Влажность воздуха.

МОБУ Вышневолоцкого района «Академическая СОШ» Учитель: Белова Т. А. Цели урока: сформировать у учащихся представление о влажности воздуха (слайд 2). Тема: Влажность. Задачи урока:  1. Образовательные  ­ дать понятие насыщенного и ненасыщенного пара, влажности воздуха, точки росы; ­ исследовать зависимость давления насыщенного пара от температуры; ­ научиться определять влажность воздуха;  ­ познакомиться с принципами действия приборов для измерения влажности воздуха. 2. Воспитательные  ­ стимулировать познавательную активность учеников и интерес к предмету. ­ воспитывать потребность у учащихся применять знания, полученные на уроках. 3. Развивающие  ­ развивать умение анализировать, сравнивать, систематизировать информацию; ­ устанавливать причинно­следственные связи; ­ делать выводы. ­ развивать умения видеть физические явления в окружающем мире. I Проверка домашнего задания. (слайд 3) 1. При каких условиях происходит испарение жидкости? (слайд 4) 2. От каких факторов зависит скорость испарения? (слайд 5) 3. Почему кипение происходит при постоянной температуре в отличие от испарения? (слайд 6) 4. Как   изменится   температура   кипения,   если   нагревание   производить   в   закрытом   сосуде? (слайд 7) 5. Что можно предпринять для скорейшего испарения данного количества жидкости? (слайд 8)         II Изучение нового материала. 1. Определение насыщенного и ненасыщенного пара (слайд 9). 2. Зависимость давления насыщенного пара от температуры (слайд 10). При увеличении температуры увеличивается не только скорость молекул, но и их концентрация. 3. Изотермы реального газа (слайд 11). а) Если температура газа выше критической, то ни при каком давлении газ не перейдет в жидкое состояние.  б) Если температура газа равна критической, то   газ   перейдет в жидкое состояние, минуя состояние насыщенного пара. в) Если температура газа ниже критической, то изотермическое сжатие переводит его сначала в состояние насыщенного пара, а затем в жидкость. 4. Влажность воздуха (слайд 12). а) Абсолютная влажность (плотность водяного пара). б) Относительная влажность. Отношение   парциального   давления  р      водяного   пара,   содержащегося   в   воздухе   при   данной температуре,   к   давлению  р0    насыщенного   пара   при   той   же   температуре,   выраженной   в процентах. 5. Точка росы (слайд 13). Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.   Эту   температуру   определяют   экспериментально.   Данные   для   различных   условий   можно   найти   в справочной таблице (смотри приложение). 6. Приборы для определения относительной влажности воздуха. (слайд 14) а) Волосной гигрометр (слайд 15) Принцип действия волосного гигрометра основан на свойстве обезжиренного волоса (человека или животного) изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха, в котором он находится.  б) Конденсационный гигрометр (слайд 16) Видеоролик, демонстрирующий принцип действия гигрометра. По результатам ролика и таблице для определения   точки   росы   найти   относительную   влажность   воздуха   в   помещении,   где   проводится эксперимент. в) Психрометр (слайд 17) 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. Внимательно рассмотреть психометрическую  таблицу (смотри приложение).             III Практическая работа «Определение влажности воздуха» (слайд 18). Показание   сухого термометра tсух, °С  Показание влажного термометра tвл, °С  Разность   показаний термометров t, °C  Относительная влажность воздуха  ϕ  , %  Провести эксперимент, данные занести в таблицу (в тетрадь). Может ли влажность меняться в пределах одного помещения, почему? Пользуясь   графиком   на  слайде   19  определить,   находится   ли   кабинет   в   «зоне   комфорта»   и   что необходимо исправить, если это не так. Интересные явления, связанные с водяным паром в воздухе. а)  Облака  — взвешенные в атмосфере продукты конденсации водяного пара, видимые на небе с поверхности земли.Облака состоят из мельчайших капель воды и/или кристаллов льда (называемых облачными элементами).Капельные облачные элементы наблюдаются при температуре воздуха в облаке выше −10 °C; от −10 до −15 °C облака имеют смешанный состав (капли и кристаллы), а при температуре в облаке ниже −15 °C — кристаллические. (слайд 20) б) Туман — атмосферное явление, скопление в воздухе мельчайших продуктов конденсации водяного пара (при температуре воздуха выше −10° это мельчайшие капельки воды, при −10…­15° — смесь капелек воды и кристалликов льда, при температуре ниже −15° — кристаллики льда, сверкающие в солнечных лучах или в свете луны и фонарей).Относительная влажность воздуха при туманах обычно близка к 100 % (по крайней мере, превышает 85­90 %). (слайд 21) в) Роса— вид атмосферных осадков, образующихся на поверхности земли, растениях, предметах, крышах   зданий,   автомобилях   и   других   предметах.     Из­за   охлаждения   воздуха   водяной   пар конденсируется на объектах вблизи земли и превращается в капли воды. Это происходит обычно ночью. В пустынных регионах роса является важным источником влаги для растительности. (слайд 22) г) Иней — один из видов    нарастающих твёрдых атмосферных осадков. Представляет собой тонкий слой кристаллического льда различной мощности. Кристаллы инея, при слабых морозах имеют форму шестиугольных   призм,   при   умеренных   ­   пластинок,   а   при   сильных   ­   тупоконечных   игл.   Иней образуется путём десублимации водяного пара из воздуха на различных поверхностях. (слайд 23) д) Эффект Прандтля — Глоерта  явление, заключающееся в возникновении облака позади объекта, летящего   на   околозвуковой   скорости   в   условиях   повышенной   влажности   воздуха.   Чаще   всего наблюдается у самолётов. При очень высокой влажности этот эффект возникает также при полётах на меньших скоростях. (слайд 24) παρα ἥλιος е) Паргелий  (от   др.  греч.     «солнце»   —   ложное   солнце)  —   один   из   видов   гало, выглядит   как   светлое   радужное   пятно   на   уровне   солнца.   Возникает   вследствие   преломления солнечного света в анизотропно ориентированных кристалликах льда, парящих в атмосфере. (слайд 25) ­  и   IV Закрепление материала. (слайд 26) а) Давление насыщенного пара при нагревании возрастает гораздо быстрее, чем давление идеального газа. Почему? Ответ: Растет не только температура, но и концентрация. б)   Является   ли   насыщенным   пар   над   поверхностью   туалетной   воды   в   закрытом   флаконе   при постоянной температуре? Ответ: Да в) Насыщенный водяной пар находится при температуре 100 0С. Как изменится давление пара, если его объем изотермически уменьшить вдвое?  Ответ: При изменении объема насыщающего пара его давление не изменится, так как давление насыщающего пара при постоянной температуре не зависит от объема.  г) Что легче: сухой воздух объемом 1 куб.м или влажный воздух тоже объемом 1 куб.м? Ответ:  Влажный,   так   как   его   плотность   меньше   плотности   сухого   воздуха. Парадоксально, но при одинаковом давлении и температуре 1 кубометр влажного воздуха не тяжелее, а легче, чем кубометр сухого воздуха! Дело в том, что давление каждой составной части газовой смеси меньше её общего давления, которое и для сухого и для влажного воздуха одинаковое. А при уменьшении давления уменьшается и вес единицы объема газа. д)   Почему   может   возникнуть   ощущение   изнурительной   жары   при   температуре   воздуха   25   °С   и относительной   влажности   80—90%,   в   то   время   как   при   температуре   30   °С   и   влажности   30% самочувствие может быть хорошим?  Ответ: Чтобы не перегреться, организму в жару надо сильно потеть. Однако при высокой влажности пот не будет высыхать и не даст охлаждения тела. V Тестирование. VI Итоги урока. (слайд 27) 1. Газ,   находящийся   в   термодинамическом   равновесии   с   жидкостью,   называют   насыщенным паром этой жидкости. Давление, при котором газ переходит в жидкое состояние при данной температуре, называют давлением насыщенного пара. 2. Изотермическое сжатие ненасыщенного пара переводит его сначала в состояние насыщенного пара, а затем ­ в жидкое состояние; 3. Давление насыщенного пара увеличивается с ростом температуры, причем зависимость эта, в отличие   от   идеального   газа,   нелинейная.   Когда   ненасыщенный   пар   охлаждается   до определенной   температуры,   называемой   точкой   росы,   пар   становится   насыщенным.   При дальнейшем охлаждении насыщенного пара происходит его конденсация; 4. Относительная   влажность   воздуха   определяется   отношением   парциального   давления содержащегося   в   воздухе   водяного   пара   к   давлению   насыщенного   пара   при   той   же температуре.            VII Домашнее задание. Зависимость давления и плотности насыщенного пара от температуры t, °С - 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Р, кПа 0,40 0,61 0,65 0,71 0,76 0,81 0,88 0,93 1,0 1,06 1,14 1,23 0 Показани я сухого термо- метра, °С , г/м' 3,2 4,8 5,2 5,6 6,0 6,4 6,8 7,3 7,8 8,3 8,8 9,4 t, °С 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 25 50 Р, кПа 1,33 1,40 1,49 1,60 1,71 1,81 1,93 2,07 2,20 2,33 3,17 12,3 , г/м9 10,0 10,7 11,4 12,1 12,8 13,6 14,5 15,4 16,3 17,3 23,0 83,0 Таблица психометрическая Разность показаний сухого и влажного 9 1 термометра, °С 6 3 7 8 2 4 5 10 Относительная влажность, % 0 2 4 6 8 10 12 14 100 81 100 84 100 85 100 86 100 87 100 88 100 89 100 89 63 68 70 73 75 76 78 79 45 51 56 60 63 65 68 70 28 35 42 47 51 54 57 60 11 — — — — — 20 — — — — — 14 — — — — 28 10 — — — 23 35 40 28 18 7 — — 24 14 5 — 34 44 48 38 29 20 11 — 9 34 25 17 42 51 16 18 20 22 24 26 28 100 90 100 91 100 91 100 92 100 92 100 92 100 93 81 82 83 83 84 85 85 71 73 74 76 77 78 78 62 65 66 68 69 71 72 54 56 59 61 62 64 65 45 49 51 54 56 58 59 37 30 22 15 41 34 27 20 44 37 30 24 47 40 34 28 49 43 37 31 51 46 40 34 53 48 42 37 Таблица определения точки росы