Урок физики в 10 классе по теме "Влажность"
план-конспект урока по физике (10 класс)

Класс 10

Тема урока:  Влажность воздуха.

Цель урока:

ввести понятие абсолютной и относительной влажности воздуха, точки росы и ознакомить с приборами для измерения влажности воздуха.

Задачи:

Образовательные:

1. Выяснить теоретические знания учащихся по теме "Испарение. Кипение".
2. Сформировать представление об абсолютной и относительной влажности воздуха, точке росы.
3. Продемонстрировать способы измерения влажности воздуха при рассмотрении приборов для ее измерения — гигрометра, психрометра.

Воспитательные:

На материале урока указать важность понятия влажности воздуха в жизнедеятельности человека.

Тип урока: комбинированный.

Методы:

• найди ошибку
• рассказ-беседа;
• фронтальный эксперимент;
• работа с учебником;
• практические упражнения.

Формируемые умения: наблюдать, сравнивать, анализировать, обобщать.

Оборудование:

• психрометрическая таблица;
• таблица зависимости давления и плотности насыщенного пара при различной температуре;
• изображения гигрометров и прибор психрометр;
• два термометра;
• кусочек марли;
• сосуд с водой комнатной температуры;
• глобус земли.

План урока:

1. Организационный момент (3 мин.).
2. Актуализация знаний: найди ошибку(7 мин.).
3. Изучение нового материала (20 мин.).
4. Закрепление, отработка умений (3 мин.).
5. Подведение итогов урока — повторение — контроль (5 мин.).

1. Орг. момент

По вашим лицам вижу, что сегодня настроение у вас хорошее. Давайте поработаем сегодня на уроке так, чтобы ваше настроение осталось таким же, а может быть, стало еще лучше.

Сначала мы вместе проведем маленький устный опрос по теме "Парообразование и конденсация". Потом попробуем ответить на вопрос, что нужно понимать под влажностью воздуха и какое значение она имеет в жизнедеятельности человека, а также какими способами и какими приборами можно измерить влажность воздуха, и самое интересное, как можно определить влажность, если под рукой нет специальных приборов. Затем проверим свои приобретенные знания при решении задачи.

2. Актуализация ранее изученного

Учитель: 1 вопрос. 1 вариант. Что называется парообразованием?

Ученик: Явление превращения жидкости в пар, называется парообразованием.

(Комментарии: После ответа на вопрос проверяющий ставит в графе напротив данного вопроса балл 1 или 0. Таким образом, очень легко определить, какие существуют пробелы в знаниях у ученика).

Учитель: 1 вопрос. 2 вариант. Что называется испарением

Ученик: Парообразование, происходящее с поверхности жидкости, называется испарением?

Учитель: 2 вопрос. 1 вариант. От чего зависит испарение и при какой температуре происходит процесс испарения?

Ученик: Испарение зависит от: а) рода жидкости, б) температуры, в) площади поверхности жидкости, г) наличия ветра. Испарение может происходить при любой температуре

Учитель: 2 вопрос. 2 вариант. Что такое конденсация и что вы можете сказать про энергетические процессы при конденсации?

Ученик: Явление превращения пара в жидкость, называется конденсацией. Данное явление происходит с выделением энергии.

Учитель: 3 вопрос. 1 вариант. Что такое динамическое равновесие?

Ученик: Когда число молекул, вылетающих из жидкости равно числу молекул пара, возвращающихся обратно в жидкость, то наступает динамическое равновесие.

Учитель: 3 вопрос. 2 вариант. Какой пар называется насыщенным, а какой не насыщенным?

Ученик: Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью называется насыщенным, а пар, не находящийся в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью, называется ненасыщенным.

Учитель: 4 вопрос. 1 вариант. Что такое кипение?

Ученик: Интенсивный переход жидкости в пар, происходящий с образованием пузырьков пара по всему объему жидкости при определенной температуре, называется кипением.

Учитель: 4 вопрос. 2 вариант. Что происходит с температурой кипения жидкости в процессе кипения и от чего она зависит?

Ученик: Во время кипения температура жидкости не меняется. Температура кипения зависит от рода жидкости и давления.

Учитель: 5 вопрос. 1 вариант. Что такое удельная теплота парообразования и конденсации?

Ученик: Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо, чтобы обратить жидкость массой 1 кг в пар без изменения температуры, называется удельной теплотой парообразования и конденсации.

Учитель: 5 вопрос. 2 вариант. Запишите формулу для расчета количества теплоты при испарении и конденсации.

Критерии:

5 баллов оценка "5",
4 балла оценка "4",
3 балла оценка "3".

А теперь поставьте друг другу оценки по тем критериям, которые вам даны.

Итак, по тому как вы ответили, складывается вполне ясная картина того, как каждый из вас сегодня готов к уроку, на какие моменты стоит обратить внимание и доучить.

3.Изучение нового материала.

В 1 веке до нашей эры римский поэт Тит Лукреций Кар в своей знаменитой поэме «О природе вещей писал»:

И, наконец, на морском берегу, разбивающем волны,

Платье сыреет всегда, а на солнце,  вися, оно сохнет.

Видеть, однако, нельзя, как влага на нем оседает,

Да и не видно того, как она исчезает от зноя.

Значит, дробится вода на такие мельчайшие части,

Что недоступны они совершенно для нашего глаза.

О каком явлении писал Лукреций? (  О Влажности)

Запишите тему урока на маршрутных листах «Влажность воздуха»

Одной из проблем людей, путешествующих по пустыне, является  нехватка воды. Запасы воды у заблудившихся в песках быстро заканчиваются и люди погибают от обезвоживания. Хотя, если знать  физику, от жажды в пустыне не умрешь. Так как же добыть воду в пустыне? (Выслушиваются ответы учащихся).

Воду можно добыть из воздуха. Если вам придется остаться в песках без капли воды, расстелите на земле полиэтиленовую пленку или брезент  и насыпьте на нее камней. На утренней заре  камни покроются капельками воды, и вы сумеете собрать хотя бы несколько глотков живительной влаги.

Эксперимент.

Учитель:  

Проделайте следующий эксперимент: возьмите губку и сожмите ее. Ничего не произошло. Теперь капните на нее из пипетки и сожмите опять. Результат тот же. Положите губку в кювету с водой, подождите чуть – чуть и сожмите снова. Что вы видите? из губки капает вода. Положите губку опять в кювету и переверните ее несколько раз.

 Как вы думаете, что произойдет, если сейчас поднять губку? (Выслушиваются ответы учащихся).

Проверим. Поднимите губку и посмотрите на дно.

Почему из нее начала капать вода? Попробуйте объяснить данный эксперимент (Выслушиваются ответы учащихся).

Воздух можно сравнить с губкой в том смысле, что оба могут запасать воду. Сухая губка – сухой воздух, не содержащий водяных паров. Одна капля воды для губки – это слишком мало, однако после того, как гудка полежала в воде, она намокла сильнее и впитала в себя больше воды, в последнем же случае губка намокла до насыщения. Когда губка не смогла больше запасать в себе воду, то вода сама начала капать из нее. Как и губка, воздух тоже может запасать в себе воду в виде пара, и чем больше водяных паров находится в определенном объеме воздуха, тем ближе пар к состоянию насыщения.: Какой пар называют насыщенным? (Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью)

Что подразумевают под « динамическим равновесием между паром и жидкостью»?

При определении содержания влаги в воздухе используют понятия…Вы сейчас поработаете с учебником и выпишите их в таблицу в вашем маршрутном листе

Ответы учеников по новой теме

.

Итак, начнем наш разговор с того, что из курса географии вам известно, что поверхность Земли покрыта на две трети водой (демонстрирую географический глобус Земли).

С поверхности морей, рек, водоемов самопроизвольно, непрерывно и при любой температуре происходит испарение, вследствие чего в окружающем нас воздухе постоянно находится водяной пар. Количество пара, содержащегося в атмосфере играет очень важную роль для жизни на Земле, в том числе и на самочувствие человека. Также, для предсказания погоды, атмосферных явлений необходимо следить за влажностью воздуха. Влажность воздуха говорит о наличии водяного пара в атмосфере. Как вы понимаете, чем больше водяного пара будет содержаться в атмосфере при данной температуре, тем больше будет влажность воздуха, т.е. тем ближе пар будет к состоянию насыщения.

Как же определить влажность воздуха?

Для этого, во-первых, необходимо знать количество водяного пара в единице объема воздуха. Для этого вводится понятие абсолютная влажность воздуха, которая показывает, сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объемом 1 м3 при данных условиях (т.е. при данной температуре и атмосферном давлении).

Обозначается  — абсолютная влажность воздуха — плотность водяного пара [единица измерения — кг/м3].

При тех же условиях водяной пар может быть насыщенным. Существуют специальная таблица в которой для каждого значения температуры и давления приводится значение плотности насыщенного водяного пара, которая обозначается 0. Такая таблица находится в ваших сборниках задач по физике авторов Лукашик В.И., Иванова Е.В., страница 198.

Зная значения плотности насыщенного пара и пара, содержащегося в атмосфере, можно определить, насколько отличается при данных условиях водяной пар от насыщенного. Для этого вводится понятие относительной влажности воздуха, которая равна отношению абсолютной влажности воздуха к плотности насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженному в процентах.

Обозначается  — относительная влажность воздуха. Посмотрите на определение и как мы с вами обычно делаем из определения попытайтесь записать формулу, для расчета относительной влажности воздуха.

=(/0)*100%

Учитель: Подумайте над таким вопросом, при каком значении влажности воздуха наступает динамическое равновесие?

Ученик: при 100%

Учитель: Не меняя массу содержащегося в атмосфере водяного пара его можно сделать насыщенным, если изменять температуру, а именно понижать. Температура, при которой пар, содержащийся в атмосфере становится насыщенным, называется точкой росы. Откуда такое интересное название? Каждый из вас неоднократно наблюдал такие природные явления, как появление тумана или выпадение росы. Почему и как это происходит? По утрам, когда температура воздуха понижается, пар охлаждается и при некоторой температуре становится насыщенным. Дальнейшее понижение температуры окружающей среды приводит уже к конденсации этого пара в виде появления тумана и росы. Роса свидетельствует о том, что влажность была 100%. Относительную влажность можно измерять с помощью ряда приборов, специально созданных для этого. Это гигрометры и психрометры. Рассмотрим принцип работы этих приборов.

1. Гигрометры (волосной и конденсационный) — рисунок 1, рисунок 2. https://yandex.ru/video/preview/5514948852818448407 

2. Психрометр  — рисунок 3, рисунок 4.

Учитель: А как измерить влажность воздуха, если нет специального прибора, а только комнатный термометр?

(Комментарии: готовивший сообщение о психрометре, заранее получил это задание и самостоятельно разобрался, как это осуществить, что и продемонстрировал своим одноклассникам: два термометра, один из которых обернут марлечкой, край которой опущен в воду. Дальнейшие действия аналогичны при работе с обыкновенным психрометром и использование психрометрической таблицы из сборника Лукашик В.И., Иванова Е.В., страница 199).

4. Закрепление изученного.

А сейчас подумайте над следующими задачами, которые приводятся у вас на листочках — задачи для закрепления.

Задача 1. Разность показаний сухого и влажного термометров равна 40С. Относительная влажность воздуха 60%. Чему равны показания сухого и влажного термометра.

(Ответ tc=140C? tвл=100С).

Задача 2. Влажность воздуха равна 78%, а показание сухого термометра равно 120С. Какую температуру показывает влажный термометр?

(Ответ: tвл=100С).

Учитель:

Медики утверждают, что хорошее самочувствие человека складывается из многих факторов: атмосферного давления, температуры окружающей среды, магнитного поля Земли и влажности воздуха. Оказывается оптимальная для человека влажность лежит в пределах 40—60%. Но так ли это важно, знать влажность воздуха?

Сегодня я  пригласила к нам на урок работников некоторых профессий  и попросила их ответить на вопрос: Какое влияние оказывает  влажность воздуха на нас и окружающую среду? Послушаем их ответы.

[Сообщения учащихся могут быть примерно такого содержания ]:

Косметолог: Я косметолог и знаю, что каждый человек хочет выглядеть привлекательно, долгое время оставаться молодым и красивым. Первая проблема, с которой сталкиваются люди – это появление морщин.

Немалую роль в развитии морщин у молодых людей играют различные внешние влияния, в том числе избыточно сухой или влажный воздух. Находясь в условиях постоянно повышенной влажности воздуха, наша кожа впитывает воду и растягивается. Подвергаясь длительному растяжению,  она не может быстро сократиться, отвисает и покрывается морщинами..

Под воздействием сухого воздуха кожа становится бледной, сухой, начинает шелушиться, появляется раздражение. Все это способствуют более быстрому старению кожи.

Наши волосы, в сухом воздухе, испаряя влагу, становятся тоньше и растрескиваются, секутся на концах и легко обламываются при расчесывании. Прическа в этом случае выглядит ужасно.

Обогревательные приборы, работающие в зимний период, сушат воздух и  вызывают испарения влаги с кожи. Сухой воздух, подобно губке, ищет и впитывает влагу везде, где бы она ни встретилась. Наша кожа не исключение.

Чтобы полностью избежать сухости кожи зимой, достаточно не подвергать ее воздействию сухого воздуха, возникающего при работе обогревательных приборов. Для этого относительная влажность в помещении должна быть не менее 50 %. Зимой она обычно составляет не более 20 %.

Для поддержания нужного уровня влажности можно вывешивать мокрые полотенца или ставить на батарею ванночку с горячей водой.

Врач: Наш организм на две трети состоит из воды, поэтому относительная влажность воздуха влияет на здоровье и самочувствие. Чем меньше влажность, тем быстрее испарение при дыхании, что способствует охлаждению тела. 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

Люди, носящие контактные линзы, в условиях сухого воздуха часто жалуются на раздражение слизистой оболочки глаз. Даже те, кто не имеет проблем со зрением, могут испытывать неблагоприятное воздействие сухого воздуха на глаза. Это так называемый синдром "сухого глаза".

Сухой воздух способствует повышенной испаряемости слезы. Слезы же поддерживают постоянную влажность глазного яблока, обеспечивая гладкость и чистоту роговицы. Работая "всухую", наши глаза излишне напрягаются, быстрее утомляются. Помочь нашим глазам можно увлажняя веки с помощью холодных примочек из настоя цветков ромашки аптечной. Смочите в настое ватные тампоны, слегка отожмите и наложите на закрытые глаза на 10-15 минут.

 Сухой воздух приводит к ослаблению иммунной системы в целом, обостряет кожную аллергию. Кроме того, он приводит к тому, что пыль летает по всей комнате, и ее частицы попадают в органы дыхания, что может привести к легочным заболеваниям. Для того чтобы связать мелкие частицы пыли, нужно либо ежедневно выполнять влажную уборку, либо установить в комнате увлажнитель воздуха. Увлажнитель помогает связать мелкие частицы пыли и препятствует распространению вредных бактерий.

Психолог: Влажность воздуха сыграла и играет немалую роль в развитии различных людских темпераментов. Приведу такой пример: Постоянная влажность, заполняя поры тела, замедляет циркуляцию жидкостей в организме, ослабляет сосудо-двигательную систему, лишает организм энергии, притупляет чувствительность, словом, человек становится медлительным и инертным флегматиком. Живя на болотистой и поросшей лесом почве, среди тумана, под небом, покрытым густыми облаками, в условиях большой влажности, человек меняется, в результате наблюдается побеление кожных покровов, волос,  становятся бледными и глаза. К такому типу относятся жители Скандинавского полуострова.

Эколог: Нам, экологам, также необходимо знать влажность воздуха, так как она является одним из элементов характеристики климата земной поверхности и  определяет собой количество атмосферных осадков. Конденсируясь в мельчайшие капельки  тумана или в частицы снега, воздушная влага создает помутнение атмосферы, из-за чего происходит задержка солнечного света,  вследствие поглощения и рассеивания световых лучей. В крупных промышленных центрах санитарные мероприятия по увеличению солнечной радиации сводятся к борьбе с дымом, т.к. водяные пары в виде тумана и облаков собираются вокруг мельчайших частиц воздушной пыли – центров конденсации. Если к тому же слой теплого воздуха располагается над слоем холодного, то промышленные загрязнения с капельками влаги удерживаются вблизи земли, порождая смог. Сернистый газ, выбрасываемый некоторыми предприятиями, в условиях повышенной влажности, соединяется в воздухе с водой и образует кислоту, которая выпадает в виде кислотных дождей.

 Влажность воздуха существенно влияет и на теплообмен организма человека с окружающей средой. При высокой температуре и высокой влажности 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 с температурой воздуха 25° С относительная влажность должна быть 20 %. Наиболее благоприятной для человека  в нормальных условиях является относительная влажность 40—60 %. Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в помещениях применяют вентиляцию и кондиционирование воздуха.

 Агроном: Специалистам сельского хозяйства приходится постоянно сталкивать с определением влажности воздуха. Для нормального  роста и развития  растений должны создаваться определенные благоприятные условия. В частности к ним относится и влажность воздуха. Например,  для огурцов влажность воздуха должна быть 60 %, при меньшей влажности огурцы становятся горькими из-за вещества глюкозида кукурбитацина, которое и сигнализирует о неблагоприятных условиях выращивания огурца. У томатов  же при такой влажности не могут завязаться плоды, и  растение сбрасывает цветки.

Весенние заморозки – настоящее бедствие не только для плодовых и овощных культур, но даже и для полевых. Заморозки могут наступить только в ясную ночь, когда тепловое излучение почвы больше, чем тепловое излучение атмосферы

Но, если влажность воздуха велика и воздух близок к насыщению парами, то при понижении температуры воздух может стать насыщенным и начнет выпадать роса. Но при конденсации водяных паров выделяется энергия. Поэтому воздух у поверхности почвы при образовании росы не будет охлаждаться ниже точки росы и вероятность наступления заморозка уменьшится. Почему заморозки   чаще всего происходят в мае? Это вам станет понятно, если вы посмотрите, как изменяется в течение года среднемесячная влажность воздуха. Месяц май – самый сухой из всех бесснежных месяцев.                                        

Чтобы  предохранить молодые растения от губительного действия низких температур можно, если синоптики обещают заморозки, поздно вечером обильно полить землю вокруг растений, а перед рассветом устроить им дождевание или  создать над растениями дымовое облако.

5.Подведение итогов урока

 Релаксация.

Подводя итог урока, мы с Вами убедились, что учет влажности воздуха необходим в любой сфере человеческой деятельности. Избыток и недостаток влаги пагубно влияет на здоровье человека, предметы быта, материальные и культурные ценности. Для регулирования оптимальной влажности необходимо использовать специальные приборы – психрометры, гигрометры, увлажнители различных типов.

Урок завершен, до встречи на следующем уроке.

Используемые источники:

1. https://nsportal.ru/shkola/fizika/library/2012/10/17/urok-po-fizike-po-teme-vlazhnost-vozdukha 
2. https://videouroki.net/razrabotki/konspiekt-uroka-vlazhnost-vozdukha-10-klass.html 
3. https://urok.1sept.ru/articles/570205 
4. Учебник  Мякишева Г.Я.; Буховцева Б. Б.; Сотского Н. Н., Учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений. М. «Просвещение», 2017.