Când am studiat subiectul umidității relative într-o lecție de fizică, am devenit interesată de această întrebare. modul în care umiditatea relativă a aerului afectează sănătatea studenților. În lecție am măsurat umiditatea relativă în camera fizică și am evaluat rezultatul. În munca mea, am continuat să măsoară umiditatea relativă a aerului în toate dulapurile gimnaziului. Au fost identificate dulapuri cu umiditate optimă și umiditate ridicată. Scopul lucrării mele a fost identificarea cauzelor de umiditate ridicată în dulapurile din gimnaziu și recomandări pentru eliminarea acestui neajuns. Rezultatele cercetării mele au fost luate în considerare de liderii de clasă și de managerii de cabinete.
Într-un lichid sau un solid la orice temperatură, există un anumit număr de molecule (atomi) a căror energie cinetică depășește modulul potențial de energie al conexiunii lor cu restul particulelor de materie. Evaporarea este procesul prin care particulele (molecule, atomi) zboară de pe suprafața unui corp lichid sau solid, a cărui energie cinetică depășește energia potențială a conexiunii lor cu restul particulelor de materie.
Când se evaporă de pe suprafața unui lichid sau a unui solid, cele mai rapide particule care au scăpa de energie cinetică maximă. Ca rezultat, energia cinetică medie a particulelor rămase scade. Prin urmare, procesul de evaporare este însoțit de răcirea unui lichid sau a unui corp solid, cu condiția să nu existe căldură din mediul înconjurător.
Paralele perene și nesaturate:
Procesul de evaporare a unui lichid sau a unui solid într-un vas sau cameră închisă la o temperatură constantă este însoțit de o creștere treptată a concentrației de molecule a substanței evaporatoare în stare gazoasă. Un timp după începerea procesului de evaporare, concentrația substanței în starea gazoasă atinge o valoare atât de mare încât numărul de molecule care revin pe unitatea de timp devine egal cu numărul de molecule care părăsesc suprafața lichidului în același timp. Se stabilește un echilibru dinamic între procesele de evaporare și condensarea materiei.
O substanță în stare gazoasă, care este în echilibru dinamic cu un lichid sau un solid, se numește vapori saturați. Aburul, a cărui presiune este mai mică decât presiunea saturată a vaporilor la o temperatură dată, se numește nesaturată (sau supraîncălzită).
Cu o scădere a volumului ocupat de vaporii saturați, concentrația moleculelor sale crește și vaporii devin suprasaturați. Echilibrul dintre procesele de evaporare și condensarea aburului este perturbată, viteza de condensare depășește viteza de evaporare, prin care o parte din substanța este transformată din starea gazoasă în lichid și vaporii devine saturat din nou. Vaporii din saturați pot deveni suprasaturați nu numai cu o creștere a concentrației de molecule, ci și cu o scădere a temperaturii.
Intensitatea procesului de evaporare crește odată cu creșterea temperaturii lichidului (sau a corpului solid evaporat). Prin urmare, stabilirea unui echilibru dinamic între procesele de evaporare și condensare cu creșterea temperaturii are loc la concentrații mai mari de molecule de gaze.
Presiune gaz ideal la o concentrație constantă de molecule crește direct proporțional cu temperatura absolută. Deoarece în abur saturat la o creștere a temperaturii crește concentrația de molecule, precum și energia lor cinetică medie crește, presiunea crește odată cu creșterea temperaturii vaporilor mai rapidă decât presiunea gazului ideal la o concentrație constantă a moleculelor.
Se fierbe. Dependența de temperatură de punctul de fierbere:
Evaporarea poate să apară nu numai pe suprafața lichidului, ci și în bule de aer, care de obicei se dizolvă în lichid. Volumul acestor bule umplute cu vapori saturați este mic, dar crește brusc cu creșterea temperaturii. Aceste bule plutesc pe suprafața lichidului și se izbucnesc, emite aburi în atmosferă dacă presiunea saturată a vaporilor este egală sau depășește presiunea externă. Procesul de evaporare, care trece prin întregul volum al lichidului, se numește fierbere. În consecință, presiunea vaporilor de apă saturați este egală cu presiunea atmosferică normală la această temperatură. La presiune normală, apa se fierbe la 100 ° C. La o temperatură de exemplu de 80 °, presiunea saturată a vaporilor este aproximativ jumătate din presiunea atmosferică normală. Prin urmare, apa la această temperatură ar trebui să fiarbă, dacă presiunea de deasupra ei este redusă la jumătate din presiunea atmosferică normală. Vom face un experiment pentru a verifica această predicție. Se toarnă apa într-un mic pahar de sticlă, încălzit la 80 ° C. Apa la presiune normală nu fierbe. Am pus paharul sub capacul de sticlă de pe placa pompei de vid și vom pompa aerul de sub capotă. Curând, apa va fierbe (figura 2), deși temperatura acesteia rămâne aceeași.
Deci, teoria și experiența arată că punctul de fierbere depinde de presiunea externă. Pe măsură ce presiunea externă scade, punctul de fierbere al lichidului scade, pe măsură ce crește presiunea, crește punctul de fierbere.
La temperaturi peste proprietatea critică, vaporii sunt descriși destul de bine de ecuația lui van der Waals. Izotermia de vapori la aceste temperaturi diferă foarte puțin de hiperbola. Pe măsură ce temperatura este coborâtă Izoterma vaporilor devine mai mult ca cubică parabolu- grafic Izoterma van der Waals gaz. Graful izotermic la temperatura critică este indicat în figura 3 prin simbolul Tcr; forma sa diferă semnificativ de hiperbolă.
Curba punctată se separă cu faza. În partea stângă sus, regiunea corespunde fazei lichide, în partea dreaptă a curbei și mai jos este regiunea de vapori nesaturați (gaz). sub curba punctată se află regiunea de vapori saturată deasupra lichidului (mediu în două faze).
În cazul în care comprima izoterm vaporii nesaturați, la temperaturi sub valoarea critică, concentrația moleculelor crește și, în consecință, presiunea va crește până când presiunea vaporilor saturați. Cu o reducere suplimentară a volumului, se formează un lichid în partea inferioară a vasului și se stabilește un echilibru dinamic între vaporii saturați și lichid. Presiunea vaporilor saturați rămâne neschimbată, iar cu o scădere a volumului, cea mai mare parte a vaporilor trece în lichid.
Secțiunea orizontală a izotermei de vapori nu este asociată cu proprietățile speciale ale vaporilor saturați, ci se datorează procesului de transformare a unei părți a vaporilor într-un lichid. Ecuația Clapeyron-Mendeleev (17.5) sau (17.6) este satisfăcută de un grad suficient de acuratețe, dar trebuie să ne amintim că masa de vapori nu rămâne constantă sub compresie.
Procesul de reducere a volumului cu compresie suplimentară se oprește când tot gazul din vas se transformă într-un lichid. Creșterea bruscă a presiunii cu o scădere suplimentară a volumului se explică prin compresibilitatea scăzută a lichidului.
Umiditatea relativă a aerului:
În aerul atmosferic, intensitatea evaporării apei depinde de cât de apropiată este presiunea vaporilor de apă la presiunea vaporilor saturați la o temperatură dată. Raportul dintre presiunea vaporilor de apă ρ0 la o temperatură dată, exprimată ca procent, se numește umiditatea relativă a aerului:
Cu o eroare mică, se poate înlocui raportul densităților din formula (21.1) în loc de raportul presiunilor. Umiditatea relativă de 100% înseamnă stabilirea unui echilibru dinamic între procesele de evaporare și condensarea apei.
Deoarece presiunea saturată a vaporilor este cea mai mică, cu cât temperatura este mai scăzută, atunci când aerul este răcit, vaporii de apă din acesta devin saturați la o anumită temperatură. Temperatura la care devine saturată vaporii de apă din aer se numește punctul de rouă.
Punctul de rouă poate fi determinat utilizând un higrometru. Este un vas metalic în care este turnat un lichid ușor evaporabil, de exemplu, eter. Când eterul scapă, pereții higrometrului se răcesc și când punctul de rouă ajunge la suprafața lustruită, apar picături de rouă. Temperatura higrometrului este măsurată cu un termometru. Pentru a accelera procesul de evaporare a eterului prin el, aerul este suflat prin pere (Figura 4).
Efectul unui higrometru de alt tip, păros, se bazează pe proprietatea părului uman fără grăsimi de a se prelungi când umiditatea crește. În acest dispozitiv, o conexiune tensionată la păr cu săgeata dispozitivului care arată umiditatea relativă a aerului de pe scară.
Determinarea umidității relative:
Prin punctul de rouă, se poate găsi presiunea vaporilor de apă în aer. Este egal cu presiunea saturată a vaporilor la o temperatură egală cu punctul de rouă. Apoi găsi valorile din tabel corespunzătoare presiunii de vapori de apă saturați la temperatura ambiantă, se poate calcula umiditatea relativă cu formula (21. 1).
Umiditatea relativă a aerului poate fi determinată utilizând un instrument numit psihometru.
Un termometru uscat măsoară temperatura aerului și a doua temperatură a unei pânză umezită cu apă. Evaporarea apei apare de pe suprafața țesutului umed, ca urmare, temperatura țesutului umed scade. Viteza de evaporare a apei depinde de temperatura și de umiditatea relativă a aerului. Cu cat mai putin vapori in aer, cu atat mai intens este procesul de evaporare si cu atat temperatura termometrului umed este mai mica. Folosind o masă specială numită psihometrică, umiditatea relativă a aerului este determinată de diferența dintre termometrele uscate și umede (diferența psihometrică).
Abilitatea de a măsura umiditatea relativă a aerului și de a-l regla este necesară în viața de zi cu zi și la locul de muncă. În aer uscat, evaporarea foarte rapidă a umidității de pe suprafața corpului uman are loc, membranele mucoase ale tractului respirator se usucă. Cu o umiditate relativă de 100%, evaporarea apei de pe suprafața corpului se oprește și astfel, posibilitatea de termoreglare a corpului uman devine mai dificilă. Prin urmare, atât aerul prea uscat, cât și cel prea umed sunt dăunătoare oamenilor. Cel mai favorabil pentru om este umiditatea relativă de la 40 la 60%.
Anumite umiditate trebuie să fie menținute, nu multe industrii (tesut, produse de patiserie, etc.) Pentru a asigura condiții normale de producție, precum și biblioteci, muzee, magazine de arta pentru a asigura o mai bună conservare a cărților și a diverselor opere de artă.
După ce am studiat subiectul umidității relative, am decis să măsoară umiditatea relativă în fiecare cameră a gimnaziului nostru și să investighez modul în care umiditatea afectează sănătatea elevilor și, prin urmare, și învățarea.
Am obtinut urmatoarele rezultate cabinet de clasa T uscat T umed umiditate relativa a aerului
6A 101-mare 25 ° C 20 ° C 63%
101-mici 20ºС 16ºС 66%
11 V 102 23 ° C 18 ° C 61%
6Г 103 25ºС 21ºС 70%
7B 104 26 ° C 21 ° C 64%
5 ° C 22 ° C 19 ° C 76%
108 21 ° C 17 ° C 67%
6B 113 15 ° C 14 ° C 90%
11B 114 22 ° C 18 ° C 68%
10D 309 25 ° C 20 ° C 63%
5Д 310 25ºС 21ºС 70%
9D 311 24 ° C 20 ° C 69%
8V 312 25ºC 20ºC 63%
313 26 ° C 21 ° C 64%
7A 314 25 ° C 21 ° C 70%
6V 315 26ºC 21ºC 64%
10A 319 23 ° C 18 ° C 61%
Am analizat acest tabel. și trage concluzii:
În birouri. 101,102,202,203,206,210,217,218,221,302,303,308,309,312,319 umiditatea relativă a aerului este optimă pentru sănătate 61% -64%. Anxietatea este cauzată de birourile 113,314,310,304,211,209,208,207,205,115,107,103. Umiditatea relativă a aerului în aceste încăperi este de 90%, 70% -77%.
O astfel de umiditate este considerată a fi ridicată și periculoasă pentru sănătate. Am aflat motivul pentru o astfel de umiditate ridicată. În biroul 113, unde se află cea mai mare umiditate. sunt instalate ferestre din plastic care contribuie la creșterea umidității. Am acordat atenție acestui fapt profesorului de clasă din clasa 6B, a dat o recomandare pentru difuzarea regulată a cabinetului. În cabinetul 207, umiditatea era de 77%, am observat că sunt mulți copii în birou - 30. Aceasta este, de asemenea, cauza de umiditate ridicată. Recomand ca șefii de învățământ să reducă la 20 numărul de elevi din clasă. În camera 211, umiditatea a fost de asemenea mărită. Am observat asta. că cabinetul este mic, este foarte rece. Am aflat de managerul magazinului că motivul frigului este faptul că cabinetul se află sub arc. În camera 115, umiditatea relativă a fost de asemenea ridicată. Am observat că în birou erau multe plante verzi, în acel moment au fost turnate din abundență și asta a cauzat o umiditate ridicată a aerului.
Prin cercetarea mea am introdus medicul de la gimnaziu la Fadeyeva Veronika Alekseevna. Mi-a dat următoarele informații. Se pare ca in clasele cu umiditate ridicata exista o incidenta mare de raceli. Împreună cu medicul, am elaborat o notă de reducere a umidității relative în birou.
Memo la profesor pentru a menține o umiditate optimă.
1. Luați în considerare numărul de copii din clasă (o recomandare pentru funcționarii din domeniul educației).
2. Luați în considerare dimensiunea cabinei atunci când creșteți plantele verzi.
3. Apă plantele verzi în absența studenților.
4. Ventilați periodic dulapurile. Acest lucru ajută la menținerea unei umidități optime a aerului.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: