Урок "Вологість повітря. Методи вимірювання вологості повітря"

Вологість повітря. Методи вимірювання вологості повітря.

Мета:

навчальна

• сформулювати визначення абсолютної, відносної, максимальної  вологості повітря, точка роси;
• ознайомити учнів із будовою та принципами дії приладів для вимірювання відносної вологості повітря;
• показати практичну значущість вивчених понять та явищ.

розвиваюча:

• розвивати логічне мислення учнів;
• інтерес  до вивчення даного матеріалу;
• уміння творчо використовувати здобуту інформацію.

виховна:

• розширити світогляд учнів шляхом обробки даного матеріалу;
• виховувати взаємоповагу, дисциплінованість, толерантність;
• Прищеплювати інтерес до фізики.

Завдання:

• Ознайомитись з головними поняттями і формулами даної теми;
• Ознайомитись з приладами для вимірювання відносної вологості повітря;
• Навчитись вимірювати відносну вологість повітря;
• Навчитись розв'язувати задачі з даної теми;
• З'ясувати  значення вологості для життя та виробництва. 

Очікуваний результат:

 учні повинні знати:

• означення вологості повітря та відповідні формули для її визначення;
• характер змісту поняття відносної вологості;
• як оцінювати роль і практичну значимість води і водяної пари в житті людини.

 учні повинні вміти:

• користуватися психрометром і визначати ним вологість повітря; дотримуватися

              правил їх експлуатації;

• розв’язувати задачі на визначення відносної вологості повітря.

Тип уроку: комбінований урок.

Форма проведення: урок-дослідження з елементами презентації.

Методи і прийоми:

· словесний (опитування, бесіда);

· наочний (презентація, демонстрація приладу)

· практичний (розв’язання задач, дослід)

· хмарні технології Інтернету (онлайн-тести)

Обладнання:

1. Презентація Microsoft.

2. Психрометрична таблиця;

3. Таблиця залежності тиску і густини насиченої пари при різній

температурі;

4. Зображення гігрометрів і  психрометра;

5. Комп’ютер, екран, проектор, учнівські ґаджети;

6. Картки з завданнями;

7. Підручник.

Ключові поняття: вологість повітря, парціальний тиск водяної пари, абсолютна

вологість, відносна вологість, точка роси, психрометр, гігрометр.

Міжпредметні зв’язки: метеорологія, спецтехнологія, електротехніка, математика.

План-схема уроку:

Хід уроку:

1. Організаційний момент.

Привітання, налаштування учнів на роботу.

2. Мотивація навчальної діяльності. Повідомлення теми і завдань уроку.

Відеоролик «Вологість повітря в приміщенні. Причини утворення вологи і методи боротьби з нею» (https://www.youtube.com/watch?v=ytSzrRZc7P0)

Учитель: Ми з вами в житті досить часто зустрічаємось з поняттям «вологість

повітря». Зараз спробуємо відповісти на питання , що потрібно розуміти під

вологістю повітря, і яке значення вона має в життєдіяльності людини та в вашій професії, а також якими способами і якими приладами можна виміряти вологість повітря, і саме

цікаве, як можливо визначити вологість, якщо під рукою немає спеціальних

приладів? Потім закріпимо і перевіримо свої набуті знання.

3. Актуалізація опорних знань. Перевірка домашнього завдання.

Перевірка домашнього завдання здійснюється за допомогою опитування, і паралельно деякі учні працюють з картками.

1)Питання для опитування:

1. Що називають випаровуванням і кипінням?

(Пароутворення, яке відбувається з вільної поверхні рідини, називається випаровуванням. Кипіння – це процес випаровування, що відбувається з усього процесу рідини при відповідній температурі)

2. Від чого залежить випаровування і при якій температурі відбувається процес

випаровування?

(Випаровування залежить від: а) виду рідини, б) температури, в) площі поверхні рідини,

г) наявності вітру. Випаровування може відбуватися при любій температурі.)

3. Яка пара називається насиченою, ненасиченою?

(Пара, яка знаходиться в динамічній рівновазі зі своєю рідиною називається насиченою, а пара, яка не знаходиться в динамічній рівновазі зі своєю рідиною називається ненасиченою)

4. Чи залежить концентрація молекул насиченої пари від об’єму? Чому?

(концентрація молекул насиченої пари не залежить від об’єму. Тому що як би не змінювався об’єм, через певний час встановиться динамічна рівновага насиченої пари)

5. Що відбувається з температурою кипіння рідини в процесі кипіння і від чого

вона залежить?

(Під час кипіння температура рідини не міняється. Температура кипіння залежить від виду

рідини і тиску.)

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

(водяна пара, що знаходиться в кімнаті конденсується на склі окулярів)

7. Пояснити експериментальне завдання: кружка з водою плаває у каструлі з киплячою водою. Перевірити, чи закипить вода у кружці (https://www.youtube.com/watch?v=hXb2gQm4Z6M)

2) Робота з картками

Картка № 1. Визначте середню кінетичну енергію поступального руху молекул газів повітря, якщо тиск складає 10⁵ Па. Концентрація молекул повітря 2,7•10²⁵ м³. Яка пара називається насиченою?

Картка № 2. Яка температура 1,6•10^-2 кг кисню, який перебуває під тиском 10⁵ Па і займає об’єм 1,6•10^-3 м³? Молярна маса кисню 0,032 кг/моль. Назвіть властивості випаровування.

Картка № 3. Визначте температуру газу, якщо тиск складає 100 кПа і концентрація молекул 10²⁵ м^-3. Які властивості насиченої пари?

4. Вивчення нового матеріалу.

1. Слово вчителя:

Вологість повітря характеризується кількістю водяної пари в повітрі.

Розрізняють абсолютну і відносну вологість.

Абсолютна вологість – кількість водяної пари, що міститься в одиниці об’єму повітря, її ще називають густиною водяної пари.

Одиницею абсолютної вологості повітря в СІ: 1 кг/м³.

При охолодженні повітря водяна пара стає насиченою тому з’являється туман, випадає роса.

Точкою роси називається та температура, при якій дана водяна пара стає

насиченою.

          Кількість водяної пари, що міститься в одиниці об’єму повітря в стані насичення (при точці роси), називається максимальною вологістю повітря.

         Максимальна вологість повітря вимірюється густиною насиченої водяної пари, вона вимірюється експериментально і наводиться в таблицях. Див. таблиця 3 на ст. 214.

          Відносна вологість (ϕ) показує, наскільки близька водяна пара до насиченості.

          Відношення абсолютної вологості повітря до його максимальної вологості при даній температурі називається відносною вологістю повітря.

         Тиск, який би чинила водяна пара, коли б не було інших газів, є парціальним тиском водяної пари.

          Відносна вологість повітря – це відношення парціального тиску водяної пари, яка є в повітрі при даній температурі, до тиску насиченої пари при тій самій температурі.

Відносна вологість вимірюється у відсотках.

       Для визначення точки роси використовують конденсаційний гігрометр, що має будову:

1. металева камера, укріплена на штативі, з двома отворами

2. термометр

3. гумова груша

       Точку роси легко визначити, повільно охолоджуючи металевий стакан, наприклад кидаючи в нього грудочку льоду і записуючи температуру, за якої стакан запотіває.

       Знаючи точку роси, можна визначити тиск водяної пари і вологість повітря — абсолютну і відносну.

      Для визначення  відносної вологості застосовують волосяний гігрометр, що складається:

1. знежирена волосина
2. блок, що має вісь обертання
3. стрілка
4. противага

Найпростіший прилад для вимірювання відносної вологості є психрометр, що складається:

1. термометра сухого
2. термометра вологого
3. резервуар з водою
4. психрометрична таблиця

     Учні під керівництвом вчителя вимірюють вологість повітря в кабінеті фізики за

допомогою психрометра.

Дослід: Вимірювання відносної вологості повітря за допомогою звичайного термометра (https://www.youtube.com/watch?v=ghXYywer-kc)

            Домашнім завданням вам було підготувати невеличкі повідомлення про значення вологості в нашому житті. (Заслухуються повідомлення учнів)

            Цікаве спостереження – є важливим для кухарів:

          Прослідкуємо,як веде себе повітря всередині холодильника. У холодильнику морозильна камера розміщена вгорі. Охолоджене біля камери повітря спускається вниз. Торкаючись стінок холодильника і продуктів, повітря нагрівається. При цьому його відносна вологість зменшується, а здатність вбирати вологу збільшується. Нагрівшись і відібравши частину води у продуктів, повітря піднімається до морозильної камери. Тут воно охолоджується до початкової температури, але вологість його виявляється вищою за початкову( із-за відібраної у продуктів води). Через деяке число циклів вологість повітря виросте настільки, що, підійшовши до морозильної камери, повітря буде вимушене залишити частину води на камері у вигляді «осаду» - капель води або кристаликів льоду. Так з допомогою повітря вода «перекочовує» від більш теплих тіл до більш холодних – від продуктів до морозильної камери. При цьому відбувається дуже ефективне перекачування тепла: при випаровуванні деяка частина теплоти відбирається від продуктів і передається повітрю, а при конденсації воно відбирається від повітря і передається морозильній камері. Щодо сухих продуктів, то вони охолоджуються повільніше. Рекомендація: зберігати продукти в холодильнику потрібно у спеціальний контейнерах.

5. Розв’язування задач:

1. Чому після дуже хмарної ночі не утворюються іній і роса? (Якщо дуже хмарна погода, частина теплового випромінювання Землі відбивається від хмар до ґрунту, що запобігає сильному (до точки роси ) зниженню температури земної поверхні й повітря.)
2. Для чого макаронні вироби та крупи зберігають в поліетиленових пакетах? (поліетиленовий пакет захищає продукти від потрапляння вологи)
3. Яким є показання вологого термометра психрометра, якщо відносна вологість в кімнаті 60 %, а сухий термометр показує 22 °С?
4. У 4 м³ повітря при температурі 16⁰С міститься 40 г водяної пари. Визначте відносну вологість.
5. За якої температури випаде роса, якщо сухий і вологий термометри психрометра показують 20⁰С і 17⁰С?

Домашнє завдання:

• Опрацювати § 28 (Фізика і астрономія, 10 клас (рівень стандарт, за навч. прогр. Ляшенка О.І., авт.: Головко М.В., Мельник Ю.С., Непорожня Л.В., Сіпій В.В.), 2018р.);
• Виконати тестові завдання за посиланням: https://forms.gle/x7CTs6vnVycirT1N6
• Підготуватись до л/р (ознайомитись з інструкцією до лабораторної роботи)

Підведення підсумків уроку:

Інтерактивна вправа:

          Я вважаю, що...

         ...тому, що...

        ...наприклад...

        Отже,...

 Оцінювання.

Заключне слово вчителя: Всі молодці! Сьогодні на уроці ми вивчили поняття вологості

повітря, точки роси і способи їх вимірювання ; з’ясували практичне застосування даної теми у житті і професії; виконали практичне завдання « Вимірювання відносної вологості повітря у кабінеті фізики». Мета уроку досягнута. Дякую за урок.