Стем урок на тему "Вологість повітря. Вимірювання вологості"

План-конспект уроку фізики  _________

в 10 класі

Тема. Вологість повітря

 Мета уроку:

навчальна – сформувати знання  про вологість повітря та способи її вимірювання.

розвивальна – формувати в учнів уміння користуватися науково-популярною  літературою та виявлення творчих здібностей при розв’язуваннні вправ, використанні електронних вимірювальних пристроїв.

виховна – виховувати уважність, точність і чіткість при вимірюванні, відповідаючи на запитання, розв’язуванні завдань та вчити оцінювати важливість  фізичних процесів у житті людини

Тип уроку: вивчення нового матеріалу

План уроку

Хід уроку

І. Організаційна частина

- Привітання.

- Облік присутності учнів.

ІІ. Актуалізація знань

Відповісти на запитання – вправа «Найкмітливіший та найрозумніший»

1. Чому вода у відкритій посудині завжди має температуру, дещо нижчу за

    температуру  навколишнього повітря?

2. Чи можна змусити воду кипіти за температури 40ºС?

3. Чому у спеку собака висовує язик?

4. Чим відрізняється явище кипіння рідини від її випаровування?

5. Як залежить температура кипіння рідини від зовнішнього тиску?

6. Під час видиху на морозі утворюються білі клуби, які іноді називають

    парою. Чи правильно це?

7. Чому пітніють окуляри, коли людина з морозу заходить до кімнати?

8. Як за зовнішнім виглядом відрізнити в лазні трубу з холодною водою від

труби з гарячою?

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

1. Вологість

Вода займає близько 70,8% поверхні земної кулі. Живі організми містять від 50 до 99,7% води. В атмосфері міститься 13―15 тис. км³ води у вигляді крапель, кристалів снігу і водяної пари.

Вміст водяної пари в повітрі – вологість повітря

абсолютна вологість повітря-  величина, яка вимірюється кількістю водяної пари (в грамах), що міститься в  1 м³ повітря,

Відносною вологістю повітря φ  називають виражене у відсотках відношення

абсолютної вологості за даної температури  до кількості пари, необхідної для насичення 1 м³ повітря при тій самій температурі

Тиск, який чинила б водяна пара, коли б не було інших газів, називають

парціальним тиском водяної пари

Зазвичай комфортні умови для людини відповідають вологості близько 50 — 60 %.

2. Точка роси

Якщо кількість водяної пари в повітрі не змінюється, то зі зни­женням температури відносна вологість зростає, у цей момент, во­дяна пара ближча до насичення. Зниженням температури відносну вологість можна довести до 100 %, не змінюючи кількості пари, яка міститься в ній. При подальшому зниженні температури воло­гість вже не збільшується, а частина водяної пари конденсується. З’являється туман, випадає роса. Температуру, за якої водяна пара стає насиченою, називають точкою роси. Тепер учням стане зро­зуміло, чому тумани частіше бувають уранці, і чому роса випадає вранці, коли повітря вночі охолоджується.

Температуру, за якої водяна пара стає насиченою, називають точкою роси.

3. Способи визначення вологості повітря

Для визначення вологості повітря використовують такі прилади, як гігрометр та психрометр, електронні датчики вимірювання вологості.

Гігрометри бувають— конденсаційні і волосяні.

• Дія  волосяного гігрометра грунтується на властивості людського волосся змінювати свою довжину при зміні вологості повітря: воно видовжується при збільшенні вологості та вкорочується при її зменшенні.
• Принцип дії конденсаційного гігрометра - випадання роси на дзеркальну поверхню за точкою роси  (дослідження на лабораторній роботі)

Психрометр — метеорологічний прилад для вимірювання вологості повітря,

простий тип гігрометру. У найпростішому випадку складається з сухого і

змоченого термометрів (резервуар обгорнутий змоченим батистом). За

різницею показів цих термометрів і за допомогою таблиць

визначають абсолютну і відносну вологість повітря.

Електронні датчики для вимірювання вологості.

Найбільш поширені датчики вимірюють зміну ємності або опору під

дією вологи.

    В ємнісних датчиках на дві пластини подається змінна напруга. В залежності

від кількості водяної пари між пластинами змінюється діелектрична

проникність і відповідно ємність, яка впливає на  опір конденсатора.

   В опірних датчиках вимірюється опір полімерної мембрани, який змінюється в

залежності від кількості поглинутої вологи.

Демонстрація електронного датчика вологості та його використання за допомогою електронно-цифрової лабораторії Еinstein у класній кімнаті

• Підключення датчика;
• Фіксування датчика програмою;
• Налаштування датчика;
• Запуск експерименту
• Аналіз графіка вологості та зняття показів;
• Використання таблиці парціального тиску

Використовуючи таблицю тиску і густини насиченої пари проводимо обчислення:

абсолютна вологість = 42,8% * 23 г/м³ = 9,84 г/м³

Точка роси ≈10˚ С

IV.ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

• Як розуміти вирази: «сухе повітря», «вологе повітря»?
• Як змінюється відносна вологість повітря під час його нагрі­вання?
• Чому роса випадає вранці?
• Як пояснити випадання туману?

Робота в групах:

1 група Вимірюємо вологість повітря використовуючи психрометр:

2 група  Визначаємо вологість за умовою задачі: Тиск водяної пари в повітрі за температури 20 °С дорів­нює 1,4 кПа. Яка відносна вологість повітря, якщо тиск насиченої водяної пари за цієї температури 2,3 кПа?

Запитання.  Чому дорівнює вологість повітря, якщо показники сухого і во­логого термометрів психрометра збігаються?

3 група Визначаємо вологість за умовою задачі

Яка відносна вологість  повітря за t =20˚С, якщо точка роси t = 15˚С

4 група Вимірює відносну та абсолютню вологість, використовуючи електронні датчики вологості. (Попередньо штучно змінити вологість, використавши розпилювач води у кабінеті)

V. Підведення підсумків

Вправа «Мікрофон».

Учні дають відповіді на запитання:

• Сьогодні на уроці я дізнався (-лася)…
• Було цікаво…
• Я зрозумів (-ла), що…
• Тепер я можу…
• Я відчув (-ла), що…
• Я навчився (-лася)…
• В мене вийшло…
• Я зміг (-ла)…
• Я спробую…
• Мене здивувало…
• Мені захотілося…
• Найскладнішим було,,,