Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха
план-конспект урока по физике (8 класс)

Тема: Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха

Цели: познакомить учащихся с понятием влажность воздуха и методами определения влажности воздуха; показать практическое значение этой физической величины.
Задачи:
- обучающие
а) выяснить теоретические знания учащихся по теме «Парообразование. Испарение. Насыщенный и ненасыщенный пар».
б) сформировать представление об абсолютной и относительной влажности воздуха, точке росы.
в) продемонстрировать способы измерения влажности воздуха с помощью приборов – гигрометров, психрометра.
-развивающие
а) формирование навыков практической работы в сочетании с самостоятельной деятельностью обучающихся.
б) уметь анализировать информацию, пользоваться таблицами, справочниками.
-воспитательные – на материале урока показать важность понятия влажности воздуха в жизнедеятельности человека.

Ход урока:

I. Организационный момент - приветствие, проверка отсутствующих на уроке.
II. Актуализация знаний
Учитель раздаёт листочки для выполнения учащимися физического диктанта.
Физический диктант:
1. Процесс превращения жидкости в пар называется… (парообразование).
2. А обратный процесс?... (конденсация).
3. Переход жидкости в газообразное состояние со свободной поверхности жидкости называется… (испарение).
4. Испарение происходит при (высокой, низкой, любой) температуре... (любой).
5. Скорость испарения (зависит, не зависит) от рода жидкости… (зависит).
6. Чем выше температура жидкости, тем испарение происходит (быстрее, медленнее)… (быстрее).
7. Испаряющаяся жидкость (нагревается, охлаждается)... (охлаждается).
8. Чем больше площадь поверхности жидкости, тем испарение происходит (быстрее, медленнее)… (быстрее).
9. При ветре скорость испарения (увеличивается, уменьшается, не изменяется)… (увеличивается).
10. Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется… (насыщенным паром).

III. Изучение нового материала
Учитель: Итак, первое задание: узнайте явление природы. (Учитель показывает мультимедиа ряд – слайд 2).
– «Белая береза под моим окном, принакрылась снегом, точно серебром…». Кто это написал? Про что? (С. Есенин «Белая береза», про иней)

– «… Придя на рассвете на склон косогора, над зябкой рекою дымится прохлада». Это строки из стихотворения Константина Бальмонта «Безглагольность». О каком явлении идет речь? (туман)

– О каком явлении сейчас пойдет речь, вы, конечно, сразу догадаетесь, но, пожалуйста, послушайте, как красиво оно описано Львом Толстым: «Когда в солнечное утро летом пойдёшь в лес, то на полях, в траве, видны алмазы. Все эти алмазы блестят на солнце разными цветами – и жёлтым, и красным, и синим. Когда подойдёшь ближе и разглядишь, что это такое, то увидишь, что это…» (роса)

Учитель: Второе задание – ответьте на вопрос: что объединяет эти явления?

(Учащиеся высказывают свои предположения, обязательно кто–то догадается, что все эти явления объединяет вода, содержащаяся в атмосфере, влажность воздуха).

Итак, тема сегодняшнего урока: «Влажность воздуха». (Учащиеся записывают тему в тетради.) 

Как вам известно, воздух состоит из смеси различных газов и некоторого количества водяных паров. Даже над пустыней воздух никогда не бывает абсолютно сухим.

От содержания водяных паров в атмосфере зависит погода, многие физические явления и процессы:

– процесс испарения;
– конденсации;
– теплообмена;
– количество осадков;
– появление узоров на окнах, запотевание окон, появление тумана, росы, инея, количество разнообразных осадков (снега, града, дождя).

Из курса географии вам известно, что поверхность Земли на две трети покрыта водой.

Вода занимает около 70,8 % земного шара (глобус и слайд 3).

Живые организмы содержат от 50 до 99,7 % воды.

В атмосфере находится около 13-15 тыс. куб. км воды.

С поверхности морей, рек, водоёмов непрерывно и при любой температуре происходит испарение воды, вследствие чего в окружающем нас воздухе постоянно находится водяной пар (в среднем в атмосфере содержится 24*10 16м3 водяного пара).


Учитель: Как вы думаете, влажность воздуха – важное для нас явление или нет?

Да, влажность воздуха – важное для нас явление, поэтому необходимо научиться её определять. В воздухе содержатся водяные пары, и мы можем определить, например, массу водяных паров в 1м3 воздуха. Это абсолютная влажность воздуха.

ρ = m / V

Абсолютная влажность ρ показывает, сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объёмом 1 м3 при данных условиях, т.е. плотность (или упругость) водяного пара, измеряемая в г/м3. (слайд 4).

[ ρ ] = 1 г/см3

Для суждения о степени влажности важно знать, близок или далёк водяной пар, находящийся в воздухе, от состояния насыщения. Например, абсолютная влажность воздуха 50 г/м3. Много это или мало? Какой прогноз нас ожидает? Для ответа недостаточно данных. Нужно сравнить это число с чем-нибудь. Какое математическое действие позволяет сравнивать однородные величины друг с другом? (Деление).

Верно, нужно найти отношение двух величин, поэтому влажность, которую мы сейчас определим, будет называться относительной.

Относительной влажностью воздуха φ называют отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρ0 насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженное в процентах.

φ = ρ / ρ0 •100%

Существует специальная таблица в которой для каждого значения температуры и давления приводится значение плотности насыщенного водяного пара (таблица).

Если влажный воздух охлаждать, то при некоторой температуре пар, находящийся в воздухе можно довести до насыщения. При дальнейшем охлаждении водяной пар начинает конденсироваться в виде росы. Появляется туман, выпадает роса. (слайд 6).

Температуру, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным в процессе охлаждения, называют точкой росы.

От влажности воздуха зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. А испарение влаги имеет большое значения для поддержания температуры тела постоянной (слайды 7, 8).
Благоприятная для человека относительная влажность воздуха 40-60%. Такую влажность поддерживают в производственных помещениях, на борту космического корабля.
Большое значение имеет знание влажности воздуха в метеорологии для предсказания погоды, т.к. конденсация водяного пара приводит к образованию облаков и последующему выпадению осадков. При этом выделяется большое количество теплоты в атмосферу. И наоборот, испарение сопровождается поглощением теплоты.

Учитель: Для измерения относительной влажности используют такие приборы как гигрометр и психрометр (слайд 8).
1. Гигрометры (волосной и конденсационный) (слайд 9, 10). Действие волосного гигрометра основано на том, что обезжиренный человеческий волос в условиях большой влажности удлиняется, а при низкой влажности его длина уменьшается. К концу волоса прицеплен груз, при изменении длины он поворачивает блок со стрелкой. Конец стрелки показывает относительную влажность по шкале.

С помощью конденсационного гигрометра можно определить абсолютную влажность воздуха по точке росы.

Психрометр (слайд 11) состоит из двух термометров, шарик одного из них обмотан тканью, нижние концы которой опущены в сосуд с дистиллированной водой. Сухой термометр регистрирует температуру воздуха, а влажный — температуру испаряющейся воды. При испарении жидкости её температура понижается. Чем суше воздух, тем интенсивнее испаряется вода из влажной ткани и тем ниже её температура. Следовательно, разность показаний сухого и влажного термометров зависит от относительной влажности воздуха. Зная эту разность температур, определяют относительную влажность воздуха по специальным психрометрическим таблицы.
(На примере задачи Л-1167 учащиеся, пользуясь психрометрической таблицей, определяют относительную влажность воздуха, а также «восстанавливают» психрометрический отчёт) таблица 1

V. Закрепление
Подведём итоги (слайд 18):
1. В воздухе всегда содержится некоторое количество водяного пара.
2. Плотность водяного пара в данных условиях называют… абсолютной влажностью воздуха.
3. Степень насыщенности воздуха водяными парами называют… относительной влажностью, или отношение …
4. Благоприятная для человека относительная влажность воздуха ϕнорм. = 40-60%.
5. Если ненасыщенный воздух охлаждать, то он становится насыщенным и при некоторой температуре начинает конденсироваться – выпадает роса; температура в этом случае называется… точкой росы.
6. (Обсуждение заданий Л-1147, 1148, 1166 [2]). Почему запотевают фрукты и овощи, вынутые из холодильника? Что легче: сухой воздух объёмом 1 м3 или влажный воздух тоже объёмом 1 м3? Сколько процентов составляет относительная влажность воздуха, если показания сухого и влажного термометров одинаковы?

7. Решить задачу Л-1154 (+ Л-1155). Какова абсолютная влажность воздуха, который в объёме 20 м³ содержит 100 г влаги?

Дано:                          Решение:
V = 20 м³                 ρ = m / V = 100 г / 20 м³ = 5 г/м³ > ρₒ = 4,84 г/м³ (при 0°C) =>
m = 100 г                  => пар насыщенный.
ρ ―?

VI. Итог урока: урок завершён, всем огромное спасибо за работу (комментарий оценок за урок).

VII. Домашнее задание: §19. Практическое задание: определить влажность воздуха дома и подумать, может ли она быть различной (слайд 20).