Работа посвящена вопросу о том, что такое влажность воздуха и как она влияет на самочувствие человека. Ученица изучила приборы для измерения влажности воздуха, измерила влажность воздуха в различных помещениях школы, сделала выводы.
Вложение | Размер |
---|---|
soderzhanie_vlazhnost.doc | 459 КБ |
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя школа №6 г. Павлово Нижегородская обл.
Отделение: физико-математическое
Секция: физическая
Учебно - исследовательская работа:
Влажность воздуха и её влияние на самочувствие человека
Выполнила:
ученица 8класса «А»
Лёгостина Карина Дмитриевна (14 лет)
Руководитель: учитель физики
Окунева Нина Владимировна
г.Павлово
2017
Оглавление
Введение 3
1.1. Физические расчеты и параметры влажности воздуха 5
1.2. Приборы для измерения влажности воздуха 7
1.3. Влияние влажности воздуха на человека 8
2. Исследовательская часть 11
2.1. Определение влажности воздуха в помещениях школы 11
2.2. Социологический опрос учащихся 12
Заключение 13
Список литературы 14
Приложения 15
2
Введение
Воздух – неотъемлемая часть в жизни каждого человека .Влажность воздуха существенно влияет на теплообмен организма с окружающей средой, имеет большое значение для нормальной жизнедеятельности человека.
Цель работы: познакомиться с характеристиками влажного воздуха , приборами для определения влажности воздуха, определить роль влажности в жизни человека.
Задачи:
1. Изучить литературу по данной проблеме.
2. Изучить устройства и принципа работы приборов для измерения влажности.
3. Измерить влажность воздуха в разных помещениях школы и сравнить полученные данные с санитарно-гигиеническими нормами.
4. Изучить влияние влажности воздуха на самочувствие человека.
Актуальность: От влажности воздуха зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. А испарение влаги имеет большое значение для поддержания температуры тела постоянной.
Относительная влажность воздуха — важный экологический показатель среды. Идеальная влажность в жилом помещении 40-60%. Относительная влажность ниже 40% вредна, т.к. приводит к усиленной потере влаги организмом, что ведёт к его обезвоживанию. При низкой влажности воздуха происходит быстрое испарение влаги с поверхности слизистых оболочек носа, гортани, лёгких, что приводит к кашлю, хрипоте и ухудшению состояния в целом.
3
Если относительная влажность высока, более 60%, то воздух становится удушливым. С тела пот испаряется медленно, тело охлаждается слабо, мы
чувствуем себя некомфортно. При относительной влажности 100% испарения вообще не происходит. При таких условиях влажная одежда или влажная кожа никогда не высохнут. При слишком низкой или слишком высокой влажности наблюдается быстрая утомляемость человека, ухудшение восприятия и памяти.
4
1. Теоретическая часть
1.1. Физические расчеты и параметры влажности воздуха
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 водяного пара p. Его выражают в единицах давления – паскалях или миллиметрах ртутного столба.
За характеристику влажности воздуха может быть принята плотность водяного пара ρ, содержащегося в воздухе. Эту величину называют абсолютной влажностью. Абсолютная влажность, таким образом, показывает, сколько водяного пара в граммах содержится в 1 м3 воздуха.
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 ϕ называют выраженное в процентах отношение парциального давления ρ водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного пара ρ0 при той же температуре:
5
Еще одна формула: , где ρ - абсолютная влажность, а ρ0 – 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 парциальное давление пара в воздухе к давлению насыщенного пара. В конце концов, пар становится насыщенным.
Температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы находящийся в нем водяной пар достиг состояния насыщения (при данной влажности воздуха и неизменном давлении), называется точкой росы.
Давление насыщенного водяного пара при температуре воздуха, равной точке росы, и есть парциальное давление водяного пара, содержащегося в атмосфере.
При охлаждении воздуха до точки росы начинается конденсация паров: появляется туман, выпадает роса.
Точка росы также характеризует влажность воздуха, так как она позволяет определить парциальное давление водяного пара и абсолютную влажность с помощью таблиц, в которых представлена зависимость давления и плотности насыщенного водяного пара от температуры.
6
1.2.Приборы для измерения влажности воздуха.
Психрометр. Психрометр состоит из двух термометров. Резервуар одного из них остаётся сухим, и термометр показывает температуру воздуха. Резервуар другого окружён полоской ткани, конец которой опущен в воду. Вода испаряется, и благодаря этому термометр охлаждается. Чем больше относительная влажность, тем менее интенсивно идёт испарение и тем более высокую температуру показывает термометр, окружённый плоской влажной ткани. При относительной влажности, равной 100%, вода вообще не будет испаряться и показания обоих термометров будут одинаковы. По разности температур обоих термометров с помощью специальных таблиц можно определить влажность воздуха. Психрометр позволяет определить влажность более точно, чем гигрометр.
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.
Конденсационный гигрометр. С помощью конденсационного гигрометра можно определить абсолютную влажность воздуха по точке росы. Он представляет собой металлическую коробку с подсоединенной резиновой грушей .Если в коробку налить легко испаряющуюся жидкость(эфир), то продувая воздух через коробку при помощи груши, можно вызвать сильное испарение эфира и быстрое охлаждение коробки на поверхности которой появляются капельки росы. По термометру замечают температуру, при которой они появляются. По таблице плотности насыщенного водяного пара и определяют абсолютную влажность воздуха.(Приложение 2)
7
1.3. Влияние влажности воздуха на человека
Влажность воздуха, существенно влияя на теплообмен организма с окружающей средой, имеет большое значение для жизнедеятельности человека.
Проблема высокой влажности состоит в том, что она заставляет человека чувствовать себя более разгоряченным. Это происходит потому, что наш организм, пытаясь охладиться, работает все активнее и активнее, выделяя пот. Но выделение пота в этом случае не работает как охлаждение, поэтому мы продолжаем нагреваться, и в результате перегреваемся, а это приводит к потере воды и химических веществ, в которых нуждается организм. Перегрев, или чаще тепловое истощение, может привести к обезвоживанию и химическому дисбалансу в организме.
Обезвоживание истощает организм, так как ему не хватает воды, необходимой для потоотделения, поэтому происходит сгущение крови, перекачка которой по организму требует повышения давления. Таким образом, повышается напряжение в сердце и кровеносных сосудах, кровь приливает к внешней поверхности тела, а в мышцы, мозг и другие органы ее поступает меньше. Физическая сила снижается, и усталость наступает быстрее, чем в нормальных условиях. К тому же могут снизиться и умственные способности.
Перегрев является серьезным заболеванием и может привести к следующим проблемам:
• Тепловые судороги: упражнения в жаркую погоду могут привести к мышечным спазмам, особенно в ногах, из-за дисбаланса соли в организме. •Тепловое истощение: потеря жидкости и соли из-за чрезмерного потоотделения может привести к головокружению и слабости.
• Тепловой удар: в некоторых случаях сильная жара может привести к нарушению терморегуляции организма, в результате чего температура тела поднимется до 38,8 градусов и даже выше.
8
Основные способы избежать перегрева: необходимо быть в курсе не только температуры воздуха, влажности, индекса жары и пить много воды, но, заметив признаки усталости, головную боль, или учащение пульса, следует расслабиться и применить простые способы охлаждения тела. Таким образом, можно сделать следующий вывод:
Следствием сухого воздуха является подверженность организма простудным инфекциям. Простуда и насморк распространяются воздушно-капельным путем или через телесный контакт с больным. Главная функция кожи - быть барьером для бактерий. Если кожа и слизистые оболочки носоглотки сухие (а они теряют влагу под воздействием сухого воздуха), то барьер становится менее эффективным. Вероятность заболеть после контакта с инфекцией значительно возрастает, если влажность воздуха меньше оптимальной.
Сухой воздух приводит к ослаблению иммунной системы в целом. Холодный сухой воздух препятствует попаданию кислорода в систему кровообращения. Симптомы недостаточного потребления кислорода - истощение, плохая концентрация внимания, усталость.
В случае снижения влажности ниже порога в 40% практически любой здоровый человек начинает испытывать сонливость, рассеянность, чувство сухости кожи. Также возникает чувство «песка» в глазах, особенно заметное у тех, кто носит контактные линзы. В сухом воздухе можно скорее замерзнуть, поскольку испаряющаяся с поверхности кожи влага охлаждает тело.
9
Кроме того, в пересушенном воздухе легко поднимается пыль различного происхождения, в то время как в среде с нормальной влажностью взвешенные микрочастицы оседают.
Особенно низкая влажность в помещении устанавливается зимой.
Человеку долго находиться в помещении с низкой влажностью воздуха неприятно и даже вредно: постоянно чувствуется сухость, режет глаза, из-за того, что слизистые оболочки рта и носа теряют влагу, микробам становится легче проникать в дыхательные пути.
Человек будет чувствовать себя комфортно, если относительная влажность воздуха будет находиться в пределах от 40 до 60%.
Морозный воздух уже сам по себе содержит мало влаги, поэтому проветривание помещения не повышает влажности воздуха в нем. Кроме того, работа отопительных систем высушивает воздух еще больше. Зимой относительная влажность воздуха в помещениях часто падает ниже 25%. Поэтому, например, если в результате обменных процессов кожа тела теряет приблизительно пол-литра влаги в течение суток, то зимой этот показатель доходит до одного литра. Летом же воздух в помещении становится суше из-за работающих кондиционеров.
Чтобы устранить все эти неприятные явления необходимо, особенно в осенне-зимний период, увлажнять воздух в помещении, то есть насыщать его парами влаги.
10
2. Исследовательская часть
2.1. Определение влажности воздуха в помещениях школы
Для измерения влажности воздуха используют разные измерительные приборы. Я пользовалась психрометрическим гигрометром – психрометром. Психрометр устанавливался на 30 мин в исследуемых кабинетах и , по истечении времени снимались показания. Вычисляется разность показаний между влажным и сухим термометром. Зная разность показаний сухого и влажного термометров, и температуру окружающей среды с помощью психрометрических таблиц измеряем относительную влажность воздуха.
Так как в течение учебного года ученикам приходится больше времени проводить в школе, то не маловажную роль играет состояние влажности в учебных кабинетах. Исходя из этого, мы выяснили, отвечает ли санитарным нормам условия наших кабинетов. Измерения проводились в предметных кабинетах, в компьютерном классе, в столовой и в спортивном зале. Измерения и показания занесены в таблицы. (Приложение 3)
В результате чего было выявлено следующее: относительная влажность воздуха в некоторых помещениях ниже нормы, а это может приводить к раздражению слизистых органов дыхания и, следовательно, к кашлю и нарушению работы легких; относительная влажность воздуха в некоторых помещениях выше нормы, что может приводить к затруднению процесса испарения и, следовательно к перегреву организма. Было отмечено, что оптимальная влажность воздуха в кабинетах с большим количеством растений.
По результатам работы были сделаны основные выводы:
1. Не во всех кабинетах влажность воздуха соответствует нормам.
2. К концу смены влажность воздуха в кабинетах повышается.
3. Влажность воздуха в столовой значительно повышена.
4. Оптимальная влажность воздуха в кабинетах с большим количеством растений.
11
5. Состояние микроклимата школьных помещений оказывает влияние на самочувствие и здоровье учащихся: а) низкая влажность вызывает быстрое испарение и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, легких, что приводит к простудным и другим заболеваниям; б) высокая влажность также трудно переносится при высокой температуре, в этих условиях затруднен отвод тепла за счет испарения влаги и возможен перегрев тела.
Для улучшения состояния влажности в кабинетах мы рекомендуем:
1. Опрыскивание. С помощью этого простого и действенного метода можно увеличить влажность воздуха.
2. Увеличить в кабинетах количество зеленых насаждений. Листья зеленых растений испаряют воду и способствуют повышению влажности воздуха, а это улучшает самочувствие людей.
3. Для уменьшения влажности рекомендуется продолжительность сквозного проветривания учебных помещений .(Приложение 1)
2.2. Социологический опрос учащихся
Цель: оценить уровень знаний учащихся о значении влажности для человека
Дата: 31.01.2017г
Вопросы анкеты: (Приложение 4)
1) Знаете ли вы о том, что такое влажность воздуха?
2) Где необходим учёт влажности воздуха
3) Как вы считаете, влияет ли влажность воздуха на самочувствие человека?
4) Знаете ли вы нормы влажности воздуха в помещении?
5) Как можно регулировать влажность воздуха в помещении?
Результаты анкетирования показывают, что ученики школы в основном знают, что такое влажность воздуха, но не все знают нормы влажности воздуха в помещении. Понимают, где необходим учёт влажности, и какими способами регулируют влажность воздуха в помещении.
12
Заключение
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. Жара труднее переносится при высокой влажности воздуха. В этих условиях затруднен отвод тепла за счет испарения влаги. Поэтому возможен перегрев тела, нарушающий жизнедеятельность организма. В сухом воздухе, напротив, происходит быстрое испарение влаги с поверхности кожи, что приводит к высыханию слизистых оболочек дыхательных путей. Для оптимального теплообмена человеческого организма при температуре 20-25 °С наиболее благоприятна относительная влажность порядка 40 -60 %. (Приложение 1)
Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в помещениях применяют вентиляцию, кондиционирование воздуха и др.
Данная работа имеет практическое значение и может быть использована на уроках физики или факультативных занятиях, а также для самообразования учащихся.
13
Список литературы
1. Перышкин А.В. «Физика 8класс» М.:Дрофа,2016г.
2. Рыженков А.П. Физика. Человек. Окружающая среда. Издательство «Просвещение» 2006г.
3. Перельман Я.И. Занимательная физика. Издательство «Наука» 2008г. 4. http://www.allbeton.ru/
5. http://meteoweb.ru/phenom.php.
6. http://www.superplus.ru/index/htm
14
Приложение 1
Постановление главного государственного санитарного врача РФ "Об утверждении СанПиН 2.4.2.2821-10 "Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях"
6.2. Температура воздуха в зависимости от климатических условий в учебных помещениях и кабинетах, кабинетах психолога и логопеда, лабораториях, актовом зале, столовой, рекреациях, библиотеке, вестибюле, гардеробе должна составлять 18 - 24° С; в спортзале и комнатах для проведения секционных занятий, мастерских - 17-20°С; медицинских кабинетах, раздевальных комнатах спортивного зала - 20-22°С, душевых - 25°С; относительная влажность воздуха должна составлять 40-60%.
6.3. Учебные помещения проветриваются во время перемен, а рекреационные - во время уроков. До начала занятий и после их окончания необходимо осуществлять сквозное проветривание учебных помещений. Продолжительность сквозного проветривания определяется погодными условиями, направлением и скоростью движения ветра, эффективностью отопительной системы. Рекомендуемая длительность сквозного проветривания приведена в таблице 2.
Таблица 2
Рекомендуемая продолжительность сквозного проветривания учебных помещений
в зависимости от температуры наружного воздуха
Наружная температура, °С | Длительность проветривания помещения, мин. | |
в малые перемены | в большие перемены и между сменами | |
От +10 до +6 | 4-10 | 25-35 |
От +5 до 0 | 3-7 | 20-30 |
От 0 до -5 | 2-5 | 15-25 |
От -5 до -10 | 1-3 | 10-15 |
15
Приложение 2
Приборы для измерения влажности воздуха
16
Приложение 3
Определение влажности воздуха в разных помещениях школы в период отопительного сезона
Место определения влажности | В начале рабочего дня | В конце рабочего дня | ||||||
tсух,0С | tвл,0С | Δt,0С | φ,% | tсух,0С | tвл,0С | Δt,0С | φ,% | |
Столовая | 21 | 18 | 3 | 72 | 22 | 20 | 2 | 82 |
(каб. физики) | 23 | 16 | 7 | 42 | 25 | 21,5 | 4,5 | 63 |
(каб. географии) | 18 | 12 | 6 | 42 | 20 | 14 | 6 | 45 |
(каб.химии) | 22 | 15 | 7 | 41 | 25 | 21 | 4 | 47 |
(каб. биологии) | 24 | 18 | 6 | 51 | 25 | 20 | 5 | 60 |
(каб.математики) | 22 | 16 | 6 | 48 | 25 | 21 | 4 | 67 |
(каб. анг.яз) | 21 | 13 | 8 | 31 | 24 | 17 | 7 | 44 |
Коридор 3 этаж | 20 | 17 | 3 | 71 | 21 | 17 | 4 | 64 |
Спортзал | 23 | 16 | 7 | 42 | 24 | 17 | 7 | 44 |
17
Осенняя паутина
Мороз и заяц
Человек несгибаем. В.А. Сухомлинский
Ёжикина Радость
Флейта и Ветер