Поурочные разработки по Физике 8 класс к УМК А.В. Перышкина - 2017 год Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха - ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Поурочные разработки по Физике 8 класс к УМК А.В. Перышкина - 2017 год

Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха - ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Тип урока: урок общеметодологической направленности.

Используемые технологии: здоровьесбережения, уровневой дифференциации, информационно-коммуникационные, групповые.

Цели: познакомить учащихся с понятием влажность воздуха и методами определения влажности воздуха; показать практическое применение этой физической величины.

Формируемые УУД: предметные: научиться определять понятия абсолютная влажность воздуха, относительная влажность воздуха; использовать полученные знания в повседневной жизни; метапредметные: строить продуктивное взаимодействие со сверстниками и учителем; формировать навыки контроля и оценки; овладевать интеллектуальными действиями ознакомления, понимания, применения, анализа и синтеза на основе формирования предметных умений при выполнении теста; личностные: формирование навыков оценки работы сверстников и самооценки.

Приборы и материалы: гигрометр, психрометр, психрометрические таблицы, электронное приложение к учебнику.

Ход урока

I. Организационный этап

(Учитель и ученики приветствуют друг друга, выявляются отсутствующие.)

II. Актуализация знаний. Проверка домашнего задания

(Учитель разбирает решение домашних задач, вызвавших затруднение. Ученики выполняют самостоятельную работу.)

Вариант 1

1. Испарение — это парообразование, которое:

1) происходит с поверхности жидкости

2) наступает при нагревании жидкости

3) наблюдается лишь у некоторых жидкостей

4) среди приведенных ответов нет верного

2. Каков результат наблюдений за температурой кипящей жидкости?

1) температура жидкости во время кипения остается постоянной

2) при кипении жидкости ее температура уменьшается

3) по мере выкипания жидкости ее температура возрастает

4) среди приведенных ответов нет верного

3. Какими способами можно замедлить испарение жидкости?

1) увеличить площадь поверхности жидкости

2) понизить температуру жидкости

3) обеспечить поток воздуха над поверхностью жидкости

4) среди приведенных ответов нет верного

4. Какое вещество — кислород, эфир, молоко — будет находиться при 0 °С в виде пара?

1) кислород

2) эфир

3) молоко

4) среди приведенных ответов нет верного

5. Динамическое равновесие между паром и жидкостью наступает:

1) когда масса пара становится равной массе жидкости

2) когда число молекул, вылетающих из жидкости, становится равным числу молекул, возвращающихся в нее

3) когда число молекул пара становится столь большим, что испарение прекращается

4) среди приведенных ответов нет верного

6. В каком случае температура кипения воды будет самая низкая?

1) в глубокой шахте

2) на уровне моря

3) на крыше 12-этажного дома

4) на вершине горы Эверест

7. Сколько теплоты выделится при конденсации 100 г эфира, взятого при температуре кипения?

1) -40 кДж

2) 40 кДж

3) -40 МДж

4) 40 МДж

Вариант 2

1. Парообразование — это:

1) нагревание жидкости до ее полного превращения в пар

2) переход жидкости в другое состояние

3) превращение жидкости в пар

4) среди приведенных ответов нет верного

2. Температурой кипения называют температуру, при которой:

1) парообразование становится очень интенсивным

2) пузырьки с паром появляются на стенках нагреваемого сосуда с жидкостью

3) происходит рост воздушных пузырьков с паром внутри жидкости

4) идет интенсивное образование пузырьков пара по всему объему жидкости

3. Какими способами можно ускорить испарение жидкости?

1) уменьшить площадь поверхности жидкости

2) понизить температуру жидкости

3) обеспечить поток воздуха над поверхностью жидкости

4) среди приведенных ответов нет верного

4. Какое вещество - вода, ртуть, свинец — будет жидким при температуре 400 °С?

1) вода

2) ртуть

3) свинец

4) среди приведенных ответов нет верного

5. Какое условие необходимо, чтобы в сосуде установилось динамическое равновесие жидкости и пара? Как называют пар, существующий с жидкостью в динамическом равновесии?

1) сосуд должен быть открытым; насыщенным паром

2) сосуд должен быть закрытым; ненасыщенным паром

3) сосуд должен быть закрытым; насыщенным паром

4) сосуд должен быть открытым; ненасыщенным паром

6. В каком случае температура кипения воды будет самая высокая?

1) в глубокой шахте

2) на уровне моря

3) на крыше 12-этажного дома

4) на вершине горы Эверест

7. Сколько потребуется теплоты для испарения 100 г спирта, взятого при температуре кипения?

1) -90 кДж

2) 90 кДж

3) 90 МДж

4) -90 МДж

Ответы

III. Изучение нового материала

Водяной пар в воздухе, несмотря на огромные поверхности рек, озер, океанов, не является насыщенным, атмосфера представляет собой открытый сосуд. Движение воздушных масс приводит к тому, что в одних местах в данный момент испарение воды преобладает над конденсацией, а в других — наоборот.

Содержание водяного пара в воздухе — его влажность — характеризуется рядом величин. Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара. Давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали, называют парциальным давлением (или упругостью) водяного пара. За характеристику влажности воздуха может быть принята плотность водяного пара ρ, содержащегося в воздухе. Абсолютную влажность воздуха обозначают буквой ρ и измеряют в — г/м³.

Парциальное давление водяного пара или абсолютная влажность ничего не говорят о том, насколько водяной пар далек от насыщения. Для этого вводят величину, показывающую, насколько водяной пар при данной температуре близок к насыщению.

Относительной влажностью воздуха φ называют отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρ₀ насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженной в процентах.

Относительную влажность воздуха можно определить по формуле

Давление и плотность насыщенного пара при различных температурах можно найти, воспользовавшись специальными таблицами. При охлаждении влажного воздуха при постоянном давлении его относительная влажность повышается, чем ниже температура, тем ближе парциальное давление пара в воздухе к давлению насыщенного пара.

Температура t, до которой должен охладиться воздух, чтобы находящийся в нем пар достиг состояния насыщения (при данной влажности воздуха и неизменном давлении), называется точкой росы. Давление насыщенного водяного пара при температуре воздуха, равной точке росы, есть парциальное давление водяного пара, содержащегося в атмосфере. При охлаждении воздуха до точки росы начинается конденсация паров: появляется туман, выпадает роса. Точка росы также характеризует влажность воздуха.

Влажность воздуха можно определить специальными приборами. С помощью гигрометра определяют точку росы. Это наиболее точный способ изменения относительной влажности. Действие волосяного гигрометра основано на свойстве обезжиренного человеческого волоса удлиняться при увеличении относительной влажности. Применяется в тех случаях, когда в определении влажности воздуха не требуется большой точности. Психрометром обычно пользуются в тех случаях, когда требуется достаточно точное и быстрое определение влажности воздуха.

(Учитель демонстрирует учащимся анимационные ролики 39 “Принцип действия гигрометра и психрометра” и 40 “Принцип действия волосного гигрометра” из электронного приложения к учебнику.)

Также необходимо показать учащимся, как правильно пользоваться психрометрическими таблицами.

(Ученики выполняют тренировочное задание № 41 из электронного приложения к учебнику. Выступают ученики, подготовившие доклад.)

Дополнительный материал

Значение влажности воздуха

Влажность воздуха оказывает большое влияние на состояние живых организмом. При температуре 20—25 °С наиболее благоприятным для жизни человека считается воздух с относительной влажностью от 40% до 60%. Когда окружающая среда имеет температуру более высокую, чем температура тела человека, то происходит усиленное потоотделение. Обильное выделение пота ведет к охлаждению организма, но такое потоотделение является значительной нагрузкой для человека.

Относительная влажность ниже 40% при нормальной температуре воздуха также вредна, так как приводит к усиленной потере влаги организмом, что ведет к его обезвоживанию. Наиболее низкая влажность воздуха в помещениях в зимнее время; она составляет 10 ~ 20%. При низкой влажности воздуха происходит быстрое испарение влаги с поверхности и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, легких, что может привести к ухудшению самочувствия. Также при низкой влажности воздуха во внешней среде дольше сохраняются патогенные микроорганизмы, а на поверхности предметов скапливается больше статического заряда. Поэтому в зимнее время в жилых помещениях производят увлажнение с помощью пористых увлажнителей. Хорошими увлажнителями являются растения.

Если относительная влажность высокая, то мы говорим, что воздух влажный и удушливый. Высокая влажность воздуха действует угнетающе, поскольку испарение происходит очень медленно. Концентрация паров воды в воздухе в этом случае высока, вследствие чего молекулы из воздуха возвращаются в жидкость почти так же быстро, как и испаряются. Если пот с тела испаряется медленно, то тело охлаждается очень слабо, и мы чувствуем себя не совсем комфортно. При относительной влажности 100% испарение вообще не может происходить — при таких условиях мокрая одежда или влажная кожа никогда не высохнут.

Из курса биологии вы знаете о разнообразных приспособлениях растений в засушливых местностях. Но растения приспособлены и к высокой влажности воздуха. Так, родина монстеры, крупной тропической лианы, — влажный экваториальный лес. Монстера при относительной влажности, близкой к 100%, “плачет”, она удаляет избытки влаги через отверстия в листьях - гидатоды.

В современных зданиях производится кондиционирование воздуха — создание и поддержание в закрытых помещениях воздушной среды, наиболее благоприятной для самочувствия людей. При этом автоматически регулируется температура, влажность, состав воздуха.

Исключительное значение для образования заморозков имеет влажность воздуха. Если влажность велика и воздух близок к насыщению парами, то при понижении температуры воздух может стать насыщенным и начнет выпадать роса. Но при конденсации водяных паров выделяется энергия (удельная теплота парообразования при температуре, близкой к 0 °С, равна 2490 кДж/кг). Поэтому воздух у поверхности почвы при образовании росы не будет охлаждаться ниже точки росы и вероятность наступления заморозков уменьшится. Вероятность заморозков зависит, во-первых, от быстроты понижения температуры и, во-вторых, от влажности воздуха. Достаточно знать одно из этих значений, чтобы более или менее точно предсказать вероятность наступления заморозков.

IV. Закрепление изученного материала

— Что понимается 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?

— Каковы субъективные ощущения влажности воздуха человеком?

— Объясните устройство и принцип работы волосяного и конденсационного гигрометров и психрометра.

V. Рефлексия

(Ученики оценивают свою работу на уроке и качество усвоения материала по методу “Бассейн”.)

Каждый ученик с помощью магнита указывает свою фамилию на нарисованном на ватмане бассейне. Названия уровней бассейна:

1. Утонул в непонимании вначале.

2. Захлебнулся в середине дистанции.

3. Доплыл до финиша, но очень устал.

4. Доплыл с уверенностью до финиша.

5. Установил личный рекорд.

Домашнее задание

1. § 19 учебника, вопросы к параграфу.

2. Выполнить упр. 15 на с. 59 учебника.

3. Сборник задач В.И. Лукашика, Е.В. Ивановой: № 1162, 1164.