Определение влажности воздуха

Курсовая работа

Воздух — неотъемлемая часть в жизни каждого человека — это один из источников жизни. Человек не может жить без воздуха.

Атмосфера ( от греч. Atmos- пар и sphaira- шар) — газообразная оболочка Земли и других небесных тел. У земной поверхности она состоит из азота (78,08%), кислорода (20,95%), аргона (0,93%), водяного пара (0,2-2,6%), углекислого газа (0,03%).

Воздух имеет химические, физические и механические свойства, которые могут оказывать как благоприятное, так и неблагоприятное воздействие на организм человека.

Химические свойства обусловлены нормальным газовым составом воздуха и вредными газообразными примесями.

К физическим свойствам воздуха относят атмосферное давление, температуру, влажность, подвижность, электрическое состояние, солнечную радиацию, радиоактивность и электромагнитные волны. От физических свойств воздуха зависят климат и погода.

Механические свойства воздуха зависят то содержания в нём примесей твёрдых частиц в виде пыли, золы, дыма, сажи и присутствия микроорганизмов.

В воздухе всегда есть водяной пар. Он образуется в результате испарения воды с поверхностей океанов, морей, озер, водохранилищ, рек и т.д. От количества водяного пара, содержащегося в воздухе, зависит погода, самочувствие человека, функционирование многих его органов, жизнь растений, а также сохранность технических объектов, архитектурных сооружений, произведений искусства, книг. Влажность влияет не только непосредственно на самого человека, но на окружающий его мир. Поэтому очень важно следить за влажностью воздуха, уметь измерять её. Влажность воздуха является одним из основных параметров микроклимата помещения и поэтому, меня очень заинтересовала проблема определения влажности воздуха в помещении нашего колледжа.

Актуальность темы заключается в том, что в последние годы среди подростков высокий процент простудных заболеваний, а низкая влажность вызывает быстрое испарение и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, легких, что приводит к простудным и другим заболеваниям. Высокая влажность также вызывает некоторые негативные явления в организме человека, например, нарушается теплообмен организма с окружающей средой, что приводит к перегреву тела. Влажность влияет не только непосредственно на самого человека, но и на окружающий его мир. Хранение произведений искусств и книг в библиотеках требуют поддержания влажности воздуха на необходимом уровне. Поэтому в музеях на стенах и в библиотеках можно видеть психрометры (прибор для измерения влажности).

11 стр., 5362 слов

По физике «Влияние влажности воздуха и атмосферного давления ...

... с помощью которого измеряют влажность воздуха, является гигрометр. В основе работы волосного гигрометра лежит свойство человеческого волоса изменять свою длину при влажности и укорачиваться при её уменьшении. На рисунке 1 изображён ...

Первой задачей моего исследований на практике, это измерить влажность воздуха в разных помещениях нашего колледжа. Таким образом, каждый из нас должен знать каким воздухом он дышит и соответствует ли его концентрация для хорошего самочувствия и здоровья.

Основная цель моей работы: изучение и измерение влажности воздуха, и влияние ее на жизнедеятельность человека.

Задачи работы:

1. Изучение литературы по данной проблеме.

2. Изучение устройства и принципа работы психрометра.

3. Измерение влажности воздуха в разных помещениях колледжа и сравнение полученных данных с санитарно-гигиеническими нормами.

4. Изучение влияния влажности воздуха на самочувствие человека.

5. Разработать способы повышения и понижения влажности в помещениях.

Объект исследования: процентное содержание влаги в помещениях колледжа.

Предмет исследования: влияние влажности воздуха на жизнедеятельность человека.

База исследования: Тольяттинский Медицинский Колледж.

Гипотеза исследования: если поддерживать в помещениях нормальную влажность воздуха, то можно обезопасить себя от негативных воздействий на организм повышенной и пониженной влажности.

Методы работы: изучение литературы, наблюдения, сравнение и анализ, исследовательская работа.

влажность психрометр гигрометр

1. Что такое влажность

Влажность воздуха — это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли — одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата.

Влажность воздуха в земной атмосфере колеблется в широких пределах. Так, у земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2 % по объёму в высоких широтах до 2,5 % в тропиках. Упругость пара в полярных широтах зимой меньше 1 мбар (иногда лишь сотые доли мбар) и летом ниже 5 мбар; в тропиках же она возрастает до 30 мбар, а иногда и больше. В субтропических пустынях упругость пара понижена до 5—10 мбар.

Абсолютная влажность воздуха ( f ) — это количество водяного пара, фактически содержащегося в 1 мі воздуха. Определяется как отношение массы содержащегося в воздухе водяного пара к объёму влажного воздуха.

Обычно используемая единица абсолютной влажности — грамм на метр кубический, г/мі

Относительная влажность воздуха ( ц ) — это отношение его текущей абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре. Она также определяется как отношение парциального давления водяного пара в газе к равновесному давлению насыщенного пара.

Температура t , °C

?30

?20

?10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Максимальная абсолютная влажность f max , (г/мі)

0,29

0,81

2,1

4,8

9,4

17,3

30,4

51,1

83,0

130

198

293

423

598

Относительная влажность обычно выражается в процентах.

Относительная влажность очень высока в экваториальной зоне (среднегодовая до 85 % и более), а также в полярных широтах и зимой внутри материков средних широт. Летом высокой относительной влажностью характеризуются муссонные районы. Низкие значения относительной влажности наблюдаются в субтропических и тропических пустынях и зимой в муссонных районах (до 50 % и ниже).

С высотой влажность быстро убывает. На высоте 1,5-2 км упругость пара в среднем вдвое меньше, чем у земной поверхности. На тропосферу приходится 99 % водяного пара атмосферы. В среднем над каждым квадратным метром земной поверхности в воздухе содержится 28,5 кг водяного пара.

2. Как измеряется влажность воздуха

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 охлаждается. 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.

Гигрометр.

Гигрометр — измерительный прибор для определения влажности воздуха. Существует несколько типов гигрометров, действие которых основано на различных принципах: весовой, волосной, плёночный и прочих.

Виды гигрометров:

1) Весовой (абсолютный) гигрометр состоит из системы U-образных трубок, наполненных гигроскопическим веществом, способным поглощать влагу из воздуха. Через эту систему насосом протягивают некоторое количество воздуха, влажность которого определяют. Зная массу системы до и после измерения, а также объём пропущенного воздуха, находят абсолютную влажность.

2) Действие волосного гигрометра основано на свойстве обезжиренного волоса изменять свою длину при изменении влажности воздуха, что позволяет измерять относительную влажность от 30 до 100 %. Волос натянут на металлическую рамку. Изменение длины волоса передаётся стрелке, перемещающейся вдоль шкалы.

3) Плёночный гигрометр имеет чувствительный элемент из органической плёнки, которая растягивается при повышении влажности и сжимается при понижении. Изменение положения центра плёночной мембраны передаётся стрелке. Волосной и плёночный гигрометр в зимнее время являются основными приборами для измерения влажности воздуха. Показания волосного и плёночного гигрометра периодически сравниваются с показаниями более точного прибора — психрометра, который также применяется для измерения влажности воздуха.

4) В электролитическом гигрометре пластинку из электроизоляционного материала (стекло, полистирол) покрывают гигроскопическим слоем электролита — хлористого лития — со связующим материалом. При изменении влажности воздуха меняется концентрация электролита, а следовательно, и его сопротивление; недостаток этого гигрометра — зависимость показаний от температуры.

5) Действие керамического гигрометра основано на зависимости электрического сопротивления твёрдой и пористой керамической массы (смесь глины, кремния, каолина и некоторых окислов металла) от влажности воздуха.

6) Конденсационный гигрометр определяет точку росы по температуре охлаждаемого металлического зеркальца в момент появления на нём следов воды (или льда), конденсирующейся из окружающего воздуха. Конденсационный гигрометр состоит из устройства для охлаждения зеркальца, оптического или электрического устройства, фиксирующего момент конденсации, и термометра, измеряющего температуру зеркальца. В современных конденсационных гигрометрах для охлаждения зеркальца пользуются полупроводниковым элементом, принцип действия которого основан на Пельтье эффекте, а температура зеркальца измеряется вмонтированным в него проволочным сопротивлением или полупроводниковым микротермометром.

7) Всё большее распространение находят электролитические гигрометры с подогревом, действие которых основано на принципе измерения точки росы над насыщенным соляным раствором (обычно хлористым литием), которая для данной соли находится в известной зависимости от влажности. Чувствительный элемент состоит из термометра сопротивления, на корпус которого надет чулок из стекловолокна, пропитанный раствором хлористого лития, и двух электродов из платиновой проволоки, намотанных поверх чулка, на которые подаётся переменное напряжение.

3. Влияние влажности воздуха на жизнедеятельность человека

Влажность воздуха, существенно влияя на теплообмен организма с окружающей средой, имеет большое значение для жизнедеятельности человека.

Люди весьма восприимчивы к влажности. От нее зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи. При высокой влажности, особенно в жаркий день, испарение влаги с поверхности кожи уменьшается и поэтому затрудняется терморегуляция человеческого организма. В сухом воздухе, напротив, происходит быстрое испарение влаги с поверхности кожи, что приводит к высыханию слизистых оболочек дыхательных путей.

В воздухе с большой относительной влажностью испарение замедляется и охлаждение незначительно. Жара труднее переносится при высокой влажности воздуха. В этих условиях затруднен отвод тепла за счет испарения влаги. Поэтому возможен перегрев тела, нарушающий жизнедеятельность организма. Для оптимального теплообмена человеческого организма при температуре 20-25С наиболее благоприятна относительная влажность порядка 50%.

Таким образом, можно сделать следующий вывод:

При низкой температуре и высокой влажности воздуха повышается теплоотдача и человек подвергается большему охлаждению

При высокой температуре и высокой влажности воздуха теплоотдача резко сокращается, что ведёт к перегреванию организма. Высокая температура легче переносится, когда влажность воздуха понижена.

Наиболее благоприятной для человека в средних климатических условиях является относительная влажность воздуха 40-60%.

Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в помещениях применяют вентиляцию, кондиционирование воздуха и др.

Также следует отметить:

Температура для учебных помещений не должна быть ниже 16 — 18 ? С для спортивного зала — 16? С; для рекреаций, коридоров, лестничных пролетов, столовых — 14? С. Относительная влажность воздуха в комнатах и школьных помещениях должна составлять 40 — 60.

Для хорошего самочувствия и здоровья необходимо, чтобы относительная влажность была в пределах от 40 до 60%. Оптимальная влажность составляет 45%.Однако в учебных заведениях в зимние месяцы она часто не превышает 10 или 20%. Как показывают результады замеров относительной влажности в разных помещениях школы, с началом отопительного сезона влажность воздуха в помещениях значительно снижается. Такие условия вызывают быстрое испарение и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, легких, что приводит к простудным и другим заболеваниям. Для ее поддержания в это время в комнате площадью 15 — 18 кв. м. должно испариться в сутки не менее 1 литра воды. Высокая влажность также при любой температуре плохо влияет на здоровье человека. Она может возникнуть из — за больших комнатных растений или нерегулярного проветривания. При более высокой температуре предпочтительна влажность около 20%.

4. Экспериментальная часть

Для измерения влажности воздуха используют разные измерительные приборы. В нашем случае мы пользовались психрометрическим гигрометром — психрометром. Известно, что от относительной влажности воздуха зависит скорость испарения. Чем меньше влажность воздуха, тем легче влаге испаряться. В психрометре есть два термометра. Один — обычный, его называют сухим. Он измеряет температуру окружающего воздуха, колба другого термометра обмотана тканевым фитилем и опущена в емкость с водой. Второй термометр показывает не температуру воздуха, а температуру влажного фитиля, отсюда и название увлажненный термометр. Чем меньше влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется влага из фитиля, тем большее количество теплоты в единицу времени отводится от увлажненного термометра, тем меньше его показания, следовательно, тем больше разность показаний сухого и увлажненного термометров.

Методика проведения эксперимента

Психрометр устанавливался на 30 мин в исследуемых кабинетах и , по истечении времени снимались показания. Вычисляется разность показаний между влажным и сухим термометром. Зная разность показаний сухого и влажного термометров и температуру окружающей среды с помощью психрометрических таблиц измеряем относительную влажность воздуха.

Определение влажности воздуха в разных помещениях колледжа до начала отопительного сезона

Место определения влажности

В середине рабочего дня

t сух ,0 С

t вл ,0 С

ц,%

1й этаж

20

16

63

2й этаж

21

17

64

3й этаж

24

18

51

4й этаж

20

16

63

5й этаж

18

16

79

Подвал

17

16

89

Выводы

Рассмотрев поставленные нами вопросы, мы пришли к выводу, что невидимый нами воздух (содержание в нем водяного пара) которым мы дышим и к которому мы привыкли, может влиять не только на самого человека, но и на все, что его окружает. В этой научно-исследовательской работе был изучен вопрос о влиянии влажности воздуха на жизнедеятельность человека.

Люди весьма восприимчивы к влажности. От нее зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи. Жара труднее переносится при высокой влажности воздуха. В этих условиях затруднен отвод тепла за счет испарения влаги. Поэтому возможен перегрев тела, нарушающий жизнедеятельность организма. В сухом воздухе, напротив, происходит быстрое испарение влаги с поверхности кожи, что приводит к высыханию слизистых оболочек дыхательных путей. Для оптимального теплообмена человеческого организма при температуре 20-25С наиболее благоприятна относительная влажность порядка 50%. При более высокой температуре предпочтительна влажность около 20%.

Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в помещениях применяют вентиляцию, кондиционирование воздуха и др.

Так как в течение учебного года студентам приходится больше времени проводить в колледже, то не маловажную роль играет состояние влажности в учебных кабинетах. Исходя из этого, я выяснила, отвечает ли санитарным нормам условия нашего колледжа. Измерения проводились в коридорах и подвале. Измерения и показания занесены в таблицы.

В результате чего было выявлено следующее: относительная влажность воздуха возрастает с высотой этажа; в некоторых помещениях влажность воздуха ниже нормы, а это может приводить к раздражению слизистых органов дыхания и, следовательно, к кашлю и нарушению работы легких.

Для улучшения состояния влажности в кабинетах рекомендую:

1. Опрыскивание. С помощью этого простого и действенного метода можно увеличить влажность воздуха.

2. Увеличить в кабинетах количество зеленых насаждений. Листья зеленых растений испаряют воду и способствуют повышению влажности воздуха, а это улучшает самочувствие людей.

3. Устанавливать резервуары с водой между ребер радиатора

4. Применять электрические увлажнители воздуха. Он разбрызгивает маленькие капельки воды, которые сразу рассеиваются в воздухе, не оседая на растения, мебель, ковры, растения.

Список используемой литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/na-temu-metodyi-izmereniya-vlajnosti/

1. Элементарный учебник физики: Учебное пособие. В 3-х т.\Под ред. Г.С. Ландсберга. Т.1. Механика. Теплота. Молекулярная физика. М.: Наука. 1985.

2. Курс общей физики,ч.2. Г.А. Зисман, О.М. Тодес, М. «Наука», 1965г.

3. Л.С. Жданов, Г.Л. Жданов. Физика для средних специальных учебных заведений. М. «Наука», 1984.

4. Физика: Учеб. Пособие для 10кл.шк. и классов с углубл. Изучением физики \ Под ред. А.А. Пинского. — М.: Просвещение, 1983.

5. Мякишев Г.Я. Физика: Учеб. Для 10кл. общеобразоват. Учреждений. М.: Просвещение, 2002.

6. Л.Ю. Трушкина, А.Г. Трушкин, Л.М. Демьянова: «гигиена и экология человека» Издание 2-е,переработанное и дополненное.