Проект Влияние влажного воздуха на здоровье человека

        Муниципальное общеобразовательное автономное учреждение

              Константиновская средняя общеобразовательная школа

                   Влияние влажного воздуха на здоровье человека

                                                                              Выполнил: Меренков Влад.

                                                                              Ученик  9«В» класса

                                                                              Руководитель: Масличенко Е.В.

                                                                              Учитель физики

                                           Константиновка 2020.

  Содержание

1. Введение.

2. Глава 1. Теоретический материал

1. Влажность.
2. Принцип действия психрометра  

3. Глава 2.  Практическая часть

3.1 Измерение влажности в учебных классах школы                                    

3.2 Анализ  влажности в Константиновке и Владивостоке.

3.3 Анализ результатов с оптимальными параметрами.

3.4 Влияние влажности на человека с медицинской точки зрения

3.5 Способы нормализации влажности

    5.Заключение.

    6.Литература.

1.Введение.

      Последние пять лет в Константиновском районе наблюдается такое явление как частые туманы летом, весной и осенью и иней на деревьях Зимой. Хотя лет пять назад такие явления у нас случались не часто. Мне кажется, что это происходит из-за повышения влажности в нашей области.

    Любые отклонения уровня влажности воздуха от установленной нормы, пагубно сказываются на здоровье человека. Повышенная влажность приводит к появлению и развитию плесени на стенах и мебели.Слишком сухой воздух может стать причиной возникновения хронических заболеваний – аллергия, бронхит. Поэтому, как только такая проблема обнаружена, стоит немедленно приступать к ее устранению, выявив первопричину. Я решил проанализировать показатели влажности в нашем районном центре и городе Владивосток.

     Цель проекта: узнать, что такое влажность воздуха, от каких параметров зависит, какими приборами её измеряют, чем опасна повышенная и пониженная влажность для человека. Определить влажность воздуха в школе и определить её и влияние на здоровье, и жизнедеятельность учащихся.

    Методы исследования:  наблюдение, эксперимент, изучение литературы.

    Объект – школьные помещения (классы, библиотека, спортзал, столовая)

    Гипотеза исследования: предположим, что воздух в нашей школе не отклоняется от показателей влажности благоприятных для человека.

    Практическая значимость нашего проекта заключается в сформулированных способах повышения и понижения влажности воздуха.

2.Глава 1. Теоретический материал

1.1Влажность.

В воздухе всегда есть водяной пар. Он образуется в результате испарения воды с поверхностей океанов,  морей, озер, водохранилищ, рек и т.д. От количества водяного пара, содержащегося в воздухе, зависит погода, самочувствие человека, функционирование многих его органов, жизнь растений, а также сохранность технических объектов, архитектурных сооружений, произведений искусства. Поэтому очень важно следить за влажностью воздуха, уметь измерять ее.

Влажность – мера содержания водяных паров в воздухе. Относительная влажность – отношение количества воды, содержащегося в воздухе при данной температуре, к максимальному количеству воды, которое может содержаться в воздухе при данной температуре в виде пара. Относительная влажность показывает, сколько еще влаги не хватает, чтобы при данных условиях началась конденсация, т.е. превращение пара в жидкость.

Воздух с влажностью:

• до 55% считается сухим,
• от 56%-70% умеренно сухим,
• от 71%-85% умеренно влажным,
• свыше 85% сильно влажным.

Идеальная влажность в жилом помещении 40-60%. Когда окружающая среда имеет температуру более высокую, чем температура тела человека, происходит сильное потоотделение. Обильное выделение пота ведет к охлаждению организма, однако является нагрузкой на организм.

Содержание водяного пара в воздухе – его влажность – характеризуется рядом величин.

                     Парциальное давление водяного пара

Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара. Каждый из газов вносит свой вклад в суммарное давление, производимое воздухом на находящиеся в нем тела. Давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали, называют парциальным давлением (или упругостью) водяного пара. Парциальное давление p водяного пара принимают за один из показателей влажности воздуха. Его выражают в единицах давления – паскалях или миллиметрах ртутного столба.

Абсолютная  влажность

За характеристику влажности воздуха может быть принята плотность водяного пара r, содержащегося в воздухе. Эту величину называют абсолютной влажностью и из-за ее малости выражают в граммах на кубический метр. Абсолютная влажность, таким образом, показывает, сколько водяного пара в граммах содержится в 1 кубическом метре воздуха.

                                      Относительная  влажность

Знание парциального давления водяного пара или абсолютной влажности ничего не говорит о том, насколько водяной пар в данных условиях далек от насыщения. А именно от этого зависит интенсивность испарения воды и, следовательно, потеря влаги живыми организмами. От этого же зависит быстрота высыхания тканей, почвы, увядание растений и многое другое. Вот почему вводят величину, показывающую, насколько водяной пар при данной температуре близок к насыщению, — относительную влажность.

Относительной влажностью воздуха j называют выраженное в процентах отношение парциального давления р водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного пара при той же температуре

j = p/р0*100%.

Воспользовавшись уравнением, можно для относительной влажности получить еще одну формулу:     j = r/r0*100%, где   r — абсолютная влажность, а r0 – плотность насыщенного водяного пара при данной температуре.

Итак, для вычисления относительной влажности надо знать парциальное давление или плотность пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, и давление или плотность насыщенного водяного пара при этой же температуре.

Давление и плотность насыщенного водяного пара при разных температурах можно найти, воспользовавшись специальными таблицами, которые имеются в справочниках или задачниках по физике.

1.2. Принцип работы и устройство психрометров. 

Психрометр (от греческого - «холодный» и «мерить») — это специализированный прибор, который предназначается для измерения температуры воздуха и его влажности. Особенно часто применяется в метеорологических измерениях на метеостанциях.

Психрометры, как правило, используются для измерения величины относительной влажности воздуха. Показатели относительной влажности являются важными показателями в различных областях науки и производства. Например, показания влажности воздуха очень важны при использовании весового оборудования для получения точных показателей взвешивания.

Принцип работы и устройство психрометров

Действие любого психрометра основывается на физическом свойстве жидкости, в частности воды, испаряться и возникающих при этом разностей температур, которые показываются сухим и влажным термометрами. Испарение воды со смоченной поверхности, ткани, губки, соединенной с одним из термометров, приводит к потере части энергии, как следствие, снижению температуры жидкости. Это снижение, а точнее сниженную температуру, и регистрирует смоченный термометр.

Простейший психрометр – это, по-сути, два стеклянных термометра (ртутных или спиртовых), один из которых - сухой, а второй - влажный (смоченный), т.е. обернут влажной хлопчатобумажной тканью. Один конец этой ткани опущен в резервуар с водой. Испаряясь, вода охлаждает «влажный» термометр. При этом, чем влажность окружающего воздуха ниже, тем интенсивнее протекает процесс испарения. Таким образом, чем суше воздух, влажность которого определяется, тем ниже будут показания «мокрого» термометра, и тем большей будет разница показаний сухого и влажного термометров.

Завизировав показания сухого и влажного термометров в определенный момент времени, при помощи психрометрической таблицы, поставляемой вместе с психрометром, или специальных формул можно определить относительную, а затем при помощи психрометрической формулы - абсолютную влажность воздуха.

Ниже представлена «психрометрическая формула», которая позволяет определить упругость водного пара по показаниям сухого и влажного термометров.

Где:

е —упругость водного пара находящегося в воздухе (абсолютная влажность воздуха);

Е —максимально возможная упругость водного пара при температуре tс смоченного термометра;

t —температура воздуха;

А —коэффициент, который зависит от устройства термометра и скорости прохождения воздуха возле резервуара термометра;

P —давление воздуха.

Виды психрометров

По большом счету, различают три вида психрометров:

- Стационарный (станционный),

- Аспирационный,

- Дистанционный.

Стационарный психрометр

Рисунок 1.

Стационарный психрометр (психрометр Августа) – это тот самый, «классический» психрометр, описанный выше. Состоит стационарный психрометр из двух термометров, которые закреплены на специальном штативе и помещены в метеорологическую будку. Резервуар одного из них обвязан кусочком батиста, конец которого помещен в стаканчик с водой, для обеспечения свободного поступления воды к резервуару. Сама будка (метеорологическая будка Селянинова) устроена таким образом, что в ней обеспечивается свободный обмен воздуха. Основной недостаток стационарных психрометров заключается в том, что показания смоченного термометра зависят от скорости воздушного потока в будке. Преимущество же стационарного психрометра заключается в его простоте и удобстве обслуживания. Схему психрометра Августа можно увидеть на рисунке 1. Самым простым психрометром является психрометр-гигрометр серии «ВИТ»: ВИТ-1, ВИТ-2 и ВИТ-3.

Аспирационный психрометр

Рисунок 2.

Аспирационный психрометр (психрометр Асмана) является более сложным прибором. Термометры в данном психрометре помещены в специальный корпус, который служит для них защитой от повреждений и теплового воздействия окружающих предметов. Обдув термометров производится при помощи специального вентилятора, называемого аспиратором, с постоянной скоростью около 2 м/сек. Аспирационный психрометр - наиболее точный и надежный прибор для измерения температуры и влажности воздуха при положительных температурах окружающей среды.

Общим, для аспирационного и стационарного психрометров является то, что оба они построены на базе ртутно-стеклянных термометров, что и определяет их общий недостаток - хрупкость, а также невозможность проведения контроля дистанционно. Примером данного вида психрометров могут служить модели психрометров М-34М и МВ-4-2М.

Дистанционный психрометр

Рисунок 3.

Дистанционный психрометр – это уже промышленный психрометр, в котором для измерения влажности воздуха используются различные термометры сопротивления, а также термопары и термисторы. Основные типы таких приборов: манометрические и электрические психрометры. Тут все зависит от типа используемого термометра.

В манометрическом психрометре, как следует из названия, обычно используются либо двухканальный манометрический термометр, либо два одноканальных, где один из термобаллонов снабжен системой увлажнения.

Более широкое распространение получили психрометры, в которых используются термометры сопротивления, термопары, термисторы. Однако, так же как и в других психрометрах, обязательным условием для надежной работы и точности показаний является использование сухого и увлажненного преобразователей и датчиков температуры. Хорошим примером электронного психрометра, в качестве датчиков температуры «сухого» и «влажного» термометров использующего кремниевые транзисторы является модель ПТ-1.

1. Глава 2.  Практическая часть

3.1 Измерение влажности в учебных классах школы  

   Моя практическая работа состоит из сравнения влажности воздуха в разных помещениях школы. Для выполнения практической работы мне понадобился прибор психрометр с помощью которого можно точно измерить влажность воздуха. Для того чтобы измерить влажность воздуха мне нужно заполнить трубку увлажненного воздуха обычной водой. После чего я ждал пока психрометр достигнет нужных показателей сухого и влажного воздуха.         Получившиеся результаты я вносил в таблицу и выводил процент влажности.

Таблица наблюдений влажности воздуха в разных помещениях школы.

        В итоге я сравнил табличные показание сделанные с прибором психрометром в разных помещениях школы. Благоприятная влажность для человека это 50-70% влажности. Судя по показаниям прибора, во всех выше приведенных кабинетах присутствуют благоприятные условия для работы. Исключение составляет кабинет информатики там отклонение от нормы 5%. Я думаю, что в кабинете должен стоять увлажнитель воздуха.

3.2 Анализ  влажности в Константиновке и Владивостоке.

Прогноз погоды в с.Константиновка Амурская область

19 ноября

20 ноября

Прогноз погоды г.Владивосток Приморский край

19ноября

20ноября

3.3 Анализ результатов с оптимальными параметрами.

      Из сравнений показателей влажности между с.Константиновка и г.Владивостока  я сделал вывод:

      Выше приведенные учеты показали, что в Амурской области с.Константиновка влажность воздуха выше, чем в Приморском крае г.Владивосток, а также я сверил другие показания, такие как давление и температура воздуха. Из сравнения давления и температуры воздуха в с.Константиновка и г.Владивосток я сделал вывод. В г.Владивостоке давление незначительно, но выше. А по сравнению температур воздуха с.Константиновка оказалось более холодным. Средняя влажность в Константиновке 79%, что на 9% выше нормы, средняя влажность в г. Владивосток 66,4%

 3.4 Влиянии влажности воздуха на человека с медицинской точки зрения

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

• При низкой температуре и высокой влажности воздуха повышается теплоотдача и человек подвергается большему охлаждению.
• Сухой воздух приводит к ослаблению иммунной системы в целом. Холодный сухой воздух препятствует попаданию кислорода в систему кровообращения.

Зимой кожа становится сухой. Обогревательные приборы, работающие в зимний период, вызывают испарения влаги с кожи. При этом естественный защитный слой кожи становится тоньше, а сама кожа — суше. Все это способствуют более быстрому старению кожи.

• Сухой воздух является одной из главных причин возникновения аллергии. В нем активно распространяются аллергены (возбудители аллергических реакций).
• 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%.
• Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в помещениях применяют вентиляцию, кондиционирование воздуха.
• Относительная влажность ниже 40% при нормальной температуре воздуха вредна, т.к. ведет к усиленной потере влаги организмом, что приводит к его обезвоживанию. Особенно низкая влажность наблюдается в зимнее время, когда работает отопление: она составляет всего 10-20%.
• При низкой влажности воздуха происходит быстрое испарение влаги с поверхности слизистых оболочек носа, гортани, легких, что приводит к кашлю, хрипоте, увеличивает риск подхватить респираторную инфекцию и ухудшению состояния в целом.
• Потеря влаги от 6 до 8% веса человека приводит к полуобморочному состоянию, 10% — к галлюцинациям и нарушению глотательного рефлекса; 12% — к остановке сердца.
• При слишком высоких ее показателях воздух становится удушливым. С тела пот испаряется медленно, тело охлаждается слабо, мы чувствуем себя некомфортно. Грибок и плесень интенсивно распространяются в углах и на стенах помещения. В условиях сырости быстро портятся пищевые продукты. Влажность воздуха играет большую роль в жизни растений и живых организмов. Чем выше влажность, тем скорость испарения меньше. Если влажность воздуха равна 100%, то испарения нет.

3.5 Способы нормализации влажности.

Понизить влажность вам помогут следующие способы:

• Зимой чаще проветривайте квартиру. Также можно использовать приточную вентиляцию с подогревом воздуха.
• Установите специальные приборы — осушители воздуха.
• Если повышенная влажность спровоцирована протечками, их необходимо найти и устранить
• Используйте кондиционера в режиме охлаждения воздуха.
• Установите вытяжку над плитой, в ванной и туалете

Также существует множество способов повышения влажности в помещении подручными средствами:

• Положите мокрое полотенце или простынь на батарею и мочите по мере высыхания (особенно хорош этот способ в отопительный сезон)
• Расставьте емкости с водой вблизи нагревательных приборов
• Поставьте емкость с водой возле батареи и опустите в неё конец бинта, сложенного в несколько рядов. Другой конец расположите на батарее — вода по бинту будет подниматься наверх и испаряться.
• Заведите рыбок и установите аквариум.
• Открытая дверь в ванную также способствует выходу влаги в комнаты.

Однако самый гарантированный способ повысить влажность – установить специальный прибор – увлажнитель воздуха.

5.Заключение.

    В нашей школе влажность воздуха, благоприятная в сравнениями с нормой для человека. Исключение составил на весеннее время года кабинет информатики. Где можно ее довести до нормы, поставить аквариум или увлажнитель воздуха. Повышенная влажность в нашем районе, пагубно влияет на урожай наших жителях. В последние время, многие жалуются на плохой урожай помидор, капусты, огурцов и.т.д. Здесь мы можем дать совет ставить теплицы. Пар, который образуется в процессе жизнедеятельности растений и испарении влаги из почвы, является вполне естественным явлением для парников. По законам физики теплый пар поднимается вверх и, соприкасаясь с более холодной поверхностью облицовки сооружения, превращается в воду, а влажность  снаружи теплице не повлияет на урожайность.

    Если поддерживать в помещениях нормальную влажность воздуха, то можно обезопасить себя от отрицательных воздействий на организм повышенной и пониженной влажности.

6.Литература:

https://jtcase.ru/fences/how-to-get-rid-of-moisture-in-the-greenhouse-reduce-the-humidity-in-the-greenhouse/