Влажность воздуха и ее измерение

Разделы: Физика

Цели урока:

  • дать понятие о влажности воздуха.
  • показать практическое применение и важность данной физической величины.

Задачи урока:

  • Образовательные:
  • подготовить учащихся к восприятию нового материала по теме «Влажность воздуха и ее измерение»;
  • сформулировать и дать представление об относительной влажности воздуха;
  • продемонстрировать различные способы измерения влажности воздуха при помощи измерительных приборов – психрометра, гигрометра;
  • показать, как меняется относительная влажность воздуха с помощью датчиков – относительной влажности и температуры;
  • с помощью формулы научить определять относительную влажность воздуха.
  • Развивающие:
  • выработать умение и навыки при работе с приборами;
  • развивать познавательный интерес, наблюдательность, научить решать задачи по определению относительной влажности воздуха.
  • Воспитательные:
  • формировать положительный интерес к физике;
  • показать значение влажности воздуха в определенных условиях, способы применения в метеорологии
  • развивать авыки проведения физического эксперимента.

Тип урока – комбинированный.

Методы:

  • рассказ-беседа;
  • сообщение учащихся;
  • физический эксперимент;
  • практические упражнения.

Формулированные явления:

  • наблюдать;
  • выставлять проблему;
  • экспериментировать (проводить эксперимент) ;
  • анализировать;
  • применять, прогнозировать.

Оборудование: компьютер и мультимедийный проектор; психометрическая таблица; таблица зависимости давления и плотности насыщенного пара при различной температуре; изображение гигрометров и прибор психрометр; колба стеклянная, объемом 0,5 л, электрическая плитка, датчики относительной влажности и температуры, система сбора данных, программно-аппаратный комплекс AFS.

План урока:

  • Организационный. (1 мин.)
  • Актуализация знаний: опрос (5 мин.)
  • Изучение нового материала:
  • Организация восприятия учебного материала (работа с презентацией учащихся, заполнение опорного конспекта). Демонстрационные опыты. (20 мин.)
  • Закрепление, обработка умений. (10 мин.)
  • Подведение итогов. (8 мин.)
  • Задание на дом. (1 мин.)

ХОД УРОКА

1. Организационный

– Добрый день юноши и девушки. Для того,  чтобы затронуть тему нашего урока, нам необходимо ответить на ряд вопросов по теме «Насыщенный пар. Зависимость давления насыщенного пара от температуры». Затем мы посмотрим презентацию учеников вашего класса на тему нашего урока, из которой вы узнаете:

  • как влияет влажность воздуха на технологические процессы;
  • какими приборами можно измерить влажность воздуха;
  • как рассчитать относительную влажность воздуха (при этом необходимо вести конспект основных определений и формул).

Далее посмотрим демонстрационные опыты, с помощью которых можно увидеть, как меняется относительная влажность воздуха и температура. При этом будем использовать датчики относительной влажности и температуры. В конце урока проверим свои приобретенные знания и умения.

2. Опрос

а) Работа с таблицами зависимости давления и плотности насыщенного пора от температуры.

– При каком давлении вода будет кипеть при 19оС? (Ответ: 2,2 кПа).
– Давление водяного пара при 14оС было равно 1кПа. Был ли этот пар насыщенным? (Ответ: не был).
– Какова плотность насыщенного водяного пара при 100оС? (Ответ: 0,59 кг/м3).

б) Образующие белые клубы при выдохе на морозе иногда называют паром. Правильно ли это? (Ответ: нет, это туман – мельчайшие капельки воды).
– В каком состоянии вещества плотность повышается с повышением температуры и почему это происходит? (Ответ: в состоянии насыщенного пара).

3. Изучение нового материала

Предоставляется слово вашим ученикам. (Презентация). Некоторые выдержки из нее мы запишем. Итак:

а) Влияние влажности воздуха на процессы, протекающие на Земле, а именно:

  • на здоровье человека;
  • на с/х угодия;
  • на флору и фауну.

б) Влияние влажности воздуха на технологические процессы:

  • на сушку, хранение готовых изделий;
  • в книгохранилищах, музеях.

в) Что такое водяной пар в атмосфере.
г) Какими величинами характеризуется влажность воздуха, как можно рассчитать влажность воздуха.

– Далее приступим к экспериментальному определению влажности воздуха с помощью приборов.
Относительную влажность воздуха можно измерить с помощью ряда приборов. Это гигрометр и психрометр.

Психрометр. (Показ прибора с сопровождением опытами учащихся по определению влажности с двумя термометрами).
Гигрометр волосяной.
Гигрометр конденсационный. (Фрагмент видеокассеты. Определение точки росы – температуры при которой пар становится насыщенным).

– Переходим к демонстрационным опытам. В этих опытах используется оборудование экспериментальной установки:

  1. Система сбора данных, подключенная к компьютеру.
  2. Датчик относительной влажности:
    • Диапазон измерений:  0-95%;
    • Точность измерений: 1%.
  3. Датчик температуры поверхности:
    • Диапазон измерений: от – 25 до 125оС ;
    • Точность измерений: ± 0,2оС при 0 оС; ± 0,5оС при 100оС.
  4. Колба стеклянная объемом 0,5 л.
  5. Электрическая плитка.

Методика выполнения эксперимента.

Проведение измерений.

Демонстрируем учащимся измерение влажности воздуха в классной комнате. Для этого держим датчик относительной влажности воздуха и датчик температуры в руке (не зажимая) – 1 мин.
Измеряем температуру и влажность выдыхаемого вами воздуха. Для этого подносим датчики влажности и температуры ко рту и выполняем несколько вдохов и выдохов в течение 20 с. Измеряем температуру и влажность выдыхаемого вами воздуха.  Для этого подносим датчики относительной влажности и температуры ко рту и выполняем несколько выдохов в течение не менее 20 с.
Помещаем датчик относительной влажности в колбу с водой, при этом датчик должен располагаться выше уровня воды в колбе. Демонстрируем учащимся увеличение относительной влажности воздуха в сосуде. Длительность проведения опыта 2-3 мин.
Закрепляем датчики относительной влажности и температуры на штативе на расстоянии 40-50 см от поверхности электрической плитки. Включаем плитку и демонстрируем учащимся уменьшение относительной влажности воздуха с возрастанием температуры нагрева плитки. Длительность проведения опыта 3-5 мин.
Результаты всех опытов фиксируются на графиках:

По окончании проведения опытов, результаты исследований (относительная влажность воздуха в классной комнате) сравниваются с результатами, полученными с использованием прибора для измерения относительной влажности воздуха (психрометр).

4. Закрепление

– Что понимают под влажностью воздуха?
– Что называют абсолютной влажностью воздуха? Какая формула выражает смысл этого понятия? В каких единицах ее выражают?
– Что такое упругость водяного пара?
– Что называют относительной влажностью воздуха? Какие формулы выражают смысл этого понятия в физике и метеорологии? В каких единицах ее выражают?
– Относительная влажность воздуха 70%, что это значит?
– Что называют точкой росы?
– С помощью каких приборов определяют влажность воздуха?
– Начертите рисунок, объясните устройство и принцип работы волосяного и конденсационного гигрометров и психрометра.

Решение задач

Используется психрометрическая таблица.

1. Влажность воздуха равна 65%, а показание сухого термометра равно 10оС. Какую температуру показывает влажный термометр? (Ответ: tвл = 7оС).

2. Температура сухого термометра равна 10оС, температура влажного термометра –8оС. Определите относительную влажность воздуха. (Ответ: 76%).

5. Подведение итогов

Учащиеся обобщают и систематизируют полученные знания по теме.
Анализируя опыты, приходят к решению, что с помощью датчиков можно более точно определить относительную влажность воздуха в тех помещениях, где необходимо поддерживать определенные условия. Например, библиотеки, музеи растения и многое другое.

6. Задание на дом: П. 74, задачи на с. 191 (5,6).

Список литературы:

  1. Аствацатуров, Г.О. Дизайн мультимедийного урока: методика, технологические приемы, фрагменты уроков. – Волгоград: Учитель, 2009. –133с. – ISBN 978-5-7057-2029-3.– 5000экз.
  2. Волков В.А. Универсальные поурочные разработки по физике 10 класс.–М.: ВАКО, 2014.–400 с. – (В помощь школьному учителю).
  3. Физика. 10 класс: поурочные планы по учебнику Г.Я. Мякишева, Б.Б.Буховцева, Н.Н. Сотского «Физика. 10 класс»/ авт.- сост. Г.В. Маркина, С.В. Боброва.– Волгоград: Учитель, 2006.– 302 с.
  4. https://urok.1sept.ru/articles/591254/Прозаровская Любовь Александровна, учитель физики
  5. Ханжина Елена Вячеславовна, кандидат пед. наук, доцент кафедры теоретической физики, теории и методики обучения физике.
  6. Описание экспериментальной установки.