Какие приборы используют для определения относительной влажности воздуха 8 класс

Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха

Содержание

Вещества могут переходить из твёрдого состояния в жидкое, а из жидкого — в газообразное. Последнее превращение называют парообразованием, которое может проходить путем испарения или кипения.

Кипение происходит при определённой температуре для каждой жидкости. А вот испарение жидкости, напротив, происходит при любой ее температуре.

Значит, испарение на нашей планете происходит непрерывно: испаряется вода с поверхностей озер, океанов, рек, различной растительности и т. д. Вследствие этого воздух в нашей атмосфере всегда содержит в себе водяные пары.

Влажность — это понятие, которое характеризует содержание водяного пара в атмосфере. В данном уроке мы разберем понятия абсолютной и относительной влажности воздуха, точки росы, познакомимся с приборами для измерения влажности воздуха.

Абсолютная и относительная влажность

Количество водяных паров в воздухе при определенной температуре определяет степень влажности. Но как эту степень оценить? В этом нам помогут два новых определения: абсолютная влажность и относительная влажность.

Абсолютная влажность $rho$ — это физическая величина, показывающая, сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объемом $1 space м^3$ при данных условиях, т. е. плотность водяного пара.
$rho = frac$.

Обратите внимание, что, рассчитывая плотность различных веществ, мы использовали стандартную единицу измерения — $frac$. Для абсолютной влажности принято применять внесистемную единицу измерения плотности — $frac$.

Степень влажности определяется фактором того, насколько водяной пар близок или далек от состояния насыщения.

  • Чем больше в воздухе водяных паров, тем ближе пар к состоянию насыщения
  • Чем выше температура воздуха, тем большее количество водяных паров требуется для его насыщения

Вспомним: насыщенным называют пар, который находится в динамическом равновесии со своей жидкостью. Число молекул, вылетающих из жидкости, становится равно числу молекул, возвращающихся в нее.

Соответственно, зная только абсолютную влажность, нельзя сказать сухой это воздух или влажный, насколько он близок к состоянию насыщения.

Чаще всего водяной пар, содержащийся в воздухе, является ненасыщенным. Если бы водяной пар в воздухе был всегда насыщенным, то все, что находится на земной поверхности, никогда бы не высыхало.

Относительная влажность воздуха $varphi$ — это отношение абсолютной влажности воздуха $rho$ к плотности $rho_0$ насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженной в процентах.
$varphi = frac cdot 100 %$.

Т.е., относительная влажность характеризует процентное содержание влаги в воздухе. Наиболее благоприятной для человека считается относительная влажность воздуха $40-60 %$.

Точка росы

В любом случае в воздухе находится водяной пар. Если мы будем понижать температуру воздуха, то при определенной температуре сможем довести пар, содержащийся в нем, до состояния насыщения.

Если после этого продолжать снижать температуру, то пар начнет конденсироваться. В итоге, образуется туман, и выпадают капельки росы. Здесь у нас появляется еще одна новая величина, которая тоже характеризует влажность воздуха, — точка росы.

Точка росы — это температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным.

Влажность воздуха измеряют с помощью специальных приборов: конденсационных и волосных гигрометров и психрометров.

Конденсационный гигрометр

Рассмотрим устройство и принцип работы конденсационного гигрометра (рисунок 1). С помощью него можно определить абсолютную влажность воздуха по точке росы.

В его основе — небольшая металлическая коробка 1. Ее передняя стенка 2 окружена кольцом 3. Поверхности этих элементов хорошо отполированы. Между ними помещена теплоизолирующая прокладка 4. К самой коробке присоединена резиновая груша 5. Внутрь коробки вставлен термометр 6.

Заполним коробку, например, эфиром. Вы уже знаете, что эта жидкость достаточно быстро испаряется. Начнём продувать воздух через коробку с помощью груши. Так мы ускорим испарение эфира, коробка быстро охладится. Вскоре на полированной поверхности появятся капельки росы.

Отметим температуру, которая наблюдается в данный момент. Так мы определили точку росы. Именно в этот момент пар стал насыщенным.

Далее, используя специальные таблицы, можно определить абсолютную влажность воздуха.

Вид обычного лабораторного гигрометра представлен на рисунке 2.

Волосной гигрометр

Из названия этого прибора можно догадаться, что где-то в его устройстве присутствует волос. И, действительно, действие волосного гигрометра (рисунок 3) основано на одном интересном свойстве человеческого волоса. Дело в том, что при увеличении относительной влажности воздуха волос удлиняется.

На шкале этого прибора уже отмечены величины относительной влажности воздуха. При увеличении относительной влажности волос удлиняется, а при уменьшении — укорачивается. При этом стрелка двигается вдоль шкалы, указывая на величину относительной влажности воздуха.

Психрометр

Психрометр (от латинского психрос — холодный, метрио — измерять) представлен на рисунке 4.

Этот прибор состоит из двух термометров. Конец одного из них обмотан тканью и опущен в воду. Вода испаряется, термометр охлаждается. Термометры будут показывать разные значения.

Испарение проходит менее интенсивно при большой относительной влажности, и более интенсивно при малой относительной влажности. Чтобы оценить ее, нужно зафиксировать разность температур на термометрах. Для них также существуют специальные таблицы, из которых можно узнать величину относительной влажности воздуха.

Влажность в окружающем мире

Влажность воздуха важна как в природе, так и в быту человека. Изначально, наше самочувствие часто зависит от этого показателя. Ведь интенсивность испарения влаги с нашего кожного покрова определяется влажностью воздуха. Низкая влажность может приводить к пересыханию слизистых оболочек, проблемам с кожей и волосами, а очень высокая — к ухудшению общего физического состояния.

Влажность воздуха влияет на теплообмен многих организмов с окружающей средой, на жизнь животных и растений. Когда люди выращивают растения в теплицах или оранжереях, им необходимо знать и контролировать влажность воздуха. Таким образом поддерживается нужный режим для их роста и жизнедеятельности.

Значение влажности воздуха играет большую роль в метеорологи для прогнозов погоды. При работе различной техники важно учитывать влажность — при высоких показателях быстрее возникает коррозия. При хранении важных произведений искусств и книг также следят за влажностью.

Какие приборы используют для определения относительной влажности воздуха 8 класс

Исследовательские работы и проекты

Приборы для измерения относительной влажности воздуха

1.3 Приборы для измерения относительной влажности воздуха

Гигрометр. Точку росы определяют с помощью прибора, называемого конденсационным гигрометром. Гигрометр представляет собой металлическую коробку, передняя стенка которой хорошо отполирована.

Продувая через коробку воздух с помощью груши, вызывают сильное испарение эфира и быстрое охлаждение коробки. По термометру замечают температуру, при которой появляются капельки росы на полированной поверхности стенки. Это и есть точка росы, так как появление росы указывает, что водяной пар стал насыщенным.

Определение точки росы — наиболее точный способ измерения относительной влажности.

Гигрометр волосяной предназначен для измерения относительной влажности воздуха в пределах от 30% до 100%.Гигрометр волосяной (рис. 1) состоит из металлической рамы 1, вдоль которой натянут обезжиренный человеческий волос 2. Свободный нижний конец волоса с легким грузом перекинут через шкив 3, соединенный со стрелкой 4, которая перемещается по шкале. На раме укреплена шкала с делениями 5, по которой в процентах отсчитывают относительную влажность воздуха.

Деления, соответствующие десяткам, оцифрованы. Цена каждого деления шкалы соответствует 1% относительной влажности. Вверху рамки имеется регулировочный винт 6, который позволяет при проверке прибора устанавливать стрелку на любое деление шкалы. Принцип действия волосяного гигрометра основан на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять свою длину с изменением влажности воздуха.

В месте установки гигрометра должны отсутствовать вибрации, источники тепла или холода. Работающий с гигрометром должен находиться от него на расстоянии нормальной видимости отметок шкалы и остерегаться дышать на него во время отсчетов. Проверяют положение стрелки. Если стрелка смещена относительно «», то при помощи регулировочного винта устанавливают ее на «».

По шкале в процентах отсчитывают относительную влажность воздуха. Цена деления шкалы соответствует 1%. При снятии показаний глаз работающего должен находиться на уровне вертикальной касательной к стрелке так, чтобы отметка шкалы в точке отсчета была видима прямолинейной.

Какие приборы используют для определения относительной влажности воздуха 8 класс

Психрометр. Психрометр состоит из двух термометров. Резервуар одного из них остается сухим, и термометр показывает температуру воздуха. Резервуар другого окружен полоской ткани, конец которой опущен в воду.

Вода испаряется, и благодаря этому термометр охлажается. 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.

Какие приборы используют для определения относительной влажности воздуха 8 класс

«>

1.4«Природные» индикаторы влажности воздуха

Через некоторое время, когда животное придёт в себя, можно начинать наблюдения. Если лягушка поднимается по лесенке, ждите плохой погоды, спускается – погода будет переменной, барахтается на поверхности воды – тепло, солнечно, сухо. Предсказания всегда точны. Дело в том, что у лягушки кожа очень легко испаряет влагу.

В сухой атмосфере кожа быстро обезвоживается, поэтому лягушка перед сухой погодой сидит в воде. В сырую погоду, когда собирается дождь, она вылезает на поверхность – обезвоживание теперь ей не грозит.

Чудесными синоптиками являются многие птицы. Постоянно находясь в атмосфере, непосредственно испытывая на себе воздействие всех происходящих в воздушном океане изменений, птицы в течение веков приобрели высокую чувствительность к изменению атмосферного давления, к уменьшению освещённости (тонкие, прозрачные облака, ослабляющие солнечный свет, — предвестники ненастья), к скоплению в атмосфере электричества перед грозой и т. д. И, что особенно важно, птицы реагируют на все метеорологические изменения заранее. Это находит отражение в их пении, криках, поведении и ежегодных сроках прилёта.

О приближении дождя заблаговременно сигнализируют человеку муравьи и пчёлы. Первые старательно закрывают входы в муравейник, вторые сидят в ульях и гудят. Мухи и осы перед ненастьем стремятся залететь в помещение, даже в кабины автомобилей. Хорошо предчувствуют грозу бабочки-крапивницы.

Если в ясную погоду они ищут укрытия в защищённых от ветра местах, в пучках сухих веток, дуплах деревьев, то это значит, что через несколько часов можно ожидать грозу. Но если поздно вечером сильно трещат кузнечики, наутро наступит хороший день. Вьющиеся в воздухе столбом комары и мошки обычно тоже предвещают хорошую, ясную погоду.

Некоторые насекомые позволяют нам предугадывать погоду и на более длительный срок. Чем выше к осени муравьиные кучи, тем суровее будет зима. На холодную зиму пчёлы залепляют леток, оставляя в нём еле заметное отверстие, а к тёплой зиме он остаётся открытым.

Белые шапки медоносных цветков рябины – точный предвестник изменения погоды к надёжному теплу. На установление тёплой погоды также указывает весеннее сокодвижение у берёзы, клёна и других деревьев.

Появление на поверхности воды в прудах, озёрах и реках широких зелёных листьев белой кувшинки знаменует конец заморозков. Обильное выделение капель жидкости на широких пластинках листьев конского каштана обычно предвещает наступление длительного дождливого периода.

Таких растений-барометров в природе немереное количество. Добавьте к этому сотни своеобразных растений – гигрометров, индикаторов температуры, флюгеров, компасов, сотни чудесных синоптиков – птиц, рыб, насекомых.

Мысленно войдите в этот мир живой инструментальной метеорологии, и перед вами предстанут тысячи оригинальных, мастерски созданных природой механизмов, чутко реагирующих на различные изменения природы.

Презентация к уроку по физике 8 класс «Приборы для измерения влажности»

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Какие приборы используют для определения относительной влажности воздуха 8 класс

Описание презентации по отдельным слайдам:

Какие приборы используют для определения относительной влажности воздуха 8 класс

Приборы для измерения влажности воздуха

Какие приборы используют для определения относительной влажности воздуха 8 класс

Гигрометр и психрометр — это приборы, которые служат для определения влажности воздуха. Гигрометр бывает: весовой; конденсационный; волосной; керамический; электронный.

Какие приборы используют для определения относительной влажности воздуха 8 класс

Весовой гигрометр Абсолютный весовой гигрометр состоит из нескольких трубок, приведенных в систему. В них помещается гигроскопическое вещество, которое может поглощать из воздуха влагу. Через всю систему протягивается определенная порция воздуха, взятая в одной точке пространства. Так, человек определяет массу трубочной системы до пропуска через нее воздуха и после, а также непосредственно объем проведенного воздуха и при нехитрых математических манипуляциях может просчитать изучаемый показатель в абсолютном значении.

Какие приборы используют для определения относительной влажности воздуха 8 класс

Конденсационный гигрометр Такой гигрометр достаточно прост в применении. Принцип его действия основывается на использовании встроенного зеркала. Температура этого зеркала изменяется вместе с температурой воздуха в окружающем пространстве. Определяется его температура в первоначальный момент измерения. Далее на поверхности зеркала появляются капли влаги либо небольшие кристаллы льда. Температура измеряется еще раз. С помощью разницы температур, определенных конденсационным гигрометром, и определяется влажность воздуха.

Какие приборы используют для определения относительной влажности воздуха 8 класс

Волосной гигрометр Волосные гигрометры работают на основе обычного волоса и его свойств. Волос может изменять свою длину при различной влажности воздуха. Он натягивается на дощечку или рамку и, удлиняясь или укорачиваясь, двигает стрелку, которая в свою очередь перемещается по шкале устройства. Волосной гигрометр хорош для домашнего использования, если необязательно получение предельно точных данных. Также их не стоит перемещать или как-то иначе механически на них воздействовать. При малейшем ударе гигрометр может выйти из строя, так как вся его конструкция достаточно хрупка и деликатна.

Какие приборы используют для определения относительной влажности воздуха 8 класс

Механический (керамический) гигрометр Пористая или твердая керамическая масса, в состав которой также входят металлические элементы имеет электрическое сопротивление. Его уровень напрямую зависит от влажности. Для правильного его действия керамическая масса должна состоять из некоторых окислов металла. В качестве основы используется каолин, кремний и глина.

Какие приборы используют для определения относительной влажности воздуха 8 класс

Электронный гигрометр На пластинку из стекла или другого подобного электроизоляционного вещества наносят слой хлорида лития. Меняется влажность – увеличивается или уменьшается концентрация и сопротивляемость хлористого лития. Стоит отметить, что на показания электронного (электролитического) гигрометра может оказывать незначительное влияние температура воздуха, поэтому он часто оборудован встроенным термометром. Такой гигрометр предельно точен и дает показания с минимальной погрешностью.

Какие приборы используют для определения относительной влажности воздуха 8 класс

Какие приборы используют для определения относительной влажности воздуха 8 класс

Психрометр состоит из двух термометров. Один термометр (сухой) показывает температуру воздуха, а другой (влажный) термометр обмотан тканью, конец которой опущен в воду. Он тоже показывает температуру, но всегда меньше сухого термометра, т.к. вода испаряется и термометр охлаждается. Чем больше относительная влажность, тем менее интенсивно идёт испарение. Значит, разность показаний термометров будет меньше. По этой разности температур и определяют относительную влажность воздуха с помощью психрометрической таблицы. Нормальная влажность воздуха в жилых помещениях — около 55 . Днём, с возрастанием температуры и давления, относительная влажность убывает. Ночью относительная влажность возрастает.

Источник