.

Продолжительное пребывание людей в сырых, плохо отапливаемых помещениях понижает сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям, а также к ревматизму, туберкулезу и заболеваниям почек.

Таким образом, сырой воздух вреден для организма как при высокой, так и при низкой температуре.

Не менее вредна для нашего организма и недостаточная влажность воздуха.

Кожа начинает неминуемо сохнуть, а как результат более подвержена различным раздражителям, восприимчива к аллергенам, а также гораздо быстрее стареет. Связано все это с тем, что сухой воздух стремится к насыщению влагой и начинает подобно губке «всасывать» ее из всех возможных источников. Под ударом оказывается и наша кожа. Активно идет испарение влаги с поверхности кожи, организм задействует все свои резервы, как результат постоянная жажда и сухость во рту – еще одно неприятное последствие. Увлажнять кожу помогают различные специально разработанные крема и тоники. Но бороться с сухостью кожи в таком случае значит пытаться ликвидировать последствия, только лишь симптомы, а вовсе не саму первопричину. Нужно обратить внимание на поддержание необходимой влажности в помещении, ведь большую часть своего времени мы проводим именно там.

  От сухого воздуха страдают и глаза, так как в таких условиях начинает слишком повышаться испаряемость слезы, которая крайне необходима. Слезы увлажняют глазные яблоки, смывают с них инородные частички, кроме этого, слезы обладают сильнейшим антибактериальным действием, за счет содержания в них лизоцима. В результате функционирования глаз «на сухую» увеличивается утомляемость глаз, развиваются болезнетворные вирусы, ухудшается зрение. От сухости глаз более всего страдают люди, которые носят контактные линзы, ведь для них увлажнение глазного яблока крайне важно.

Перечислять примеры последствий излишней сухости воздуха на человека можно бесконечно. Это и усугубление аллергии, и болезни дыхательных путей. Сухой воздух разрушает защитные барьеры человеческого организма. Пагубно влияя на слизистую носа и состояние кожи, он понижает иммунные силы человека, делая его более подверженным инфекционным заболеваниям.

  Насытить воздух влагой,   можно путем испарения дополнительных объемов воды в помещении, то есть устанавливаются открытые емкости с водой, которая, испаряясь, делает воздух более влажным. Но соотнесите размеры помещения с количеством испарившейся влаги – и вам станет ясно, что данный метод предполагает большое число таких емкостей.  

Другую тактику увлажнения воздуха с использованием подручных средств использовали в отопительный сезон – батареи, которые дополнительно и весьма в большой мере сушат воздух, накрываются влажными плотными полотенцами. Под воздействием высокой температуры испаряется вода очень интенсивно, так что действие оказывается весьма кратким. Необходимо постоянно сменять «одежку» батарей на новую – вновь смоченную. А значит это утомительный способ, требующий постоянного контроля и желательно пребывания в квартире практически круглосуточно.

Огромным недостатком обоих методов применяющих «естественное испарение» является и то, что этими способами невозможно поддерживать постоянный уровень влажности, а постоянство этого показателя зачастую очень важно.   Считается, что наличие большого числа растений в доме могут в положительную сторону повлиять на влажность воздуха.  Они не только могут очищать воздух от вредных примесей. Листья растений испаряют воду и способствуют повышению влажности воздуха, а это улучшает самочувствие людей. Конечно, для улучшения климата в помещении используют, прежде всего, такие растения, которые испаряют большое количество влаги. Например, циперус поглощает в день около литра воды. Только два процента этой жидкости растение усваивает, а остальное вновь испаряет. Еще больше повысится влажность воздуха в квартире, если  устроить комнатный садик с крошечным водоемом. Для этого нужно посадить несколько красивых растений в небольшую чашу и поместить туда, например, какой-нибудь причудливый камень, к которому присоединен насос. Благодаря этому фонтанчику климат в комнате значительно улучшится. Кроме того, журчание воды действует успокаивающе и создает уютную атмосферу.

Используют для увлажнения и аквариумы, и фонтаны. Это красиво и полезно. Но опять же в недостаточной мере.  

Воздух с высокой относительной влажностью с улицы понижает влажность в квартире.  Предположим, что температура за окном составляет -20 градусов, а внутри помещения +20. Даже учитывая то, что относительная влажность в помещении будет значительно ниже той, которая установилась на улице – допустим 60% и 80% соответственно – абсолютная влажность воздуха на улице намного ниже. Это несоответствие связано с тем, что относительная влажность привязана к конкретной температуре. Так в нашем случае в одном кубическом метре воздуха на улице содержится всего 1 грамм воды, а дома целых 9.  Вот и выходит, что, попав в квартиру, уличный воздух нагревается, но содержание в нем воды остается прежним. А значит, смешавшись с более влажным воздухом квартиры, он понизит и его относительную влажность. 

Проблему увлажнения воздуха, конечно же, не обошли вниманием ни наука, ни техника. Сейчас существует огромный выбор увлажнителей воздуха, способных поддерживать необходимую влажность воздуха в любых помещениях.

Увлажнение воздуха в квартире – важнейший пункт в создании микроклимата, который будет положительным образом влиять на ваше здоровье. Но во всем требуется рациональный подход: нельзя перебарщивать с увлажнением.

Оптимальные и допустимые параметры температуры и относительной влажности воздуха в помещениях .

Так как в течение учебного года нам приходится больше времени проводить в школе, то не маловажную роль играет состояние влажности в учебных кабинетах. Поэтому в своей работе я измерил относительную влажность воздуха, чтобы убедиться , отвечает ли санитарным нормам условия наших кабинетов. Измерения проводились в предметных кабинетах и коридорах, столовой и  библиотеке, а также в дошкольной группе.

 Определение влажности в разных помещениях  

В результате проведённого эксперимента было выявлено следующее: относительная влажность воздуха возрастает с высотой этажа; в большинстве кабинетов влажность воздуха соответствует норме.  Отмечено, что оптимальная влажность воздуха в кабинетах с большим количеством растений.

Заключение.

    Рассмотрев поставленные мною вопросы, я пришел 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 жизнедеятельность человека.  

Влажность воздуха, существенно влияя на теплообмен организма с окружающей средой, имеет большое значение для жизнедеятельности человека.

Люди весьма восприимчивы к влажности. От нее зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи. При высокой влажности, особенно в жаркий день, испарение влаги с поверхности кожи уменьшается и поэтому затрудняется терморегуляция человеческого организма. В сухом воздухе, напротив, происходит быстрое испарение влаги с поверхности кожи, что приводит к высыханию слизистых оболочек дыхательных путей.

В воздухе с большой относительной влажностью испарение замедляется и охлаждение незначительно. Жара труднее переносится при высокой влажности воздуха. В этих условиях затруднен отвод тепла за счет испарения влаги. Поэтому возможен перегрев тела, нарушающий жизнедеятельность организма. Для оптимального теплообмена человеческого организма при температуре 20-25°С наиболее благоприятна относительная влажность порядка 50%.

Таким образом, можно сделать следующий вывод:

·        При низкой температуре и высокой влажности воздуха повышается теплоотдача и человек подвергается большему охлаждению

·        При высокой температуре и высокой влажности воздуха 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 оптимальное влияние на теплообмен и самочувствие оказывает относительная влажность воздуха 20%.

·        Наиболее благоприятной для человека в средних климатических условиях является относительная влажность воздуха 40-60%. Такая влажности, например, поддерживается в космических кораблях.

·        Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в помещениях применяют вентиляцию, кондиционирование воздуха и др.

   Также следует отметить:

Температура в жилых помещениях  должна быть не ниже 18^◦С, а в угловых комнатах – не ниже 20^◦С. Температура для учебных помещений не должна быть ниже 16 – 18 ^◦С для спортивного зала – 16^◦С; для рекреаций, коридоров, лестничных пролетов, столовых – 14^◦С. Относительная влажность воздуха в комнатах и школьных помещениях должна составлять 40 – 60%, а его подвижность – от 0,1 до 0,15 м/с.

Для хорошего самочувствия и здоровья необходимо, чтобы относительная влажность была в пределах от 40 до 60%. Оптимальная влажность составляет 45%.

Приложение 2

Приложение3

Скачано с www.znanio.ru