Значение влажности воздуха в жизни человека
(Игра «Правда или ложь» для учащихся 8 классов)
Лариса ХАСАНШИНА,
учитель математики
Надежда ЯКОВЛЕВА,
учитель физики
средней школы №86
г. Казани
Здоровьесберегающие технологии при изучении темы «Влажность воздуха» на уроках физики включают анализ влияния уровня влаги на терморегуляцию и здоровье живых организмов, использование гигрометра и психрометра для оценки качества воздуха в классе и выработку рекомендаций по поддержанию комфортных значений влажности. Анализируя влияние влажности на организм человека, учащиеся делают вывод о том, что низкая влажность (сухой воздух) приводит к пересыханию слизистых оболочек носоглотки, снижая местный иммунитет, вызывая вирусные заболевания, усталость, головную боль и накопление статического электричества в доме. Высокая влажность затрудняет испарение пота, нарушая теплообмен, что приводит к перегреву летом и переохлаждению зимой, а также способствует развитию плесени и размножению вирусов и бактерий в жилом помещении.
Основываясь на опыт измерения относительной влажности воздуха в классе с помощью психрометра учащиеся знакомятся с простым современным способом измерения относительной влажности цифровым гигрометром-термометром. На основании сравнения полученных данных с гигиеническими нормами делают вывод о необходимости проветривания или увлажнения. Обсуждают роль комнатных растений как естественных увлажнителей воздуха. Знакомятся с устройствами, предназначенными для коррекции влажности воздуха – увлажнителями и осушителями, использование которых в тандеме создает идеальный микроклимат.
Применение данных знаний не только формирует физические знания, но и обучает школьников контролировать факторы среды для сохранения здоровья. Для повышения интереса школьников к данной теме мной выбрана игровая форма. Внеурочное занятие по физике Игра «Правда или ложь» по теме «Значение влажности воздуха в жизни человека» проводится в течение 2 академических часов для учащихся 8 классов, содержит задания по формированию функциональной грамотности.
Цель проекта: закрепление и углубление знаний учащихся по теме «Влажность воздуха» с использованием заданий на формирование естественно-научной грамотности школьников.
Задачи проекта:
Образовательные: Повторение понятий абсолютной влажности воздуха, относительной влажности воздуха, точки росы; знакомство с практическим применением приборов для измерения влажности воздуха, решение задач естественно-научного содержания.
Развивающие: Расширение естественно-научного кругозора учащихся посредством изучения современных способов контроля влажности воздуха; развитие у учащихся внимательности при чтении текста естественно-научного содержания, умения анализировать текстовую и графическую информацию. Формирование естественно-научной грамотности.
Воспитательные: Демонстрация важности понятия влажности воздуха в различных сферах жизнедеятельности человека.
Форма реализации проекта: Игра «Правда или ложь», при проведении которой реализуются поставленные цели.
Ход игры:
Учитель предлагает учащимся определить ложными или истинными являются утверждения (не более 30с на каждое утверждение)
- Влажность воздуха – это процентное содержание жидких капель воды, которые парят в пространстве между молекулами газов.
- Для измерения влажности достаточно просто своих ощущений.
- Теплый воздух удерживает больше влаги, чем холодный.
- Проветривание в мороз повышает влажность воздуха в комнате.
- Оптимальная влажность для человека – 40–60%.
- Высокая влажность заставляет жару ощущаться сильнее.
- Деревянная мебель и паркет «дышат» вместе с влажностью.
После того как учащиеся зафиксировали свои ответы учитель просит их сформулировать тему внеклассного занятия задавая наводящие вопросы.
– О чем будет идти речь на уроке?
– Какое название вы бы дали этому уроку?
Учитель объявляет тему занятия – «Значение влажности воздуха в жизни
человека».
Далее учитель и учащиеся возвращаются к первому утверждению, обсуждают является оно «правдой» или «ложью»:
- Влажность воздуха – это процентное содержание жидких капель воды, которые парят в пространстве между молекулами газов. (ложь)
Материал для обсуждения: Испарение на нашей планете происходит непрерывно, поэтому воздух содержит в себе водяные пары. Содержание водяного пара в атмосфере характеризует понятие «влажность». Влажность влияет на климат, погоду и теплообмен живых организмов с окружающей средой.
Какие виды влажности воздуха существуют?
Абсолютная влажность ρ показывает сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объемом 1 м3, т.е. это плотность водяного пара содержащегося в воздухе. Пар в воздухе не является насыщенным. Насыщенный пар находится в динамическом равновесии с жидкостью (скорость испарения равна конденсации), имеет максимальную плотность и давление при данной температуре (таблица «Давление и плотность насыщенных паров воды при различных температурах»).
Относительная влажность воздуха – это отношение абсолютной влажности воздуха к плотности насыщенного пара при той же температуре, выраженное в процентах.
Относительная влажность обозначается буквой . Относительная влажность воздуха меняется, если меняется температура. Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.
Решаем задачу: При 25 ºС плотность водяного пара в воздухе составляла 12,8 г/м3. Найти относительную влажность воздуха и точку росы. (Ответ: 55,6%, 15 ºС.)
- Для измерения влажности достаточно просто своих ощущений. (ложь)
Человеческий организм плохо различает уровень влажности. Точно определить уровень влаги помогают специальные приборы. Ответим на 2 вопроса:
Вопрос 1. Установите соответствие между названием прибора для измерения влажности и его изображением. (Слайд)
Название прибора: А – плёночный гигрометр Б – конденсационный гигрометр В – волосной гигрометр Г – психрометр
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ:
| А | Б | В | Г |
Вопрос 2. Установите соответствие между названием прибора для измерения влажности и его устройством:
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Ответ:
| А | Б | В | Г |
Начало формы
Конец формы
Учащиеся знакомятся с новым прибором и измеряют относительную влажность и температуру в школьном кабинете. Цифровой гигрометр-термометр измеряет влажность и температуру, преобразуя физические изменения чувствительных элементов в электрические сигналы, которые обрабатываются микропроцессором и выводятся на дисплей.
Переходим к следующему утверждению.
- Теплый воздух удерживает больше влаги, чем холодный. (правда)
Это физический факт. При повышении температуры молекулы воды движутся быстрее и реже конденсируются, что позволяет воздуху «вмещать» в себя больше водяного пара.
- Проветривание в мороз повышает влажность воздуха в комнате. (ложь)
Многие думают, что если на улице снег, то воздух там влажный. На самом деле морозный воздух очень сухой. Открывая окно зимой, вы еще сильнее высушиваете помещение. Из формулы для вычисления относительной влажности следует, что при повышении температуры повышается плотность насыщенного водяного пара ρ0, а относительная влажность φ воздуха уменьшается.
- Оптимальная влажность для человека – 40–60%. (правда)
Оптимальное значение относительной влажности в помещении лежит в пределах 40–60%. Отклонение от нормы становится причиной плохого самочувствия и в целом приносит дискомфорт человеку. Ответьте на следующий вопрос:
| Вопрос 3. Влияние влажности воздуха на жизнь человека. Влияние влажности воздуха на здоровье человека сложно преувеличить, учитывая то, что организм человека состоит из воды на 86% у новорождённого и до 50% у пожилых людей. Оптимальное значение относительной влажности в помещении лежит в пределах 40–60%. Отклонение от нормы становится причиной плохого самочувствия и в целом приносит дискомфорт всем, кто находится в помещении. На диаграмме показано влияние влажности внутри помещений на санитарные условия и на здоровье человека. (Слайд)
Выберите все верные утверждения о том, как влияет влажность воздуха на человека и жилые помещения. А. При повышенной влажности в помещениях размножаются грибки. В. При резком понижении влажности воздуха в квартире заводятся пылевые клещи. С. При слишком сухом воздухе у человека могут возникнуть проблемы с дыханием. Д. Во влажном воздухе в квартире скапливается статистическое электричество.Начало формы Ответ: А, С. Составьте самостоятельно ложное и правдивое высказывание по данной диаграмме. Переходим к следующему утверждению
При высокой влажности пот с кожи не испаряется, из-за чего естественное охлаждение организма прекращается. Ответьте на следующие вопросы: Вопрос 4. На рисунке представлены данные по ощущению человеком комфорта в зависимости от температуры и влажности воздуха. (Слайд)
Какое утверждение соответствует данным диаграммы? А. Человек чувствует себя некомфортно, когда температура воздуха падает ниже 16 °C. В. Человек чувствует себя комфортно, когда температура воздуха выше 16 °C. С. Чем выше температура, тем больше относительная влажность необходимая для комфорта человека. Д. При относительной влажности 60% наиболее комфортно человек себя чувствует при температуре воздуха 20–22 °С. Ответ: А, Д. Вопрос 5. Согласно существующим требованиям, температура в учебных кабинетах должна поддерживаться в пределах 18–24 °С, а относительная влажность – в пределах 40–60%. В таблице представлены результаты измерений, проведённых в некоторых школьных кабинетах. Можно ли с полной уверенностью утверждать, что во всех кабинетах соблюдены требования к температуре и влажности, если известно, что погрешность прямого измерения температуры составляет ±1 °С, а абсолютная погрешность измерения относительной влажности составляет ±5%? Ответ поясните.
Ответ: Во всех кабинетах соблюдаются требования к температурному режиму. В кабинете №2 не соблюдаются требования к значению относительной влажности воздуха. С учетом абсолютной погрешности измерения она может достигнуть 65%. Прейдем к последнему утверждению:
Дерево гигроскопично: при низкой влажности оно отдает влагу и ссыхается (появляются щели), а при высокой – расширяется. Именно поэтому зимой двери в квартирах могут закрываться легче, а летом – «застревать». Ответьте на вопрос: Вопрос 6. Микроклимат в музее Основой для создания исторических произведений искусства служили обычно бумага, древесина, кожа, текстиль, которые относятся к гигроскопичным материалам, хорошо впитывающим и отдающим влагу. Если относительная влажность воздуха в музее будет меньше 30%, то выставленные экспонаты будут отдавать свою влагу окружающему воздуху. Например, картина может покоробиться, краска – осыпаться. Поэтому в музеях постоянно поддерживается температура 18–20 °С относительная влажность воздуха 45–50%. В краеведческом музее собираются установить новое оборудование для поддержания необходимого режима температуры и относительной влажности. Но финансирования хватает лишь на несколько залов. Какие из перечисленных ниже залов музея необходимо оснастить установками для обеспечения микроклимата в первую очередь? 1) зал с экспозицией живописи известных художников края 2) зал с выставкой старинных монет, найденных археологами на территории края 3) зал истории книгопечатания с выставкой старинных книг 4) зал с выставкой фарфора знаменитого завода, находящегося на территории края 5) зал с выставкой оружия времён Великой Отечественной войны, найденного на территории края Ответ: 1,3.
Вопрос 7. Мониторинг в музее На графике представлено изменение относительной влажности воздуха в течение дня, а в таблице – замеры температуры в одном из помещений музея. (Слайд)
1) В какие промежутки времени в помещении музея был нарушен рекомендованный микроклимат? 2) Сформулируйте предположение, которое объясняло бы описанные изменения температуры и влажности в помещении музея в течение дня. Ответ: В промежуток времени с 6 до 10 ч относительная влажность и температура были ниже нормы. После 22 ч только относительная влажность была ниже нормы. В течение дня увеличение влажности воздуха и температуры может быть связано с большим наплывом посетителей (дыхание которых увеличивает влажность и температуру), либо в течение дня был дождь, что увеличило влажность воздуха.
Вопрос 8. Термогигрометр
В зале музея располагается термогигрометр – прибор для измерения температуры и относительной влажности воздуха (см. фотографию).
В таблице приведены технические данные прибора. (Слайд) Может ли этот прибор показать температуру 6,43 ºС? Ответ поясните. Ответ: Такую температуру прибор показать не может, так как его разрешение составляет 0,1 ºС. Следовательно сотых долей градуса он не показывает.
Вопрос 9. На фотографии показания прибора для относительной влажности воздуха составляют 42,3%. Каковы при этом минимальное и максимальное значения относительной влажности воздуха в помещении с учётом абсолютной погрешности измерения прибора? Ответ: Так как абсолютная погрешность измерения относительной влажности составляет ±2%, то минимальное значение – 40,3%, а максимальное – 44,3%. Вопрос 10. Фирма, поставляющая оборудование для поддержания микроклимата, предлагает систему сбора данных с приборов, измеряющих температуру и относительную влажность, при помощи Wi-Fi и передачу их в режиме реального времени на персональный компьютер или смартфон. Приведите примеры не менее двух функций такой системы, которые были бы полезны для работников музеев. Ответ: Могут быть приведены некоторые из возможных функций: 1) получение автоматического графика изменения температуры и относительной влажности воздуха; 2) хранение данных мониторинга температуры и относительной влажности воздуха с указанием залов музеев и дат проведения мониторинга; 3) SMS-оповещение или оповещение по e-mail о превышении допустимых значений температуры и влажности воздуха Рефлексия. Оптимальная влажность в помещении для человека составляет от 40 до 60%. Отклонение в любую сторону может вызывать дискомфорт и плохое самочувствие. Низкая влажность воздуха сушит кожу, слизистые оболочки. В горле, носу, глазах может появляться сухость и неприятные ощущения. Человек становится уязвимым для вирусов и бактерий. Сухой воздух отрицательно влияет и на наше окружение: трескается мебель, деревянные полы, вянут растения и т.д. Низкая влажность особенно остро ощущается зимой. Морозный воздух содержит очень мало влаги. Попадая в помещение (проветривание и естественный воздухообмен), он нагревается и влажность резко падает до 15-20%. Зимой наиболее необходимо увлажнять воздух в жилых помещениях и офисах. Высокая влажность увеличивает отдачу тепла от тела человека. Самочувствие ухудшается, появляется слабость. Избыток влаги может вызвать обострение сердечно-сосудистых заболеваний. В помещении может появляться грибок, плесень, портится мебель Эффект от переизбытка влаги заметно ощутим летом. Когда воздух перенасыщен влагой, при высоких температурах тяжело дышать, учащается пульс, кружится голова. Жара гораздо легче переносится при пониженной влажности воздуха. Для каждого человека будет свой комфортный уровень влажности. Главное ориентироваться на свое самочувствие. При подведении итогов занятия учащиеся отвечают на вопросы: – Что нового вы узнали на занятии – Что вам особенно понравилось? – Какие трудности у вас возникли при изучении темы? – Почему важно контролировать абсолютную влажность воздуха?
Список литературы
|
