Цели: сформировать представление о насыщенном и ненасыщенном воздухе, научить вычислять относительную и абсолютную влажность
Оборудование: учебник
Тип урока: изучение нового материала
Ход урока:
1. Оргмомент
2. Изучение материала:
- Тема сегодняшнего урока «Водяной пар в воздухе». Давайте, ответим на
несколько вопросов: в каком состоянии вода находится в атмосфере, видим
ли мы водяной пар? (ответы учащихся)
После дождя вы не раз
наблюдали, как крыши домов, листья деревьев намокали, появлялись лужи.
Но стоило показаться Солнцу, подуть ветру, как все вокруг высыхало.
- Куда же исчезает дождевая вода? (ответы учащихся)
Она превращается в водяной пар. Поскольку он бесцветен, как воздух, то мы его не видим.
В воздухе всегда находится определенное количество водяного пара.
Частицы воды в виде пара содержатся также в составе воздуха комнаты.
Заметить это нетрудно. Зимой обратите внимание на металлические предметы
(замок портфеля, коньки и др.), занесенные домой с улицы. Через
некоторое время они начинают «потеть». Это значит, что теплый воздух в
комнате, соприкасаясь с холодными предметами, выделяет капельки воды.
Влага земной поверхности испаряется из почвы, болот, рек, озер, морей и
океанов и попадает в виде водяного пара в атмосферу. Самое большое
количество воды (86%) испаряется из океанов и морей.
В природе
водяной пар находится в непрерывном круговороте. Поднимаясь над Океаном
и поверхностью суши, он попадает в атмосферу. Воздушные течения уносят
его с собой в другие места. Водяной пар, в свою очередь, охлаждаясь,
превращается в облака, и в виде осадков снова возвращается на
поверхность Земли.
- Как вы считаете количество водяного пара зависит от температуры? (ответы учащихся).
Содержание водяного пара в воздухе зависит от состояния испаряемой
поверхности и температуры. Над Океаном в воздухе водяного пара много, а
над сушей - мало. Кроме того, чем выше температура воздуха, тем больше в
нем содержится водяного пара.
Как видно из
таблицы, воздух при определенной температуре может содержать
определенное количество водяного пара. Если воздух вмещает такое
количество водяного пара, какое он при данной температуре может
содержать, то его называют насыщенным. Например, для насыщения 1м3
воздуха водяным паром при температуре +30°С необходимо 30 г водяного
пара. Если количество водяного пара составляет всего 25 г, то воздух
будет ненасыщенным, сухим.
- Давайте запишем в тетрадь новые понятия
При повышении температуры насыщенный воздух становится ненасыщенным.
На-пример, для насыщения 1м3 воздуха при температуре 0°С необходимо 5 г
водяного пара. Если температура воздуха поднимается до +10°С, то для
насыщения воздуха не будет хватать 4 г водяного пара.
-Сколько
граммов водяного пара может вместить 1 м3 насыщенного воздуха при его
нагревании от 0°С до +10°С? (4 г.) От +20°С до +30°С? (13 г.)
-Является ли воздух насыщенным, если при температуре +20°С
1 м его содержит 7 г водяного пара? (Нет, не хватает 10 г до насыщения.)
-Произойдет ли конденсация водяного пара при охлаждении 1 м3 воздуха,
содержащего 7 г водяного пара, до температуры +10°С? (Нет, т. к. воздух
будет не насыщен, кроме то-го, воз¬дух при этих условиях способен
впитывать водяной пар.)
Учитель предлагает решить проблемное задание:
-Почему утром появляется роса, почему при восходе солнца
она исчезает?
Если ученики самостоятельно не смогут ответить, то учитель в беседе с учениками объясняет.
- Днем температура воздуха была 30°С. Сколько воды могло со¬держаться в 1 м воздуха (при условии, что он насыщен 30 г?
- Утром температура упала до +10°С. Сколько грамм воды может содержаться при данной температуре? (9 г.)
- Какой возникает вопрос? (Куда девалась «лишняя» вода массой 21 г?)
- Какой напрашивается ответ? (Вода выпала в виде росы.)
- А теперь объясните сами - куда исчезла роса днем и почему?
(Температура повысилась до +30"С, и воздух, имея в себе 9 г воды,
превратился в ненасыщенный, и поэтому началось испарение, и роса
исчезла?)
- Таким же образом объясняется появление и исчезновение туманов.
Содержание водяного пара в воздухе определяется абсолютной и относительной влажностью.
Абсолютная влажность - количество водяного пара в граммах, содержащегося в 1 м3 воздуха (г/м3).
Относительная влажность - отношение количества влаги, имеющейся в 1 м3
воздуха, к тому количеству водяного пара, который насыщает воздух при
данной температуре. Относительная влажность выражается в процентах.
Относительная влажность показывает степень насыщения воздуха водяным
паром. Например, 1 м3 воздуха может содержать 1 г водяного пара при
температуре -20°С. В воздухе содержится 0,5 г влаги, значит,
относительная влажность равна 50%. При насыщении воз¬духа водяным паром
относительная влажность достигает 100%.
- Всегда ли при t = +30°С
содержится 30 г воды? (Ученики вы¬двигают несколько версий - да и нет,
чтобы выделить главную, учитель напоминает о пустынях.)
- Итак, не
всегда при определенной температуре может содержаться максимальное для
этих условий количество водяного пара. При t = +30°С содержится 30 г
водяного пара. Выразите 30 г в процентах (100%), а, если содержится 17 г
водяного пара?
Составление пропорции:
30 г - 100%
17г - х%
56% - относительная влажность.
После насыщения воздуха водяным паром его излишки превращаются в
капельки воды. Например, если в 1 м3 воздуха при температуре -10°С
вместо 2 г водяного пара содержится 3 г, то его излишки (1 г)
превращаются в капельки воды. При понижении температуры
насыщенного воздуха он не может удержать в себе прежнее количество
водяного пара. Так, для насыщения 1 м3 воздуха при +10°С нужно 9 г
водяного пара. Но если температура понизится до 0°С, то воздух сможет
вместить только 5 г водяного пара, остальные 4 г
превратятся в капельки воды.
Переход водяного пара при определенных условиях в жидкое состояние
называют конденсацией (по-латыни конденсацио - сгущение). При
температуре ниже 0°С водяной пар переходит в твердое состояние, т.е.
превращается в кристаллики льда.
Относительная влажность
измеряется с помощью прибора -волосяного гигрометра (по-гречески гигрос -
влажный, метр - мера). В этом приборе используется свойство
человеческого волоса удлиняться при повышении влажности. Когда
влажность уменьшается, волос укорачивается. Изменение длины волоса
передается стрелке, которая, двигаясь вдоль циферблата, показывает
относительную влажность в процентах.
Гигрометр так же, как и термометр, помещается в метеорологическую будку.
На метеостанциях влажность воздуха определяется на более точных приборах и с помощью специальных таблиц. Закрепление:
1. Определите абсолютную влажность воздуха, если относительная
влажность при температуре +20°С 50% (при +20°С может содержаться 17 г
водяного пара, 50% от этого количества - 8,5 г). (Ответ: 8,5 г -
абсолютная влажность.)
2. 1 м воздуха имеет температуру +10°С и содержит 6 г воды. Такой воздух насыщен или нет? Ответ поясни.
(При t = +1 (ТС может содержаться 9 г водяного пара, а со¬держится 6 г.
До насыщения не хватает 3 г, значит, воздух не насыщен.)
3. Определите относительную влажность, если при температуре
+10°С в воздухе содержалось 1 г воды.
9 г -100%
1г - х%
(Ответ: относительная влажность при t = +10°С при 1 г водяного пара равняется 11%.)
4. В воздухе при температуре +30°С содержится 15 г воды.
Сколько грамм воды не хватает до насыщения?
(Ответ: не хватает 15 г воды.) Д/з: параграф ...
Дополнительный материал
Искусственное воздействие на туманы
Все знают, как опасен туман, а особенно чувствуют это те, кто находится
в пути. Все виды транспорта замедляют или вовсе прекращают свое
движение. Туман особенно сказывается на авиационном транспорте. Как
только видимость сокращается, число самолетов, совершающих посадку,
сразу уменьшается.
Туман продолжается по 5-6 часов, и видимость в
нем понижается до нескольких десятков метров. (При видимости меньше 1,5
км почти никто из летчиков не решается на посадку или взлет).
В
аэропортах при прогнозе тумана в борьбу с ним вступает отряд, который,
вылетая на специальном самолете, засеивает его углекислотой (сухой лед,
которым охлаждают мороженое) при помощи установки, названной «Метель».
Температура в облаках понижается и выпадает снег. Он падает, облака
редеют и в итоге через 40-45 минут туман рассеивается.
Использование росы
В древности обитатели пустынь собирали воду так. Вокруг дерева, возле
его корней, клали много камней. На этих камнях поутру собиралась роса.
Она стекала в землю, и дерево получало влагу.
Один человек,
наверное, знавший про этот способ, придумал другой. На острове Брава,
одном из островов Зеленого Мыса, очень редко выпадают дожди. Зато туманы
- дело обычное. Но ведь туман - это вода! Человек увидел, что на
листьях фуркройи - гигантской лилии -из-за туманов так много оседает
росы, что она стекает на землю.
Человек взял и связал листья так,
что она стала стекать не на землю, а на другой лист, расположенный
ниже, а с него - на следующий... В самом низу образовался целый ручей.
Потом изобретатель посадил пот склону в один ряд шестьдесят гигантских
лилий и выкопал канавку. И роса стала стекать в канавку. 200 литров
воды, а в сильные туманы даже 600 л собирали листья фуркройи. Целый
водопад росы! |
