Влияние влажности воздуха на жизнедеятельность человека

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Основная общеобразовательная школа»  пгт. Троицко-Печорск

Исследовательская  работа.

Влияние влажности воздуха на жизнедеятельность человека

Автор: Растворов Никита

Васильевич

ученик  8    класса

Руководитель: Воропаева Ольга Валентиновна,

учитель физики.

пгт. Троицко-Печорск

Март 2013

Содержание

1.Введение..…………………………………………………………………..3

2.Основная часть.…………………………………………………………….5

      2.1.История создания метеорологических приборов.………………....5

      2.2.Определение и характеристика влажности воздуха........................6

      2.3.Приборы для измерения влажности воздуха………………………7

     2.4.Другие способы измерения влажности воздуха……………………8

     2.5.Влияние влажности воздуха …………………………………...…...10

            2.5.1.Практическая часть…………………………………………...11

3.Заключение………………………………………………………………..13

4.Список литературы…………………………………………………….....14

5.Приложение……………………………………………………………….15

Введение

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,  жизнь растений, а также сохранность технических объектов, архитектурных сооружений, произведений искусства, книг. Влажность влияет не только на самого человека, но на окружающий его мир. Поэтому очень важно следить за влажностью воздуха, уметь измерять её. Влажность воздуха является одним из основных параметров микроклимата помещения и поэтому, меня очень заинтересовала проблема определения влажности воздуха в помещении школы и способы ее изменения.

Воздух – это один из источников жизни. Человек не может жить без воздуха. А что такое воздух, из чего состоит и как влияет на человека? Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара. Для человека имеет большое значение не только температура,  атмосферное давление, но и   количество водяных паров в атмосфере.

Цель работы: измерение влажности воздуха в школьных кабинетах, библиотеке, столовой и музее, изучение  влияния  ее на жизнедеятельность человека; изготовление самодельного гигроскопа и демонстрация его действия.

Задачи работы:

1.Изучить литературу по данной проблеме.

2.Измерить влажность воздуха в разных помещениях школы и сравнить полученные данные с санитарно-гигиеническими нормами.

3.Выяснить какое  влияние оказывает влажность воздуха на самочувствие человека, а также на книги в библиотеке и экспонатов в музее.

4.Разработать способы повышения и понижения влажности в помещениях, дать их в качестве рекомендаций.

Объект исследования: процентное содержание влаги в помещениях МБОУ ООШ пгт Троицко-Печорск.

Предмет исследования: влияние влажности воздуха на жизнедеятельность человека

Методы исследования: изучение литературы, наблюдения, сравнение и анализ, эксперимент.

История создания метеорологических приборов

Одним из первых метеорологических приборов был термометр, изобретенный Галилеем в 1597 году. История простейшего из всех метеорологических приборов – дождемера – начинается гораздо раньше, чем история создания барометра и термометра. Здесь не потребовалось ни открытия сложнейших законов, ни разработки теории. Первые точные измерения были сделаны в странах Востока. Уже в XVI веке конструкция дождемеров приблизилась к современной.

Кардинал Николас де Куза (1401-1464) первым paзpaбoтaл пpибop для измepeния влaжнocти воздуха. Он столкнулся c  этой проблемой, когда  торговал  шерстью, т.к.  стоимость шерсти  завиceлa oт  ee  вeca. Покупатели шерсти быстро сообразили,  чтo  oднo  и  тo  жe  кoличecтвo шерсти  мoжнo пpoдaть  пo  бoльшeй  цeнe  вo  вpeмя  дoждливыx  днeй.  Пoэтoму, пpoдaвцы ждaли  дoждeй,  a пoкупaтeли - cуxиx днeй. Для oпpeдeлeния cпpaвeдливoй cтoимocти, кapдинaл Никoлac дe Кузa изoбpeл пepвый инcтpумeнт для oпpeдeлeния coдepжaния влaги.

 Нeмeцкий мaтeмaтик Иoгaнн Гeнpиx Лaмбepт (1728-1777) пpeдлoжил нaзывaть любoй пpибop, измepяющий влaжнocть гидpoмeтpoм (пoзднee oн был пepeимeнoвaн в гигpoмeтp).

Дecaуccуp (1740-1799)  в 1783 году изoбpeл вoлocнoй гигpoмeтp. В этиx измepитeльныx пpибopax он  иcпoльзовал чeлoвeчecкий вoлoc, пpичeм cчитaлocь, чтo cвeтлый вoлoc бoльшe пoдxoдит для этoгo прибора.

Определение и характеристика влажности воздуха

Водяной пар в воздухе, несмотря на огромные поверхности океанов, морей, озер и рек, не является насыщенным. Перемещение воздушных масс приводит к тому, что в одних местах нашей планеты в данный момент испарение воды преобладает над конденсацией, а в других, наоборот, преобладает конденсация.

Влажность - это мера, характеризующая содержание водяных паров в воздухе. 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. В зависимости от количества паров, находящихся при данной температуре в атмосфере, воздух бывает различной степени влажности.

За характеристику влажности воздуха может быть принята плотность водяного пара , 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 м3 воздуха при данных условиях.

Чтобы судить о степени влажности воздуха, важно знать, насколько водяной пар при данной температуре близок к насыщению, - относительную влажность.

Относительной влажностью воздуха  называют отношение абсолютной влажности воздуха   к плотности 0 насыщенного пара при той же температуре, выраженной в процентах:

, где    - абсолютная влажность воздуха,

                              0– плотность насыщенного водяного пара при данной температуре.

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

 При охлаждении влажного воздуха при постоянном давлении его относительная влажность  повышается, так как чем ниже температура, тем ближе абсолютная влажность к  насыщению.

Приборы для измерения влажности воздуха.

 Психрометр

Психрометр состоит из двух термометров. Резервуар одного из них остается сухим, и термометр показывает температуру воздуха. Резервуар другого термометра окружен полоской ткани, конец которой опущен в воду. Вода испаряется, и благодаря этому термометр охлаждается. Чем больше относительная влажность, тем менее интенсивно идет испарение и тем меньше разность показаний термометра. При относительной влажности, равной 100%, вода вообще не будет испаряться и показания обоих термометров будут одинаковы. По разности температур термометров с помощью специальных таблиц, называемых психрометрическими (приложение), можно определить относительную влажность воздуха. Психрометрами обычно пользуются в тех случаях, когда требуется достаточно точное и быстрое определение влажности воздуха.

Волосной гигрометр.

Действие волосного гигрометра основано на свойстве обезжиренного волоса изменять свою длину при изменении влажности воздуха, что позволяет измерять относительную влажность от 30 до 100 %. Волос натянут на металлическую рамку. Изменение длины волоса передаётся стрелке, перемещающейся вдоль шкалы гигрометра.

Другие способы измерения влажности  воздуха.

I способ.  Этот способ позволит  приблизительно узнать, какова влажность воздуха в помещении. Для этого  необходимо, набрать в стакан  холодную воду (из крана), поставить ее в холодильник на определенное время. Вода должна охладиться до температуры примерно 3-5 градусов. Далее, достав стакан, нужно его поместить в комнату, где планируется измерить влажность, причем вдали от отопительных приборов. А дальше наблюдать за поверхностью стекла около 5 минут.

-если стенки сначала вспотели, а после 5 минут стали сухими, то воздух в квартире сухой;

-если стенки даже через 5 минут так и остались запотевшими, то уровень влажности соответствует норме;

-если на поверхности стекла образовались ручейки воды, то влажность в помещении высокая.

II способ.  Необходимо  проткнуть соломинку для коктейля булавкой. В дырку от соломинки нужно воткнуть деревянную плиту. Причем эта соломинка должна свободно и легко поворачиваться, вокруг своей оси. Далее нужно взять достаточно длинный человеческий волос, один конец его привязать к соломинке, а другой – к еще одной булавке, которая воткнута ниже таким образом, чтобы волос стал немного натянутым, а соломинка расположилась горизонтально. На конец получившейся трубки можно приклеить картонный указатель и нарисовать шкалу. Когда влажность воздуха будет повышаться, то волос просто будет удлиняться и стрелка отклонится вверх. Если влажность будет уменьшаться, все произойдет с точностью да наоборот

III способ. Самодельный гигроскоп. Гигроскоп – прибор, определяющий влажность воздуха. Я его изготовил из еловой шишки. Его можно использовать для приближенной оценки влажности воздуха. Шишку прибил к дощечке. К одной из чешуек клеем прикрепил стрелку – зубочистку. При увеличении  влажности воздуха  чешуйки прижимаются к шишке плотнее, и стрелка опускается, предвещая ненастье. В сухую погоду чешуйки вместе со стрелкой поднимаются.  

Влияние влажности воздуха .

Влажность воздуха показывает степень насыщения воздуха водяным паром.

Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется  точкой росы (Т). Чем выше температура воздуха, тем больше водяного пара он может содержать, тем выше точка росы. Точка росы характеризует влажность воздуха.

Водяной пар поступает в атмосферу в результате процесса испарения с поверхности рек, озер и т.д. Скорость испарения зависит от температуры испаряющей поверхности и от относительной влажности воздуха. Насыщенный воздух не может вместить больше пара, если температура его не повысится. При повышении температуры, он удаляется от насыщения, при понижении, наоборот, в нем может начаться конденсация. Так происходит, например, летней ночью при ясной погоде, соприкасаясь с холодной поверхностью, оставляет на ней капельки росы. При отрицательной температуре выпадает иней. В воздухе, охлаждающемся от поверхности или от пришедшего холодного воздуха, образуется туман. Он состоит из мелких капелек или кристалликов, взвешенных в воздухе. В сильно загрязненном воздухе образуется густой туман с примесью дыма – смог.

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

Люди обычно чувствуют себя лучше во влажном воздухе. Оптимальной для нас является относительная влажность воздуха от 45 до 55% при температуре 18 - 24°С. При низкой влажности может возникнуть сухость слизистых оболочек и дыхательных путей. У человека начинает  развиваться кашель и хрипота. Находясь в некоторых помещениях, мы чувствуем себя не очень хорошо, хотя и не можем понять причины этого.

Практическая часть

Мы в школе в среднем проводим от 4 до 6 часов в сутки. Так в течение учебного года больше времени приходится проводить в школе, дома, т.е. в замкнутом пространстве, значит, не маловажную роль играет состояние влажности в учебных кабинетах. Поэтому я решил узнать, отвечает ли санитарным нормам условия наших кабинетов. Температура для классных кабинетов  не должна быть ниже 16 – 18 ◦С ; в столовой – 14◦С. Относительная влажность воздуха в классных кабинетах  и школьных помещениях должна составлять 40 – 60%. Измерения проводил в предметных кабинетах, в столовой, библиотеке и в школьном музее. Снял показания психрометра в  кабинете физики. Здесь особенно необходимо поддерживать влажность, так как  могут возникнуть погрешности и помехи в работе оборудования. Для своих исследований измерил влажность воздуха в библиотеке и в музее, т.к. влажность оказывает влияние на экспонаты и книги. Выбрал кабинеты, в которых я провожу больше времени, чем в других (кабинет русского языка и математики). Для измерения влажности воздуха используют разные измерительные приборы. Я пользовался психрометром. Психрометр  устанавливал  в исследуемых кабинетах  и  снимал показания. Вычислял разность показаний между влажным и сухим термометром. Зная разность показаний сухого и влажного термометров,  и температуру окружающей среды с помощью психрометрических таблиц  измеряю относительную влажность воздуха. Измерения и показания занес в таблицу.

Определение влажности воздуха в разных помещениях школы во время отопительного сезона:

По полученным результатам работы сделал следующие выводы:

1. Во всех кабинетах влажность воздуха  не соответствует нормам.

2. К концу учебного дня влажность воздуха в кабинетах повышается.

3. В кабинетах с большим количеством зеленых насаждений влажность воздуха максимально приближена к  норме.

4. С началом отопительного сезона относительная влажность значительно понижается  до недопустимых значений.

Заключение.

Если  поддерживать в помещениях нормальную влажность воздуха, то можно обезопасить  себя от негативных воздействий на организм. 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. Высокая температура легче переносится, когда влажность воздуха понижена. Наиболее благоприятной для человека в средних климатических условиях является относительная влажность воздуха 40-60%.

Данная работа имеет практическое значение и может быть использована на уроках физики или факультативных занятиях, а также для самообразования учащихся.

Данное исследование необходимо продолжить, выполняя замеры в зимний и весенний периоды.

Литература.

1. Перышкин А.В. Физика: Учебник 8 класс для общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2001.
2. http://ru.wikipedia.org
3. Абдурахманов С.Д. Исследовательские работы по физике в 7-8классах сельских школ: Кн. Для учителя: Из опыта работы – М.: Просвещение,1990.
4. Хрестоматия по физике: Учеб. Пособие для учащихся 8-10кл. сред. шк / сост.А.С Енохович м др.;Под ред.Б.И.Спасского.2-е изд., перераб. – М.: Просвещение,1987.
5. Справочник школьника. Физика: М.; Филологическое общество «Слово», Компания  «Ключ_С», 1995.
6. http://nsportal.ru.

ПРИЛОЖЕНИЕ:

Способы  увеличения влажность воздуха.

–Использование бытового увлажнителя воздуха.

 -Увеличение  количества комнатных растений. Цветы станут своеобразным гигрометром: если листики морщатся и засыхают – это недостаток влажности.

-Проветривать помещение нужно не только летом, но и зимой. Нет ничего лучше свежего воздуха. Однако при этом, как ни странно, влажность воздуха в квартире понижается, поскольку холодный воздух имеет низкую влажность.

-Работающие бытовые приборы (телевизор, компьютер, и т.д.) осушают воздух в помещении. Чтобы привести влажность воздуха в норму, старайтесь эти помещения проветривать чаще или ставить в них увлажнитель.

-Опрыскивание. С  помощью этого простого метода можно увеличить влажность воздуха.

Способы  понижения влажности  воздуха.

- приготовления пищи, стирки, принятия ванны или душа приводят к «накапливанию» пара. Поэтому эти помещения нужно сразу проветривать.

-Чтобы понизить влажность в помещении, летом не зашторивайте окна.

-По аналогии с увлажнителем воздуха существуют специальные поглотители влаги, которые содержат абсорбирующее вещество, впитывающее излишнюю влагу из воздуха, как губка.

-И ещё один важный момент: работающий в летнее время кондиционер не только понижает температуру воздуха, но и сушит воздух. Не смотря на то, что в помещении с кондиционером легко дышится, это не значит, что влажность – в пределах нормы. Поэтому в помещении, где работает кондиционер,  желательно использовать  увлажнитель воздуха.