Муниципальное общеобразовательное учреждение
"Средняя школа №48"
Исследовательская работа
На тему:
«Влажность в жизни человека»
Ярославль, 2023 г.
Содержание
Введение3Глава 1. Знакомство с основными понятиями влажности и её ролью в жизни человека5 1.1. Основные понятия и характеристики влажности5 1.2. Влияние влажности на здоровье человека7 1.3. Воздействие влаги на домашние растения13Глава 2. Изучение приборов и измерение влажности15 2.1. Приборы для измерения влажности15 2.2. Процесс измерения влажности и проведения опыта16Заключение18Список библиографических и других источников19Приложение 1……...……...……………………………………...……………... 20
Атмосферный воздух представляет собой
смесь различных газов и водяного пара. Большое значение для человека наряду с
температурой и давлением атмосферы имеет количество в ней водяных паров.
Относительная влажность воздуха - важный экологический показатель среды. От
влажности зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. А
испарение влаги имеет большое значение для терморегуляции организма. При
слишком низкой или слишком высокой влажности наблюдается быстрая утомляемость
человека, ухудшение восприятия и памяти.
Влажность влияет не только непосредственно на самого
человека, но на окружающий его мир. Хранение произведений искусства и книг
требуют поддержания влажности воздуха на необходимом уровне. Поэтому в музеях
на стенах можно видеть психрометры (приборы для измерения
влажности). Продукты питания, строительные материалы и даже многие электронные
устройства допускается хранить в строго определённом диапазоне относительной влажности
воздуха. Многие технологические процессы возможны только при строгом контроле
содержания паров воды в воздухе производственного помещения. Хотя количество
водяного пара в атмосфере сравнительно невелико, роль его в атмосферных
явлениях значительна. Известно, что большое значение имеет знание влажности в
метеорологии для предсказания погоды. В сухом воздухе, имеющем малую
относительную влажность, испарение (и связанное с ним охлаждение) происходит
быстро. В воздухе с большой относительной влажностью испарение замедляется и
охлаждение незначительно.
Так как влажность влияет на здоровье и самочувствие человека, то очень важно уметь измерять уровень влаги и знать соответствует ли он норме в помещениях, где мы проводим большую часть времени.
Актуальность исследования:
Влажность один из основных экологических показателей, она оказывает важное влияние на жизнь человека, в том числе и на здоровье, поэтому важно знать об уровне влажности в помещениях, где мы проводим значительную часть времени, как можно больше.
Цель исследования:
Измерить и установить, соответствует ли норме уровень влажности в школе и квартире.
Задачи исследования:
1. Ознакомиться с основными характеристиками влажности;
2. Понять, как влияет влажность на здоровье и самочувствие человека;
3. Изучить воздействие влаги на домашние растения;
4. Подготовить приборы для измерения уровня влажности;
5. Сделать брошюру с рекомендациями по поддержанию нормального уровня влаги в помещениях.
6. Предоставить фотоотчёт о проделанной работе
Предмет исследования:
Влажность в школе и дома.
Объект исследования:
Школьное и домашнее помещения.
Гипотеза:
Уровень влажности в школе и дома соответствует норме.
Практическая значимость:
Результаты исследований могут использоваться для улучшения микроклимата в школе.
Продукт проекта:
Брошюра с советами о том, как поддерживать оптимальный уровень влажности в помещении.
Влажность воздуха – содержание в атмосферном воздухе водяного пара, выраженное в абсолютных или относительных единицах.
Упругость водяного пара е – это парциальное давление водяного пара, измеренное в единицах давления (в гектопаскалях гПа). При данной температуре упругость водяного пара не может превышать некоторого предельного значения, называемого упругостью насыщения Е.
Упругость насыщения – это максимально возможная упругость при данной температуре.
Точка росы (td) – температура, при которой воздух достигает состояния насыщения при данном содержании водяного пара и неизменном давлении. Для ненасыщенного воздуха tt или d < t.
Дефицит точки росы – разность между температурой воздуха и точкой росы: t D
t D = t – td ,°C
Абсолютная влажность а – масса водяного пара в граммах в одном кубическом метре воздуха:
где е – упругость водяного пара, гПа;
α = 0,004 – термический коэффициент объемного расширения воздуха;a
t – температура воздуха в °С.
Удельная влажность q – количество водяного пара в граммах в одном килограмме влажного воздуха:
где Р – давление воздуха, гПа; е – упругость водяного пара, гПа.
Относительная влажность f – процентное отношение фактической упругости водяного пара, содержащегося в воздухе, е , к упругости насыщения в условиях одинаковой температуры:
где е – упругость водяного пара, гПа; Е – упругость насыщения, гПа.
Дефицит насышения d – разность между максимально возможной упругостью водяного пара при данной температуре воздуха (упругость насыщения) Е и фактической упругостью находящегося в воздухе водяного пара е:
d = Е – е, гПа.
Виртуальная температура tv – это расчетная температура сухого воздуха в оС, при которой его плотность равна плотности влажного воздуха.
Введение виртуальной температуры позволяет учитывать влияние влажности на плотность воздуха. Эффект этого влияния при низких температурах мал и достигает значительной величины при высоких значениях температуры и относительной влажности (t > +20°С, f > 50%).
Виртуальная температура может быть рассчитана следующим образом:
tv = t (1 + 0,608 q) или tv = t + 0,608 q t,
где tD v –t – виртуальный добавок, оС; q – удельная влажность, г/кг.
Таким образом, виртуальная температура выше температуры сухого воздуха на значение виртуального добавка.
(«смоченный» термометр), измеренных в градусах Цельсия.
Психрометрические таблицы служат для определения характеристик влажности воздуха по значениям температуры воздуха t («сухой» термометр) и t
В основу таблиц положена зависимость упругости насыщения водяного пара от температуры.
Считается, что нормальный уровень влажности в помещении для человека от 30% до 45% зимой и от 30% до 65% летом, а оптимальный в квартире от 40% до 65%. Сильным отклонением от нормы считается уровень влаги превышающий 60% зимой и 70% летом, которое может привести не только к плохому самочувствию, но и к серьёзным проблемам со здоровьем. Влажность воздуха на кухне и в санузлах документом не ограничена, так как в этих комнатах она повышается периодически, и её уровень нормализуется с помощью вентиляции.
Как поддерживать нормальный уровень влажности
Сейчас создать нужный климат в своей квартире, доме или офисе становится намного проще. Для этого разработаны специальные увлажнители воздуха, используя которые вы забудете о проблеме сухости воздуха. Путём нехитрых настроек на этом приборе можно добиться любых нужных показаний влажности: от комфортных для человека в жилом помещении, до повышенных для выращивания растений или любых других промышленных нужд.
В современной жизни увлажнитель воздуха просто незаменим.
Высокий уровень влажности
Повышенная влажность воздуха может привести к следующим проблемам:
· Возрастает нагрузка на организм, причем страдает от повышенной влажности именно сердце что, опасно для людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями;
· Повышенная влажность вредна для болеющих астмой, она вызывает спазмы, отеки бронхов и, как результат, затруднение дыхания;
· Болеющие остеохондрозами и артритами также трудно переносят повышенный уровень влажности;
· Благоприятные условия для увеличения популяции домашних пылевых клещей;
· Образование плесени;
· Развитие инфекционных болезней.
Усугубление хронических заболеваний
В условиях повышенной влажности происходит обострение и прогрессирование болезней лёгких. У людей с астмой, бронхитом и другими болезнями дыхательной системы возникают спазмы, отёки и приступы удушья.
В жаркое время года повышенная влажность в квартире приводит к перегреванию организма, слабости и ухудшению самочувствия у людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Помимо этого, постоянное нахождение в сыром помещении приводит к обострению остеохондроза и артрита.
Развитие инфекционных болезней
Сырой воздух — это благоприятная среда для развития инфекций. В помещениях с высокой влажностью обостряются сезонные болезни и ОРВИ. Течение болезней органов дыхания усугубляется, и процесс выздоровления затягивается.
Помимо этого, сырой воздух снижает иммунитет, ослабляя сопротивляемость организма вирусными инфекциями — человек чаще заболевает и медленней выздоравливает.
Во влажной среде активно размножается не только плесень, но и пылевые клещи, которые также негативно воздействуют на человеческий организм. Пылевые клещи вызывают аллергию, бронхиальную астму, атопический дерматит, конъюнктивит и даже отёк Квинке.
Ещё одна опасность повышенной влажности в помещении — это создание идеальных условий для активного размножения спор плесени. Они витают в воздухе и оседают на еде, поэтому человек их не только вдыхает, но и проглатывает, в результате чего происходит интоксикация организма.
Плесень может вызвать расстройство желудка, боль в животе, а также аллергические реакции. Из-за вдыхания частиц плесени может происходить заражение инфекциями дыхательных путей. Споры также поражают слизистые оболочки, это может спровоцировать развитие хронического насморка, кашля и конъюнктивита.
При длительном воздействии могут развиваться кожные заболевания, слабость, сонливость, головные боли, болезни органов дыхания и рак.
Действие токсичных паров
Под воздействием повышенной влажности предметы обстановки квартиры, выполненные из ДСП, фанеры и других материалов, начинают выделять ядовитый газ — формальдегид. Вдыхание этого соединения вызывает слабость, головные боли и заболевания лёгких. А при длительном воздействии формальдегида есть риски развития рака и генетических изменений.
В норме излишняя влага должна выводиться из квартиры через вытяжные каналы, она не должна «просачиваться» в дом из соседних помещений и с улицы. В противном случае влага накапливается и не успевает удаляться.
Основные причины повышенной влажности воздуха в квартире:
· Плохая вентиляция — главная причина сырости. Без циркуляции воздуха влажный воздух не выводится из помещения.
· Строительные недостатки: щели в стыках стеновых конструкций, использование отделочных материалов, впитывающих влагу, а также плохая гидроизоляция стен.
· Аварийная ситуация: протечка труб, крыши, затопление соседями сверху.
· Сырой или затопленный подвал. В квартиры на первом этаже проникает влажность из подвала.
· Недостаточный или неравномерный прогрев помещения. При скачках температуры образуется конденсат, из-за чего повышается влажность.
· Отсутствие солнечного света. Если окна квартиры выходят на северную сторону или дом находится в тени деревьев, влажность в них выше, чем в светлых помещениях.
· Жизнедеятельность людей: частая стирка и сушка белья внутри квартиры, приготовление пищи, принятие ванны или душа.
Методы снижения влажности в квартире:
§ Наладьте вентиляцию. Это главный способ снижения влажности, без которого остальные методы не дадут хороших результатов.
§ Не допускайте скачков температуры в помещении в холодное время года. Когда центральное отопление не работает или даёт недостаточно тепла, используйте обогреватели или тёплые полы.
§ Во время готовки включайте вытяжку, чтобы лишняя влажность выводилась из квартиры.
§ Если в квартире есть кондиционер, то включайте на нём режим осушения.
§ Сушите бельё на балконе или пользуйтесь стиральными машинами с сушкой.
§ Чаще открывайте шторы, чтобы в окна попадал солнечный свет.
Из-за недостаточного воздухообмена излишняя влага не удаляется в вытяжку в ванной комнате и кухне. Чтобы влага выводилась, должен быть постоянный приток воздуха, который вытолкнет отработанный влажный воздух в центральную вытяжную вентиляцию. Обязательное условие для приведения влажности в норму — это организация правильной вентиляции.
Низкий уровень влажности
Влажность в помещении напрямую зависит от влажности воздуха на улице и факта его дополнительного обогрева или, наоборот, кондиционирования. Летом влажность уличного воздуха выше, поэтому и в помещениях она, как правило, находится в пределах нормы. Однако, её может снизить работа кондиционера, так как при охлаждении воздуха устройство конденсирует и выводит влагу из помещения через дренажный шланг. При длительной работе кондиционера влажность может опуститься ниже допустимого уровня.
С приходом холодов уровень влажности на улице снижается, так как холодный воздух не может «вмещать» в себе столько влаги, сколько способен содержать в себе тёплый. По этой причине и в квартиры начинает поступать менее влажный воздух, который затем подогревается отоплением, что снова приводит к снижению относительной влажности. Именно поэтому проблема низкой влажности в помещении остро стоит зимой, когда этот показатель может опускаться ниже 20–30%.
Последствия сухого воздуха в помещении не ограничиваются дискомфортом кожи и слизистых оболочек, так как низкая влажность воздуха также сказывается на иммунитете, течении хронических болезней и механизмах саморегуляции организма.
· Сильная жажда
При нормальной влажности слизистая оболочка носа увлажнена и эффективно задерживает бактерии и вирусы — они не проникают дальше в организм и не могут вызвать болезнь. Так работает местный иммунитет человека. А если воздух в помещении сухой, то у человека пересыхают слизистые оболочки, снижается местный иммунитет и инфекция легко минует защитный барьер.
Вдыхание сухого воздуха приводит к развитию или обострению заложенности носа, астмы, бронхита, ларингита, фарингита, трахеита и других заболеваний дыхательной системы. Пересушенные из-за низкой влажности воздуха слизистые не в силах защитить организм от бактерий, вирусов или аллергенов, вызывающих эти болезни.
Из-за пересыхания слизистых оболочек носа и рта, организм становится чувствительнее к аллергенам. Кроме того, при низкой влажности аллергены почти не оседают вместе с мельчайшими частичками влаги, а наоборот, витают в воздухе, усугубляя проблему. В результате на пересушенную
слизистую попадает большое количество раздражителей, которые вызывают аллергическую реакцию.
Перед тем, как вдыхаемый воздух попадёт в лёгкие, слизистым оболочкам нужно его подготовить — подогреть до температуры тела и повысить влажность до 100%. Именно такой воздух требуется для нормального процесса дыхания. Если же воздух в квартире сухой, то на его увлажнение при вдыхании приходится тратить много влаги, из-за чего возникает дефицит жидкости в организме, и человек начинает испытывать постоянную жажду.
Дефицит жидкости в организме из-за дыхания сухим воздухом приводит к преждевременному старению кожи, сухости, появлению на ней трещинок, покраснений и шелушений. У людей, страдающих атопическим дерматитом, ксерозом кожи или псориазом, усугубляются проявления болезни.
Кроме того, при постоянном нахождении в помещениях с пересушенным воздухом кожа становится более чувствительной к инфекциям, воспалениям и ранкам, тогда как регенерация замедляется.
Из-за пересушенных слизистых у человека появляется постоянное першение в горле и кашель, что может помешать засыпанию и качеству сна. Также многие люди во сне запрокидывают голову и дышат ртом, тем временем пыль и другие вредные составляющие воздуха оседают на слизистой оболочке. Из-за этого возникает заложенность носа, кашель, которые приводят к пробуждению по ночам или храпу. Помимо этого, человек может просыпаться по ночам и из-за жажды, вызванной вдыханием сухого воздуха.
При нормальной влажности воздуха глаза вырабатывают достаточно слёзной жидкости для поддержки гладкости и чистоты роговицы. А если воздух в помещении сухой, то эта жидкость высыхает, и на поверхности глаза оседают мелкие пылинки, появляется покраснение.
При длительном нахождении в помещении с сухим воздухом снижается защита глаз от болезнетворных микроорганизмов, повышается утомляемость, ухудшается зрение и развивается синдром сухого глаза — возникает раздражение и ощущение песка в глазах.
Постоянное нахождение в помещениях с сухим воздухом ослабляет защитные силы организма, усугубляет течение хронических заболеваний, а также снижает качество жизни человека.
Влажность является важным фактором для роста и развития растений, поскольку они могут быстро обезвоживаться, если не могут восполнять потерянную воду с той же скоростью, с которой ее теряют.
В холодные месяцы отопление сильно сушит воздух в нашем доме, что затрудняет жизнь комнатным растениям. Летом та же самая проблема может возникнуть от использования кондиционера. Особенно уязвимы в отношении сухости воздуха тропические комнатные растения. По этой причине у цветоводов часто возникает вопрос, как помочь своим растениям и создать для них оптимальный уровень влажности? Но что же такое «наилучший уровень влажности»?
Во многом требования к влажности зависят от происхождения растения. Например, кактусу родом из пустыни нужны совсем другие условия выращивания, чем бегонии из джунглей Центральной Америки. Чем тоньше листья, тем больше вероятность того, что цветку потребуется более высокая влажность. Растения с более толстыми восковыми листьями лучше переносят сухой воздух. Большинство комнатных растений происходят из тропических или субтропических регионов. Достаточно комфортный уровень влажности для наиболее распространенных тропических комнатных растений около 50%. Когда влажность падает ниже этого значения, у зеленых питомцев начинаются проблемы.
Основные показатели влажности для комнатных растений:
· 0% — 20%. Воздух слишком сухой для большинства комнатных растений. Но кактусы и суккуленты смогут выжить примерно и на 10 процентах влажности.
· 20% — 40%. Средний уровень влажности большинства помещений зимой. Некоторые растения выживут, в то время как другие, (особенно тропические растения), не зацветут и будут иметь проблемы с листьями.
· 40% – 60%. Идеальный уровень влажности. Он имеется в домах летом и это оптимальный уровень влажности для большинства растений. Этот уровень также идеален для цветения и вегетации.
· 60% — 80 % и выше. Такой уровень влажности трудно и неудобно поддерживать дома, но он может быть в теплице. Больше всего подходит для тропических растений.
· Зимой уровень влажности в отапливаемых домах колеблется в диапазоне от 10 до 20%. При этом тропические комнатные растения плохо себя чувствуют уже при уровне влажности ниже 40%.
Как понять, что ваши растения страдают от сухого воздуха?
Растения имеют тысячи крошечных пор на нижней стороне листьев, называемых устьицами. Вода испаряется через эти поры, охлаждая растение. Устьица также играют неотъемлемую роль в фотосинтезе, поскольку они помогают растениям производить питательные вещества, поглощая углекислый газ и выделяя кислород.
При сухости, чтобы защитить себя, растения полностью закрывают свои устьица, чтобы предотвратить испарение воды. Когда устьица закрыты в течение длительного периода времени, растения не могут потреблять углекислый газ, что наносит вред их здоровью и замедляет рост. Когда уровень влажности чрезвычайно низок, растения даже начинают сбрасывать листья, чтобы предотвратить полную гибель от обезвоживания.
Существует множество способов повышения влажности, но они малоэффективны:
· Повышение влажности с помощью поддонов с галькой;
· Повышение влажности путем опрыскивания;
· Повышение влажности за счет группировки растений;
· Использование флорариума для повышения влажности.
Как же действительно повысить влажность?
Единственный способ, который и правда работает — это повысить влажность во всей комнате или лучше во всем доме. Проще всего это сделать с помощью обычного бытового увлажнителя, который легко найти в продаже, и можно подобрать модель по своим запросам. Подобный гаджет не только приносит пользу растениям, но и помогает человеку чувствовать себя более комфортно в отопительный сезон.
Гигрометр — прибор для определения уровня влажности воздуха и материалов. Он применяется как в профессиональной сфере (например, на складах, производствах, оранжереях), так и в быту — для поддержания комфортных условий в квартире.
Гигрометры бывают следующих видов:
· волосной;
· весовой;
· керамический;
· конденсационный;
· электронный;
· психрометрический.
Психрометр представляет собой систему из двух обычных спиртовых термометров. Один из них сухой, а второй – влажный (это состояние регулярно поддерживается).
Чем быстрее испаряется влага, тем ниже относительная влажность. Конденсированная жидкость при этом начинает охлаждаться. Таким образом, устанавливают разницу между температурами двух термометров и скорость испарения, а на их основе находят влажность воздуха.
Психрометр не является гигрометром в прямом смысле, но измеряет тот же показатель, поэтому их зачастую отожествляют.
По сути, принцип действия любого гигрометра достаточно прост и базируется на физических или химических свойствах материалов и веществ.
Практически любой гигрометр подойдет для использования в бытовых условиях, но самые точные данные все же дают электронные гигрометры.
1. Сначала я измерил уровень влажности в школе с помощью психрометра- устройства, содержащего сухой и смоченный термометры для косвенного измерения влажности газов, прежде всего воздуха, по понижению температуры смоченного твёрдого тела - датчика температуры.
В результате измерения я установил, что влажность в школе равна 35% при температуре 25°C, что соответствует норме (30% - 60%).
2. Далее я провёл опыт для проверки верности работы способа, основанного на работе психрометра, помогающего при отсутствии специальных приборов, измерив влажность в квартире с помощью термометра (обычно используется два):
ü Зафиксировал показания комнатной температуры на термометре, которая равна 26.4°C;
ü Взял кусочек ткани, опустил в стакан с водой и обмотал резервуар с термометрической жидкостью;
ü Измерил и зафиксировал показания увлажненного термометра. Температура: 21.9°C;
ü Вычислил разницу показаний температур на сухом и увлажнённом термометре: 26.4°C-21.9°C=4.5°C;
ü Определил уровень влажности по психометрической таблице;
ü Уровень влажности составил 65%, что соответствует оптимальному значению в жилом помещении.
После этого я проверил верно, ли был замерен уровень влажности с помощью измерения психрометром. Следуя показаниям прибора уровень влажности в квартире равен 65%.
Я опытным путём подтвердил, что способ измерения влажности, требующий, наличия одного термометра, действительно может заменить специальные приборы для определения уровня влажности.
Психрометрическая таблица
В результате проведения исследовательской работы я узнал много нового и интересного:
· Изучил, что такое влажность и её свойства;
· Узнал какую важную роль на самом деле играет влажность в жизни человека;
· Разобрался в устройстве и работе приборов для измерения уровня влажности;
· Провёл измерения влажности, используя способ, основанный на принципе работы психрометра;
· Выяснил, что уровень влажности в школе и дома соответствует норме, значит гипотеза доказана.
1. Гигрометр, принцип работы: описание, характеристики – Режим доступа:
https://kakrabotaet.ru/elektronika/gigrometr-princzip-raboty/
2. Гигрометр-психрометр ВИТ – что это такое и для чего используется? [электронный ресурс]– Режим доступа: https://stimyl.ru/articles/gigrometr-psihrometricheskij-vit-1-i-vit-2-proverennaya-vremenem-nadezhnost.html
3. Низкая влажность: чем опасен сухой воздух в квартире? [электронный ресурс] – Режим доступа: https://бризекс.рф/blog/nizkaya-vlazhnost-chem-opasen-suhoj-vozduh-v-kvartire
4. Повышенная влажность в квартире: влияние на организм [электронный ресурс] – Режим доступа: https://бризекс.рф/blog/povyshennaya-vlazhnost-v-kvartire-vliyanie-na-organizm
5. Повышение влажности для комнатных растений — что работает, а что нет? Фото-ботаничка [электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.botanichka.ru/article/povyshenie-vlazhnosti-dlya-komnatnyh-rastenij-chto-rabotaet-a-chto-net/
6. Характеристики влажности воздуха [электронный ресурс] – Режим доступа: https://studfile.net/preview/8966875/page:5/
7. Чем опасна повышенная влажность воздуха | Timberk [электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.timberk.ru/articles/klimat/chem-opasna-povyshennaya-vlazhnost-vozdukha/
Скачано с www.znanio.ru
© ООО «Знанио»
С вами с 2009 года.