Post Icon



Воздух физика


Абсолютная и относительная влажность воздуха. Точка росы — урок. Физика, 8 класс.

Вода покрывает две трети поверхности Земли.

 

 

С поверхностей рек, морей, водоёмов при любой температуре происходит испарение. Следовательно, в воздухе постоянно находится водяной пар. Наличие водяного пара в воздухе и показывает влажность воздуха.

Для определения содержания влаги в воздухе используют понятия абсолютной и относительной влажности.

Абсолютная влажность ρ показывает, какая масса водяного пара содержится в единице объёма воздуха, то есть плотность водяного пара:
\([\rho]=\frac{1~кг}{1~м^3}\).

В справочных таблицах используют значение плотности водяного пара: \([\rho]=\frac{1~г}{1~м^3}\).

Насыщенный пар — это пар, в котором количество испаряющихся молекул равно количеству конденсирующихся за единицу времени.

В насыщенный пар можно добавить молекулы пара, но они будут возвращаться в жидкость.

Состояние воздуха описывают относительной влажностью воздуха.

Относительная влажность воздуха ϕ — это отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρ0 насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженной в процентах:
ϕ=ρρ0⋅100%.

Из формулы следует: чем больше абсолютная влажность воздуха (т.е. плотность водяного пара) при данной температуре, тем выше относительная влажность (значение приближается к 100%). Из этого следует, что пар приближается к состоянию насыщения, и станет насыщенным при относительной влажности 100%.  

Всем доводилось наблюдать, когда при проветривании кабинета окно запотевает. Как правило, это случается зимой. При охлаждении воздуха до определенной температуры водяной пар может стать насыщенным. В этом случае может появиться роса или туман.

 

  

Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.

Точкой росы также характеризуется влажность воздуха.

Источники:

http://nearestspace.cc.ua/p/e.png Земля

http://www.topoboi.com/pic/201310/1024x600/topoboi.com-21824.jpg роса

https://w-dog.net/wallpaper/tree-fog-rapeseed-nature-landscape/id/312476/ туман

Физика 8 класс. Влажность воздуха. Точка росы. Измерение влажности :: Класс!ная физика

Физика 8 класс. ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА

В окружающем нас воздухе практически всегда находится некоторое количество водяных паров. Влажность воздуха зависит от количества водяного пара, содержащегося в нем.
Сырой воздух содержит больший процент молекул воды, чем сухой.
Большое значение имеет относительная влажность воздуха, сообщения о которой каждый день
звучат в сводках метеопрогноза.

Относительная влажность — это отношение плотности водяного пара, содержащегося в воздухе, к плотности насыщенного пара при данной температуре, выраженное в процентах.

ТОЧКА РОСЫ

Сухость или влажность воздуха зависит от того, насколько близок его водяной пар к насыщению.
Если влажный воздух охлаждать, то находящийся в нем пар можно довести до насыщения, и далее он будет конденсироваться.
Признаком того, что пар насытился является появление первых капель сконденсировавшейся жидкости - росы.
Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.

Точка росы также характеризует влажность воздуха.
Примеры: выпадение росы под утро, запотевание холодного стекла, если на него подышать, образование капли воды на холодной водопроводной трубе, сырость в подвалах домов.

ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ

Для измерения влажности воздуха используют измерительные приборы - гигрометры.
Существуют несколько видов гигрометров, но основные: волосной и психрометрический.

Так как непосредственно измерить давление водяных паров в воздухе сложно, относительную влажность воздуха измеряют косвенным путем.

Принцип действия волосного гигрометра основан на свойстве обезжиренного волоса ( человека или животного) изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха, в котором он находится.

Волос натянут на металлическую рамку. Изменение длины волоса передаётся стрелке, перемещающейся вдоль шкалы. Волосной гигрометр в зимнее время являются основным прибором для измерения влажности воздуха вне помещения.

Более точным гигрометром является гигрометр психрометрический – психрометр
( по др. гречески "психрос" означает холодный).
Известно, что от относительной влажности воздуха зависит скорость испарения.
Чем меньше влажность воздуха, тем легче влаге испаряться.

В психрометре есть два термометра. Один - обычный, его называют сухим. Он измеряет температуру окружающего воздуха. Колба другого термометра обмотана тканевым фитилем и опущена в емкость с водой. Второй термометр показывает не температуру воздуха, а температуру влажного фитиля, отсюда и название увлажненный термометр. Чем меньше влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется влага из фитиля, тем большее количество теплоты в единицу времени отводится от увлажненного термометра, тем меньше его показания, следовательно, тем больше разность показаний сухого и увлажненного термометров.

 

Устали? - Отдыхаем!

Что такое воздух: естествознание для взрослых

Урок 1: что такое воздух

Итак, атмосферный воздух – это смесь газов, о чем уже было сказано выше. Однако это не полное определение, чтобы расширить его, обратимся к истории. В 1754 году шотландский физик и химик Джозеф Блэк в процессе нагревания белой магнезии обнаружил выделение «связанного воздуха», а именно это был столь популярный в нашем блоге :) углекислый газ в воздухе. Получив СО2, мистер Блэк сделал еще одно очень важное открытие – состав воздуха, до этого считавшегося одним веществом, неоднороден.

Кстати, Джозеф Блэк изначально увлекался только гуманитарными науками, в частности философией. И если бы не твердая рука его отца и настоятельные рекомендации перейти к физике и химии, открытия могло бы и не быть.

Джозеф Блэк фактически показал дорогу другим ученым, которые друг за другом стали все больше расшифровывать состав атмосферы, вычислять кислород в воздухе и другие газы. А затем и сформировалось то самое определение, которое сегодня звучит так: воздух – это смесь газов, образующая атмосферу Земли. Основная функция воздуха – делать планету пригодной для дыхания и существования живых организмов. Для него создан федеральный закон Российской Федерации «Об охране атмосферного воздуха», а также атмосфера является источником инертных газов, которые добываются из воздуха путем сжижения. Итак, из каких газов состоит воздух?

Урок 2: Какие газы входят в состав воздуха

Оговоримся сразу, азот в воздухе занимает большую часть, однако и химический состав оставшейся доли весьма интересен и разнообразен. Если коротко, то список основных элементов выглядит следующим образом.

Однако дадим и небольшие пояснения по функциям этих химических элементов.

1. Азот

Содержание азота в воздухе – 78% по объему и 75% по массе, то есть этот элемент доминирует в атмосфере, имеет звание одного из самых распространенных на Земле, и, кроме того, содержится и за пределами зоны обитания человека – на Уране, Нептуне и в межзвездных пространствах. Итак, сколько азота в воздухе, мы уже разобрались, остался вопрос о его функции. Азот необходим для существования живых существ, он входит в состав:

  • белков;
  • аминокислот;
  • нуклеиновых кислот;
  • хлорофилла;
  • гемоглобина и др.

В среднем около 2% живой клетки составляют как раз атомы азота, что объясняет, зачем столько азота в воздухе в процентах объема и массы. Азот также является одним из инертных газов, добываемых из атмосферного воздуха. Из него синтезируют аммиак, используют для охлаждения и в других целях.

2. Кислород

Содержание кислорода в воздухе – один из самых популярных вопросов. Сохраняя интригу, отвлечемся на один забавный факт: кислород открыли дважды – в 1771 и 1774 годах, однако из-за разницы в публикациях открытия, почести открытия элемента достались английскому химику Джозефу Пристли, который фактически выделил кислород вторым. Итак, доля кислорода в воздухе колеблется около 21% по объему и 23% по массе. Вместе с азотом эти два газа образуют 99% всего земного воздуха. Однако процент кислорода в воздухе меньше, чем азота, и при этом мы не испытываем проблем с дыханием. Дело в том, что количество кислорода в воздухе оптимально рассчитано именно для нормального дыхания, в чистом виде этот газ действует на организм подобно яду, приводит к затруднениям в работе нервной системы, сбоям дыхания и кровообращения. При этом недостаток кислорода также негативно сказывается на здоровье, вызывая кислородное голодание и все связанные с ним неприятные симптомы. Поэтому сколько кислорода в воздухе содержится, столько и нужно для здорового полноценного дыхания.

3. Аргон

Аргон в воздухе занимает третье место, он не имеет запаха, цвета и вкуса. Значимой биологической роли этого газа не выявлено, однако он обладает наркотическим эффектом и даже считается допингом. Добытый из атмосферы аргон используют в промышленности, медицине, для создания искусственной атмосферы, химического синтеза, пожаротушения, создания лазеров и пр.

4. Углекислый газ

Углекислый газ составляет атмосферу Венеры и Марса, его процент в земном воздухе куда ниже. При этом огромное количество углекислоты содержится в океане, он регулярно поставляется всеми дышащими организмами, выбрасывается за счет работы промышленности. В жизни человека углекислый газ используется в пожаротушении, пищевой промышленности как газ и как пищевая добавка Е290 – консервант и разрыхлитель. В твердом виде углекислота – один из самых известных хладагентов «сухой лед».

5. Неон

Тот самый загадочный свет дискотечных фонарей, яркие вывески и современные фары используют пятый по распространенности химический элемент, который также вдыхает человек – неон. Как и многие инертные газы, неон оказывает на человека наркотическое действие при определенном давлении, однако именно этот газ используют в подготовке водолазов и других людей, работающих при повышенном давлении. Также неоново-гелиевые смеси используются в медицине при расстройствах дыхания, сам неон используют для охлаждения, в производстве сигнальных огней и тех самых неоновых ламп. Однако, вопреки стереотипу, неоновый свет не синий, а красный. Все остальные цвета дают лампы с другими газами.

6. Метан

Метан и воздух имеют очень древнюю историю: в первичной атмосфере, еще до появления человека, метан был в куда большем количестве. Сейчас этот газ, добываемый и используемый как топливо и сырье в производстве, не так широко распространен в атмосфере, но по-прежнему выделяется из Земли. Современные исследования устанавливают роль метана в дыхании и жизнедеятельности организма человека, однако авторитетных данных на этот счет пока нет.

7. Гелий

Посмотрев, сколько гелия в воздухе, любой поймет, что этот газ не относится к числу первостепенных по важности. Действительно, сложно определить биологическое значение этого газа. Не считая забавного искажения голоса при вдыхании гелия из шарика :) Однако гелий широко применяется в промышленности: в металлургии, пищевой промышленности, для наполнения воздухоплавающих судов и метеорологических зондов, в лазерах, ядерных реакторах и т.д.

8. Криптон

Речь не идет о родине Супермена :) Криптон – инертный газ, который в три раза тяжелее воздуха, химически инертен, добывается из воздуха, используется в лампах накаливания, лазерах и все еще активно изучается. Из интересных свойств криптона стоит отметить, что при давлении в 3,5 атмосферы он оказывает наркотический эффект на человека, а при 6 атмосферах приобретает резкий запах.

9. Водород

Водород в воздухе занимает 0,00005% по объему и 0,00008% по массе, но при этом именно он – самый распространенный элемент во Вселенной. О его истории, производстве и применении вполне можно написать отдельную статью, поэтому сейчас ограничимся небольшим списком отраслей: химическая, топливная, пищевая промышленности, авиация, метеорология, электроэнергетика.

10. Ксенон

Последний в составе воздуха, изначально и вовсе считавшийся только примесью к криптону. Его название переводится как «чужой», а процент содержания и на Земле, и за ее пределами минимальный, что обусловило его высокую стоимость. Сейчас без ксенона не обходятся: производство мощных и импульсных источников света, диагностика и наркоз в медицине, двигатели космических аппаратов, ракетное топливо. Кроме того, при вдыхании ксенон значительно понижает голос (обратный эффект гелию), а с недавнего времени вдыхание этого газа причислено к списку допингов.

Урок 3: Физические свойства воздуха

Как и у всякой смеси веществ, сегодня можно установить физические свойства воздуха.

Каким бы ни был состав воздуха, необходимо стараться исключать из него «химические добавки» от деятельности промышленности и по возможности вдыхать только чистый, свежий, и даже подогретый качественным бризером воздух в городе или первозданный – на природе. В любом случае, воздух – один из самых известных и малопонятных для не специалиста коктейлей, который необходим для жизни. На протяжении всей своей истории человечество неоднократно романтизировало образ воздушной стихии, превознося ее способность проникать сквозь границы и легкость, называя воздух символом свободы.

Дышите чистым и свободным от загрязнений воздухом и будьте здоровы!

Физика процесса испарительного увлажнения и охлаждения воздуха

Процесс испарения воды в природе - важный элемент саморегуляции климатической системы. Благодаря этому процессу мы ощущаем прохладу и свежесть около водоемов, или после дождя в лесу. Интенсивность насыщения воздуха водяными парами в естественных условиях напрямую зависит от площади водной глади и скорости обдувающего ее ветра.

 

Как добиться интенсивного насыщения воздуха водяными парами в помещении?

Системы испарительного увлажнения и охлаждения CIRRUS работают по естественному принципу, описанному выше. Именно поэтому они наиболее эффективны и экологичны, в сравнении с аналогичными решениями. Большая результирующая площадь испарения достигается благодаря формированию огромного количества мелких капель, а мощный поток обдувающего их воздуха достигается за счет большой скорости выхода водяной струи из форсунок. Тем самым, мы в точности повторяем природную модель в ограниченном объеме открытого пространства или помещении.

 

Почему необходимо увлажнять воздух внутри производственных помещений зимой?

Не смотря на то, что зимой показатели относительной влажности забираемого с улицы воздуха часто приближаются к 90%, его абсолютная влажность составляет величину около 2г/м3. После того, как система отопления нагреет такой воздух до 25°C, его абсолютная влажность останется прежней, чего не скажешь об относительной. Она будет существенно ниже величины, необходимой для нормальной работы оборудования и комфорта персонала.

 

 

Промышленные системы увлажнения воздуха CIRRUS добавляют необходимое количество влаги в воздух внутри отапливаемого помещения не нагревая его дополнительно, и не допуская образования конденсата.

 

 

По достижении нужного уровня влажности воздуха, автоматика управления и контроля системы увлажнения CIRRUS не допускает выхода климатических показателей за пределы заданного диапазона.

 

Чем система увлажнения воздуха высокого давления полезна летом?

Благодаря тому, что процесс увлажнения воздуха системами CIRRUS протекает изоэнтальпийно, происходит его охлаждение. Оно тем заметнее, чем воздух суше и теплее.

 

 

Таким образом, можно охладить воздух в помещении любого объема, потратив минимум электроэнергии. Мощности системы увлажнения воздуха CIRRUS могут быть направлены на охлаждение воздуха в непосредственной близости от испарителей традиционных систем кондиционирования. Такой подход позволяет экономить до 30% электроэнергии на кондиционирование воздуха в жаркие дни.


[email protected]
+7 (499) 390-90-60
Пн-Пт, 10.00-18.00

Урок физики по теме "Влажность воздуха"

Цели урока:

  1. Образовательные:
сформировать понятие относительной влажности воздуха, познакомить учащихся со способами измерения относительной влажности, показать практическую зависимость относительной влажности в жизнедеятельности человека.
  • Развивающие:
  • формировать умения анализировать, сравнивать, излагать свои мысли, делать выводы, устанавливать связь между физическими величинами.
  • Воспитательные:
  • вызвать желание связать знания и умения, получаемые на уроках физики, вырабатывать наблюдательность, навыки и культуру проведения физического эксперимента; воспитывать внимательное отношение к окружающему миру; способствовать умению работать в группе.

    Оборудование : приборы и материалы для проведения эксперимента по определению влажности, слова “Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением”, показатели влажности, картины, крем, компьютер, телевизор, видео.

    Тип урока: урок усвоения новых знаний.

    Формы работы: фронтальная, индивидуальная, групповая.

    (Рисунок на компьютере.) (Презентация) (Слайд 1)

    Частично заполненный баллон , изображенный на фотографии запускается с целью собрать сведения относительно метеорологических условий. Баллоны такого типа регистрируют температуру, относительную влажность воздушных масс и передают эти данные на землю при помощи радиосигналов.

    Тема урока: Влажность воздуха (Слайд 2).

    Основополагающий вопрос: “Каково значение влажности?”

    Проблемные вопросы:

    1. Как влияет влажность воздуха на человека?

    2. Как учитывать влажность воздуха? (Слайд 3).

    Если есть какой-нибудь предмет, который представляет интерес для всех, то это, вероятно, погода. Погода не только является темой многих праздных разговоров, но она также часто определяет наше поведение. В зависимости от погоды мы решаем, поехать ли на пикник, пойти ли на каток, покататься ли на парусной лодке, пойти ли поплавать или пройтись на лыжах. По климату можно судить, какую одежду носят люди, что они едят и в каких жилищах живут. В зависимости от погоды каникулы могут быть очень приятными или неудачными. Погода действует на здоровье, самочувствие и благополучие всего населения. Климат – понятие не только географическое, но и физическое. Вспомним, что такое климат?

    Ученик: Климат – многолетний режим погоды, характерный для данной местности. Основными элементами климата являются: температура, осадки, испаряемость, увлажнение. Климат зависит от географического положения, солнечной радиации, движения воздушных масс, рельефа, близости морей, океанов, течения, а также от деятельности человека.

    Наблюдение за климатом ведут ученые на метеорологических станциях. Первая в мире автоматическая метеорологическая станция была построена в 1724 году русским ученым М.В. Ломоносовым, она регистрировала показания приборов без участия наблюдателя. О многообразии М.В.Ломоносова сказал А.С.Пушкин: “Соединяя необыкновенную силу воли с необыкновенной силой понятия, Ломоносов объял все отрасли просвещения; историк, химик, художник, стихотворец, механик; он все испытал и все проник...” По его проникновению и по целому ряду соображений нам следует знать о важнейшем показателе увлажнения, который связывает элементы климата.

    Климат включает все виды погоды, которые наблюдались в данном пункте за большой период времени. Климат остается достаточно постоянным из года в год, но погода может резко измениться за день и даже за несколько часов. А эти изменения вызывает влажность. Содержание влаги в атмосфере это важный фактор, определяющий погоду. Фактическое количество влаги, содержащееся в 1 м3 воздуха, называется абсолютной влажностью. Количество влаги зависит от температуры. Воздух, содержащий максимальное количество влаги, которое он может удержать, называется насыщенным. Относительная влажность характеризуется величинами:

    р о – давление насыщенного пара (Па)

    р. – парциальное давление (Па) – давление, которое производил бы водяной пар, если все остальные газы отсутствовали.

    U – влажность воздуха.

    Относительной влажностью воздуха называют отношение парциального давления р водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению р0насыщенного пара при той же температуре, выраженной в процентах (Слайд 4).

    Чем пользуются для измерения влажности воздуха? Основной прибор для измерения влажности воздуха это гигрометр (от “гигро” и “метр”), гигро – это зависящий от влаги. Существует несколько типов гигрометров, действие которых основано на различных принципах: (Слайд 5)

    1. Волосной гигрометр.
    2. Пленочный гигрометр.
    3. Психрометрический гигрометр .
    4. Конденсационный гигрометр.
    5. Электролитический гигрометр.
    6. Керамический гигрометр.

    1. Волосной гигрометр (Слайд 6):1 – волос; 2 – рамка; 3 – стрелка; 4 – шкала.

    Действие его основано на свойстве обезжиренного волоса изменять свою длину при измерении влажности воздуха. Волос (1) натянут на металлическую рамку (2). Изменение длины волоса передается стрелке (3), перемещающейся вдоль шкалы. Волосяной гигрометр позволяет измерять относительную влажность от 30 до 100%.

    2. Пленочный гигрометр (Слайд 7) : 1 – мембрана; 2 – стрелка; 3 – шкала.

    Пленочный гигрометр имеет чувствительный элемент из органичной пленки, которая растягивается при повышении влажности и сжимается при понижении. Изменение положения центра пленочной мембраны (1) передается стрелке (2). Пленочный гигрометр в зимнее время является основным прибором для измерения влажности воздуха.

    3. Психрометрический гигрометр (Слайд 8) : прибор состоит из двух термометров, размещенных на одной панели. Один термометр показывает температуру воздуха в классе, второй термометр – увлажненный. Найдя разность показаний термометров и используя психрометрическую таблицу можно определить влажность воздуха.

    4. Конденсационный гигрометр (Слайд 9): конденсационный гигрометр определяет точку росы по температуре охлаждаемого металлического предмета в момент появления на нем следов воды (или льда), конденсирующийся из окружающего воздуха. Можно взять полый шар, затем в него налить примерно до половины холодную воду, в которой плавают кусочки льда или снега. Через некоторое время шар с водой охладится. Его поверхность покроется росой, выпавшей из окружающего воздуха, станет матовой. Конденсационный гигрометр служит для измерения влажности воздуха.

    5. В электролитическом гигрометре пластинку из электроизоляционного материала (стекло, полистирол) покрывают гигроскопическим слоем электролита – хлористого лития со связующим материалом. При изменении влажности воздуха меняется концентрация электролита, его сопротивление.

    6. Действие керамического гигрометра основано на зависимости электрического сопротивления твердой и пористой керамической массы (смесь глины, кремния, окислов металла) от влажности воздуха.

    “Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением” – М.В.Ломоносов. Сейчас Вам предстоит провести физический эксперимент. Цель его – это определить условия, в которых мы в настоящее время и в данный момент находимся. Условия создаются температурой и влажностью воздуха. Вы должны научиться определять влажность воздуха. Экспериментальной площадкой будет кабинет физики. Влажность воздуха будете определять разными способами.

    Каждой группе предстоит защита своей работы. Делимся на группы и приступаем к работе (Приложение 1).

    Группа 1, 5 – измерение относительной влажности воздуха с помощью термометра.

    Группа 2 – измерение влажности воздуха по точке росы.

    Группа 3 – определение влажности с помощью пленочного гигрометра.

    Группа 4, 6 – определение влажности воздуха с помощью психрометрического гигрометра.

    Ответы учащихся по группам (на магнитную доску вешать показатели влажности каждой группы).

    I 55 % II 60 % III 45 % IV 50 %

    Давайте посмотрим таблицу “Оптимальные нормы микроклимата”: (Слайд 10)

    Период года Температура воздуха, °С Относительная влажность воздуха, % скорость движения воздуха, м/с
    Холодный 21 40–60 0,1
    Теплый 25 40–60 0,1

    Допустимые параметры: (Слайд 11)

    Температура, ° С Относительная влажность, %
    18 40
    22 35

    По результатам работы всех групп получилось, что микроклимат нашего помещения благоприятен для нормальной жизнедеятельности: относительная влажность в пределах нормы 40–60 %.

    В лицее было проведено анкетирование среди учащихся. Вопрос: Влияет ли повышенная или пониженная влажность на здоровье? Из результатов анкетирования следует, что необходимо поддерживать оптимальную влажность 40–60 % (Слайд 12).

    Хорошее самочувствие человека зависит от многих факторов, один из которых – необходимый уровень влажности и чистоты воздуха. Влажность и чистота воздуха в обычной квартире далеки от идеальных , и происходит это потому, что мы живем в больших городах, где воздух далек от природной чистоты, кроме того, отопление, бетонные стены поглощают последнюю влагу. Зимой влажность в квартире падает до 20–30 %, в то время, как естественная влажность воздуха составляет 55–60 %. Это приводит к дискомфорту, усталости, болезни.

    Сухой воздух препятствует попаданию кислорода в систему кровообращения. Симптомы недостаточного потребления кислорода – истощение, усталость, увеличивается восприимчивость к инфекции. Пересыхает слизистая оболочка органов дыхания, в результате чего увеличивается восприимчивость к инфекции и различным респираторным заболеваниям. Особенно страдают дети, если воздух в комнате слишком сухой, у ребенка пересыхает слизистая, закладывает нос, и он часто просыпается ночью. Сухой воздух и детские дыхательные пути – плохие соседи. Так же из-за недостаточной влажности воздуха могут возникнуть проблемы при грудном вскармливании – у ребенка пересыхает слизистая оболочка полости рта и, как следствие, боль при сосании. При температуре 25 градусов и влажности воздуха 20 % (а именно такая влажность зимой в комнате с центральным отоплением) ребенок только с дыханием на увлажнение вдыхаемого воздуха тратит около 30–50 мл жидкости в час (посчитайте, сколько за сутки). А ведь у малыша на счету каждый грамм (Слайд 13).

    Сухость кожи. Недостаток влаги в воздухе ускоряет испарение воды с кожи. Она становится сухой, грубой и начинает шелушиться. Становится старой и некрасивой. Кожа на 70 % состоит из воды. Процентов 12 из них помещается в роговом слое, толщиной лишь в сотую долю миллиметра. Он защищает нижележащие слои, в которых сохраняются основные резервы влаги. Поэтому поддержание влажности в помещении на уровне 50–60 % и регулярный уход увлажняющими препаратами поможет Вам продлить его долголетие и сохранить молодость Вашей кожи (Слайд 15).

    Сухой воздух противопоказан аллергетикам и астматикам. Для сухой кожи необходимы маски с увлажняющим эффектом. Пригодятся любые молочные продукты, фрукты, овощи. Необходимо пользоваться увлажняющим кремом и кислородосодержащими масками.

    Сухой воздух действует на мебель и паркет. Они постепенно теряют изначальный внешний вид. Начинают ссыхаться и со временем появляются трещины. При сухом воздухе происходит отслаивание краски от картины. Особенно опасен сухой воздух для музыкальных инструментов, которые рассыхаются, трескаются и выходят из строя (Слайд 16).

    От сухого воздуха портятся растения. У них начинают сохнуть кончики листьев, растения теряют декоративность или даже постепенно погибают. Бесполезно усиленно поливать такие растения, это даже вредно. В природе корни не являются основным источником влаги для этих растений, корни просто неспособны напитать влагой растение. И растение будет постепенно умирать даже при правильном и своевременном поливе.-

    Тело насекомых покрыто пушком, различными волосками, которые чрезвычайно чувствительны к изменению влажности в атмосфере и способны конденсировать влагу на своей поверхности. Все погодные изменения обычно начинаются в верхних слоях атмосферы, а накопления влаги на поверхности тела мелких насекомых затрудняет их полет, заставляет опускаться все ниже, где воздух еще сухой. Другая версия: у насекомых от влаги тяжелеют крылья. Вслед за ними опускаются насекомоядные птицы – ласточки, стрижи. Если ласточки и стрижи летают высоко, то будет сухая солнечная погода, низко – будет дождь, – такова народная примета. Лягушки и рыбы также непрочь полакомиться насекомыми , которые появляются над водой, лягушки прыгают на берегу и днем квакают, а рыбы выскакивают из воды, хватая зазевавшихся мошек, – быть дождю! Пчелы строго следят за влажностью воздуха в ульях, поддерживая ее в пределах 65–88 %. В сухую летнюю погоду они помещают вокруг ячеек с расплодом свежепринесенный жидкий нектар (50 % воды), из которого легко испаряется вода, причем ячейки с нектаром заполняются лишь на 25–30 %, что увеличивает площадь испарений. В сильную жару пчелы приносят в улей воду.

    Интервью офтальмолога: “Неблагоприятное воздействие сухого воздуха на глаза испытывают 12 % больных, обращающихся к врачу в возрасте до 40 лет и свыше, 60 % пациентов старше 50 лет. Сухой воздух вызывает раздражения у тех, кто носит контактные линзы (Слайд 14).

    Для поддержания оптимальной влажности воздуха необходимо применять увлажнители воздуха.

    Основные типы увлажнителей. (Слайд 17)

    1. Традиционные. Они забирают сухой воздух, прогоняют его через синтетические диски или увлажненные фильтры и возвращают его в комнату увлажненным и очищенным. Автоматически обеспечивают комфортный уровень влажности и не требуют дополнительных приборов контроля.

    2. Ультразвуковые. Они наиболее эффективные из существующих увлажнителей воздуха. Пар в них создается за счет колебаний высокой частоты при помощи ультразвуковой мембраны.

    Показатели влажности воздуха:

    а) библиотека 50–60%.
    б) музей 50–60%.
    в) аптека 50%.
    г) компьютерный класс 45–60%.
    д) музыкальная школа 50%.
    е) столовая лицея 60%.

    Влажность воздуха имеет первостепенное значение для хранения пищевых продуктов. Слишком влажный воздух способствует порче товара – плесневению, загниванию, слишком сухой-высыханию продукта. Величина относительной влажности воздуха при хранении продуктов (стенд):

    I. Свежие плоды 75–85 %
    П.Свежие овощи 85–90%
    III. Рыба 95–98 %
    IV. Мясо, мясные продукты 75–95 %
    V. Молоко, молочные продукты 80–87 %
    VI. Яйца, яйцепродукты 60–88 %
    VII. Крахмал, сахар, кондитерские изделия 70–75 %
    VIII. Вкусовые продукты 70–75%

    Полезная информация о пище.

    Тем, кто работает головой...

    Клеткам серого вещества мозга необходимо большое количество энергии. Хотя масса человеческого мозга составляет 2–3 % от массы тела, мозг ежедневно забирает 20 % всей энергии, получаемой из пищи. Таким образом, то, что мы едим, решающим образом сказывается на работоспособности нашего мозга. Какие продукты стимулируют те или иные виды умственной деятельности?

    Физическая реклама продуктов:

    1. Помогают сконцентрировать внимание – лук, орехи.

    2. Учащимся рекомендуется – капуста, лимон.

    3. Улучшают память – морковь, ананасы, черника.

    4. Если нервы расшатались – трава пустырника, корень валерианы, корень солодки.

    Подводя итог урока, мы с Вами убедились, что учет влажности воздуха необходим в любой сфере человеческой деятельности. Избыток и недостаток влаги пагубно влияет на здоровье человека, предметы быта, материальные и культурные ценности. Для регулирования оптимальной влажности необходимо использовать специальные приборы – психрометры, гигрометры, увлажнители различных типов.

    Оценки “5” получили все, кто был участником урока.

    Домашнее задание:

    1. Подготовить рассказ по буклету (Приложение 2, Приложени 3)

    2. Определить влажность воздуха в своей квартире.

    3. Ответить на вопрос: Как радуга связана с влажностью?

    (Капля воды – кристалл льда – стеклянная призма – разложение белого света в спектр – радуга.)

    “Мы знаем крайне мало, но тем не менее, нельзя не удивляться тому, как много мы знаем, но еще более удивительно то, как скудные знания могут нас сделать могущественными” (Б.Рессел).

    Овладевайте знаниями по физике!

    Рефлексия: (отметить галочкой или подчеркнуть)

    1. Понравился ли Вам урок?
    а) было легко и интересно,
    б) было трудно, но интересно,
    в) было трудно и интересно.

    2. Как Вы себя чувствовали?
    а) хорошо,
    б) плохо.

    3. Нужно ли проводить такие уроки?
    а) да,
    б) нет.

    Спасибо за внимание!

    Влажность воздуха в физике - формулы и определение с примерами

    Содержание:

    Влажность воздуха:

    В ежедневных сводках погоды наряду со значениями температуры воздуха и атмосферного давления, как правило, называют значение относительной влажности воздуха. Почему влажность воздуха влияет на жизнедеятельность человека?

    Влажность воздуха

    Воздух, содержащий водяной пар, называют влажным воздухом. Основными количественными характеристиками такого воздуха являются его абсолютная и относительная влажности.

    Абсолютная влажность

    Обычно абсолютную влажность выражают в граммах на кубический метр 

    Поскольку атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов (азот, кислород, углекислый газ и др.) и водяного пара, то атмосферное давление определяется суммой парциальных давлений компонентов сухого воздуха и водяного пара. Используя уравнение Клапейрона—Менделеева, плотность пара можно определить через его парциальное давление

    где — молярная масса воды; Т — температура воздуха.

    Зная только плотность пара, нельзя судить о степени влажности воздуха. Ведь при одном и том же значении плотности пар может быть как близок к насыщению, так и далёк от него. Оказывается, чем ниже температура, тем ближе пар к насыщению. А ведь именно от этого зависит интенсивность испарения воды п потеря влаги живыми организмами. Вот почему вводят вторую характеристику влажности воздуха — относительную влажность, которая показывает, насколько водяной пар при данной температуре далёк от насыщения.

    Относительная влажность  воздуха — физическая величина, равная отношению абсолютной влажности к плотности насыщенного водяного пара при данной температуре.

    Обычно относительную влажность выражают в процентах:

    Чем ниже относительная влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется вода. При относительной влажности воздуха водяной пар становится насыщенным и оказывается в динамическом равновесии со своей жидкостью. В этом случае процессы испарения и конденсации идут с одинаковой скоростью.

    Поскольку плотность пара и его парциальное давление связаны соотношением (10.1), то относительную влажность можно определить как отношение парциального давления водяного пара, находящегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного пара при той же температуре:

    Таким образом, относительная влажность зависит не только от абсолютной влажности, но и от температуры воздуха.

    Значения давления и плотности насыщенного водяного пара при различных температурах приведены в таблице 1.

    Таблица 1 - Давление и плотность насыщенного водяного пара

    Когда парциальное давление водяного пара в воздухе равно давлению насыщенного пара при той же температуре, говорят, что воздух насыщен водяными парами. Если же плотность водяного пара превышает плотность насыщенного пара, то пар в воздухе считают пересыщенным. Такое состояние является неустойчивым и заканчивается конденсацией.

    Давление насыщенного пара уменьшается при понижении температуры (см. табл. 1). Из формулы (10.3) следует, что при одном и том же давлении водяного пара относительная влажность тем выше, чем ниже температура, и при некотором её значении может стать равной 100 %.

    Температуру, при которой водяной пар в результате изобарного охлаждения становится насыщенным, называют точкой росы.

    При понижении температуры ниже точки росы происходит конденсация водяного пара. Например, днём температура воздуха была а плотность водяного пара Ночью температура понизилась до При этой температуре плотность насыщенного водяного пара Значит, избыток пара сконденсировался и выпал в виде росы. Этот процесс является причиной образования тумана (в воздухе всегда есть пылинки, которые являются центрами конденсации), облаков и дождя. В технике конденсация обычно осуществляется на охлаждаемых поверхностях.

    Если относительная влажность меньше 100 %, то точка росы всегда ниже температуры воздуха и тем ниже, чем меньше относительная влажность.

    Приборы для измерения влажности

    Относительную влажность воздуха обычно измеряют психрометром, состоящим из двух термометров — сухого и влажного (рис. 61). Сухой термометр показывает температуру воздуха.

    Резервуар влажного термометра обёрнут тканью, смачиваемой водой. Вода с ткани испаряется, охлаждая при этом термометр. Чем меньше относительная влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется вода и тем сильнее охлаждается влажный термометр. И наоборот — при большой относительной влажности воздуха влажный термометр охлаждается незначительно.

    При 100 %-ной относительной влажности вода и её пар находятся в динамическом равновесии и показания обоих термометров совпадают.

    Зная показания сухого и влажного термометров, относительную влажность воздуха определяют, используя специальную таблицу, называемую психрометрической (табл. 2).

    Таблица 2 — Психрометрическая таблица

    Живые организмы и растения весьма восприимчивы к относительной влажности воздуха. При температуре 20—25 °С наиболее благоприятная для человека относительная влажность составляет 40—60 %.

    При высокой влажности, особенно в жаркий день, испарение влаги с поверхности кожи затрудняется, что приводит к нарушению важнейших биологических механизмов регулирования температуры тела.

    При низкой влажности происходит интенсивное испарение с поверхности тела и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, лёгких, что приводит к ухудшению самочувствия. При низкой влажности в воздухе дольше сохраняются патогенные микроорганизмы, что также небезопасно для человека. В случае низкой влажности воздуха интенсивность испарения с листьев увеличивается, и при малом запасе влаги в почве они быстро вянут и засыхают.

    Влажность воздуха необходимо учитывать и в различных технологических процессах, таких, например, как сушка и хранение готовых изделий. Стальные изделия при высокой влажности быстро ржавеют. Сохранение произведений искусства и книг также требует поддержания влажности воздуха на необходимом уровне. Большое значение имеет влажность в метеорологии для предсказания погоды. Если воздух у поверхности Земли охлаждается ниже точки росы, то могут образовываться туман, роса или иней.

    Пример решения задачи

    Температура воздуха в комнате а его относительная влажность  На улице температура и относительная влажность воздуха соответственно. Каким будет направление движения водяных паров, если открыть форточку: с улицы в комнату пли из комнаты на улицу?

    Решение. При температуре воздуха давление насыщенных паров а при температуре (см. таблицу 1 § 10). Тогда давление водяного пара в комнате

    а на улице

    следовательно, пар выходит из комнаты на улицу.

    Ответ: пар выходит из комнаты на улицу.

    Пример №2

    Вечером при температуре относительная влажность воздуха Выпадет ли роса, если ночью температура понизится до

    Решение. Для того чтобы узнать, выпадет ли роса при понижении температуры воздуха до необходимо сравнить плотность (давление) насыщенного пара при этой температуре с плотностью (парциальным давлением) пара при температуре

    При температуре плотность насыщенного водяного пара

    (см. таблицу 1 $10). Плотность водяного пара, содержащегося в воздухе при температуре можно определить, воспользовавшись формулой

    где (см. таблицу 1 §10):

    Поскольку то имеющегося в воздухе количества водяного пара недостаточно для насыщения, роса не выпадет.

    Ответ: роса не выпадет.

    Влажность воздуха и точка росы

    Влажный воздух — это воздух, в составе которого имеется водяной пар. Основными количественными характеристиками такого воздуха являются абсолютная и относительная влажность.

    Абсолютная влажность - это физическая величина, равная плотности водяного пара в воздухе в данных условиях.

    Абсолютную влажность (плотность водяного пара в воздухе) можно выразить через парциальное давление водяного пара на основании уравнения Менделеева-Клапейрона:

    Где — плотность водяного пара в воздухе - абсолютная влажность,  - молярная масса воды,  — температура воздуха,  — парциальное давление пара,  — универсальная газовая постоянная. Обычно абсолютная влажность измеряется в 

    Однако невозможно определить, в каком состоянии находится пар, насколько он отличается от насыщенного состояния, зная только плотность и парциальное давление водяного пара при данных условиях. Поэтому была введена вторая характеристика степени увлажнения воздуха - относительная влажность.

    Относительная влажность — это физическая величина, равная отношению абсолютной влажности воздуха при данной температуре к плотности насыщенного водяного пара при той же температуре. Относительная влажность выражается в процентах:

    Где — плотность насыщенного водяного пара в воздухе,  — относительная влажность воздуха.

    Ссылаясь на связь плотности водяного пара в воздухе с его парциальным давлением, из равенства (6.33) относительную влажность можно выразить через давление:

    Относительная влажность равна отношению парциального давления водяного пара в воздухе при данной температуре к давлению насыщенного водяного пара при той же температуре:

    Таким образом, относительная влажность определяется не только абсолютной влажностью, но и температурой воздуха. Относительная влажность воздуха измеряется с помощью психрометра и гигрометра.

    Если парциальное давление водяного пара в воздухе при данной температуре будет равно давлению насыщенного пара при той же температуре, то состояние водяного пара в воздухе будет насыщенным. Если плотность водяного пара в воздухе при данной температуре больше плотности насыщенного водяного пара при той же температуре, то в этом случае говорят, что водяной пар в воздухе находится в перенасыщенном состоянии. Такое состояние приводит к конденсации пара.

    Температура, при которой в результате изобарного охлаждения водяной пар в воздухе превращается в насыщенный, называется точкой росы. При падении температуры воздуха ниже точки росы происходит конденсация водяного пара. Например, предположим, что температура воздуха днем а плотность водяного пара в воздухе составляет Ночью же температура воздуха плотность насыщенного водяного пара при этой же температуре  Значит, излишки пара конденсируются, то есть выпадает роса. Этот процесс является причиной возникновения тумана, облаков и дождей.

    Определение влажности воздуха

    Известно, что человек примерно на 70 % состоит из воды, при этом не все догадываются, что в жизни человека значительную роль играет уровень влажности атмосферы. однако мы интуитивно чувствуем, что обычно влажный воздух полезен для здоровья, поэтому стремимся отдыхать на берегу моря, реки, озера. Выясним, от каких факторов зависит влажность воздуха и как ее можно изменить.

    Что такое влажность воздуха

    Воздух всегда содержит некоторое количество водяного пара. Содержание водяного пара в воздухе характеризуется абсолютной и относительной влажностью. Абсолютная влажность — физическая величина, которая характеризует содержание водяного пара в воздухе и численно равна массе водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха:

    Единица абсолютной влажности в СИ — килограмм на метр кубический:

    Обычно абсолютную влажность приводят в г/м3. В экваториальных широтах она может достигать 30 г/м3, к полюсам Земли снижается до 0,1 г/м3.

    Таблица 1

    Давление и плотность насыщенного водяного пара

    0 0,61 4,8
    2 0,71 5,6
    4 0,81 6,4
    6 0,93 7,3
    8 1,07 8,3
    10 1,23 9,4
    12 1,40 10,7
    14 1,60 12,1
    16 1,81 13,6
    18 2,07 15,4
    20 2,33 17,3
    22 2,64 19,4
    24 2,99 21,8
    26 3,36 24,4
    28 3,79 27,2
    30 4,24 30,3 30,3

    Относительная влажность ϕ — физическая величина, которая показывает, насколько водяной пар близок к насыщению, и равна выраженному в процентах отношению абсолютной влажности к плотности насыщенного водяного пара при данной температуре:

    Плотность насыщенного водяного пара () при данной температуре — величина постоянная, поэтому ее заносят в таблицы (табл. 1) или представляют в виде графиков (рис. 32.1). Обратите внимание на два момента.

    1. По температуре и относительной влажности легко определить абсолютную влажность и массу водяного пара в воздухе: Например, измерения показали, что в комнате объемом 180 м3 при температуре 22 °С = 50 %. В табл. 1 находим: (22 °C) , =19 4 г/м3. Тогда:
    2. Плотность водяного пара прямо пропорциональна его парциальному давлению и концентрации молекул пара , поэтому относительную влажность воздуха можно найти из соотношений:
    Точка росы

    Анализ графика на рис. 32.1, а показывает, что относительную влажность можно увеличить, увеличив абсолютную влажность, то есть увеличив массу водяного пара в воздухе. Если на кухне долго кипятить воду, то относительная влажность может достигнуть 100 % (точка С графика), а кафель покроется влагой. Относительная влажность также увеличится, если уменьшить температуру воздуха (рис. 32.1, б). При температуре (в точке В) пар становится насыщенным (относительная влажность достигает 100 %). В дальнейшем даже незначительное уменьшение температуры приведет к тому, что избыточный водяной пар будет конденсироваться и выпадать в виде росы или тумана. Так под утро, когда температура воздуха резко уменьшается, на траве выпадает роса, а над поверхностью водоемов появляется туман.

    Температуру, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным, называют точкой росы .

    Рис. 32.1. Графики зависимости — плотности насыщенного водяного пара от температуры; — абсолютная влажность

    Зная точку росы, можно определить абсолютную и относительную влажности. Например, температура в комнате 24 °С, а стенки сосуда с водой покрываются влагой при температуре воды 16 °С, то есть при этой температуре пар становится насыщенным (t=). Это означает, что (см. табл. 1). Поскольку .

    Как измерить влажность воздуха

    Приборы для прямого измерения влажности воздуха называют гигрометрами. Наиболее часто употребляемые виды гигрометров — волосяной (волосной) и психрометрический. Принцип действия волосяного гигрометра (рис. 32.2) базируется на свойстве обезжиренного волоса увеличивать свою длину с увеличением влажности воздуха. Зимой волосяной гигрометр является основным прибором для измерения влажности воздуха вне помещений. Чаще всего используют гигрометр психрометрический — психрометр.

    Его действие основано на двух фактах: 1) скорость испарения жидкости тем выше, чем ниже относительная влажность воздуха; 2) жидкость при испарении охлаждается. Психрометр состоит из двух термометров — сухого измеряющего температуру окружающей среды, и влажного — его колба обернута тканью, конец которой опущен в сосуд с водой (рис. 32.3). Вода из ткани испаряется, и влажный термометр показывает более низкую температуру, чем сухой. Чем ниже относительная влажность, тем быстрее испаряется жидкость и тем больше разница показаний сухого и влажного термометров. Относительную влажность определяют с помощью психрометрической таблицы (табл. 2). Например, сухой термометр показывает 15 °С, а влажный 10 °С; разность температур ∆ =t 5 C° . Из табл. 2 видим, что ϕ = 52 %.

    Таблица 2

    Психрометрическая таблица

    Почему нужно следить за влажностью воздуха

    Человек чувствует себя хорошо при относительной влажности 50– 65 %. Для его здоровья вредны как чрезмерно сухой, так и очень влажный воздух. Избыточная влажность способствует размножению различных болезнетворных грибков. В сухом воздухе человек быстро утомляется, у него першит в горле, пересыхают губы, становится сухой кожа и т. п.

    Если воздух слишком сухой, то пыль, не связанная влагой, летает по всему помещению, и это особенно опасно для людей, страдающих аллергией. Недостаточная влажность приводит к гибели чувствительных к уровню влажности домашних растений; трещины на предметах из дерева, расстроенные музыкальные инструменты — тоже результат недостаточной влажности воздуха. Влажность воздуха важно учитывать в ткацком, кондитерском и других производствах; при хранении книг и картин; в лечении многих болезней и т. д.

    Выводы:

    Физические величины, характеризующие влажность воздуха

    Абсолютная влажность — плотность водяного пара, содержащегося в воздухе:

    Относительная влажность равна выраженному в процентах отношению абсолютной влажности к плотности насыщенного водяного пара при данной температуре:

    • Приборы для измерения влажности называют гигрометрами.
    • Температуру, при которой относительная влажность воздуха достигает 100 %, то есть водяной пар в воздухе становится насыщенным, называют точкой росы.

    Газам — труба: физики придумали, как избавиться от выбросов в воздухе | Статьи

    Ученые Института общей физики РАН нашли решение проблемы загазованности городов. Они предлагают использовать открытый ими новый вид микроволнового разряда для уничтожения автомобильных выхлопов и промышленных выбросов. Устройство, которое можно установить на заводской трубе, будет мгновенно нагревать ядовитые газы до нескольких тысяч градусов, и это разрушит опасные вещества. Также выхлопы можно уничтожать и прямо в атмосфере. В качестве эксперимента сотрудники ИОФ РАН успешно очистили воздух, взятый в час пик в Лефортовском автомобильном тоннеле в Москве. После обработки содержание вредных веществ в пробе сократилось в 2–6 раз.

    Новый вид

    В основу будущей системы очистки воздуха ляжет новый вид газового разряда, открытый учеными Института общей физики РАН и получивший название самоподдерживающегося несамостоятельного разряда (СНС).

    — Мы открыли новый вид разряда, который производится тем же самым микроволновым излучением, но его физика отличается от физики известных газоразрядных процессов, — пояснил заведующий лабораторией газокинетических явлений в СВЧ-разряде ИОФ РАН Игорь Коссый.

    По классическим физическим теориям микроволновые газовые разряды могут быть двух категорий: самостоятельные, протекающие без внешнего ионизирующего воздействия, и несамостоятельные, подпитывающиеся дополнительным к микроволнам ионизатором. Новый вид разряда ломает эти представления, это неизвестная ранее форма.

    СНС-разряд — это последовательность переходов от самоподдерживающегося к несамостоятельному разряду. Он возникает под воздействием микроволн, генерируемых гиротроном — электровакуумным СВЧ-генератором. Появляясь в объеме газа, который существенно меньше объема микроволнового пучка, разряд распространяется «нитями» вдоль оси пучка, мгновенно нагревая газ до температуры в несколько тысяч градусов Цельсия. Потом он быстро охлаждается до исходной температуры. При этом экологически вредные примеси разрушаются. При необходимости СНС-разряду можно придавать необходимые размер и форму.

    Тоннельный эксперимент

    Доказать эффективность СНС-разряда для уничтожения вредных примесей ученые ИОФ РАН решили на пробах, взятых в Лефортовском тоннеле в Москве. Это одно из самых загруженных направлений города, где проезжает до 8 тыс. автомобилей в час.

    В газовой смеси физики обнаружили 13 химических элементов. Концентрация четырех из них — ацетальдегида, этилбензола, трихлорметана и стирола — превышала допустимые нормы. Химический коктейль закачали в специальную камеру, где воздействовали на него 15 микроволновыми импульсами, которые спровоцировали СНС-разряд. В результате содержание этих веществ в пробе воздуха уменьшилось в 2–6 раз. Экспериментаторы уверены, что благодаря увеличению числа газовых разрядов можно добиться еще более значительного снижения концентрации вредных веществ.

    У новой технологии уничтожения вредных выбросов есть значительные преимущества перед существующими. Самое важное из них — универсальность. СНС-разряд может сжигать любые виды вредных веществ, а сегодняшние методы применяются только к отдельным типам загрязнителей. Кроме того, предложенный способ очистки позволяет сэкономить на электроэнергии. По подсчетам разработчиков, для очистки 1 куб. м воздуха понадобится всего 0,005 кВт/ч.

    Эффективная очистка

    Идея использования СНС-разряда для очистки воздуха заслуживает внимания, считает старший научный сотрудник лаборатории импульсно-пучковых, электроразрядных и плазменных технологий Томского политехнического университета Роман Сазонов.

    — У такого разряда есть ряд преимуществ, например высокая концентрация электронов в плазменных каналах и быстрый нагрев газовой среды до температуры порядка 3–7 тыс. К (2,7–6,7 тыс. градусов Цельсия. — «Известия»), — объяснил эксперт.

    По его словам, такие условия обеспечивают эффективную очистку от органических соединений, что и продемонстрировали физики ИОФ РАН, очистив образцы воздуха из Лефортовского автотоннеля.

    Предложенный метод очистки воздуха — эффективный способ применения мощных гиротронов, которые разрабатываются в последние годы и могут работать с высоким КПД, отметил заведующий кафедрой радиоэлектроники Томского национального исследовательского государственного университета профессор Григорий Дунаевский.

    Животные страхи

    По мнению эксперта, использование микроволнового излучения для очистки воздуха перспективно. Но специалист также обратил внимание, что ученые намерены применять для инициации СНС- разряда излучение миллиметрового диапазона частот не только в камере, но и в открытом пространстве, что пока преждевременно.

    — Дело в том, что используемая длина волны — 4 мм. Это крайне высокочастотный (КВЧ) диапазон, воздействие колебаний которого на живые организмы может быть существенным даже при очень малых мощностях. Это пока исследуется, — заметил Григорий Дунаевский.

    Недостаточную изученность воздействия СНС-разряда на живые организмы отметил и профессор кафедры прикладной экологии РУДН Александр Хаустов.

    — Какой эффект будет от таких воздействий на живые организмы? Никто не сует голову во включенную микроволновку. Считаю, что преждевременно говорить о высокой эффективности метода без проведения экологической экспертизы и экспериментов с живыми организмами, — сказал эксперт.

    Сложности с внедрением технологии видит и доцент кафедры прикладной экологии РУДН Татьяна Ледащева, хотя и считает ее перспективной для очистки промышленных выбросов.

    — Применение новой технологии могло бы способствовать решению проблемы вредных выбросов. Однако надо считать и экономическую оправданность, и сложность установки такого оборудования в дополнение к уже существующему, — сказала она «Известиям».

    Применение СНС-разряда для очистки выбросов в атмосферу положительно отразится на состоянии окружающей среды, уверен координатор программы экологизации промышленности Центра охраны дикой природы Игорь Шкрадюк. Чтобы добиться повсеместного использования новой технологии, предстоит решить ряд практических сложностей — таких как нехватка гиротронов и их высокая стоимость.

    — У нас есть масса производств, которые выбрасывают большое количество вредных веществ. Это птицефабрики, свинофермы, мясокомбинаты, нефтеперерабатывающие заводы. В таком случае начать стоит с применения СНС-разряда для очистки концентрированных выбросов этих предприятий, — считает Игорь Шкрадюк.

    По словам эксперта, плазменная очистка воздуха способна принести пользу для экологии в масштабах всей планеты. Поэтому в будущем установка подобных систем на вредных производствах должна стать обязательной, считает он.

    Моя физика

    Моя физика

    ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ОРГАНИЗМ В ЧИСЛАХ


    Емкость легких: (средняя, ​​женщины) 3,2 дм 3
    (средний, мужчины) 4,0 дм 3
    (спортсмены) 7 дм 3
    Типичная мощность апноэ 45 с
    Запись апноэ 13 мин 45 сек
    Нормальное дыхание 0,5 дм 3
    Очень глубокое дыхание спортсмена 5 дм 3
    Избыточное давление выдоха 15000 Па
    Вентиляция легких (дм3/мин): типовая 5
    макс.(у спортсмена) 150
    Количество легочных фолликулов 300 миллионов
    Область легких 70 м 2

    РАЗМЕРЫ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ГАЗОВ


    90 100 ГАЗ 90 100 ГСТО (в кг/м3) 90 101
    Сухой воздух
    0 р С 1,29
    10 р С 1,25
    20 р С 1,21
    30 р С 1,16
    Вода 0,09
    Гелий 0,178
    90 110 Азот 90 111 1,25
    90 110 Кислород 90 111 1,43

    * Эти значения даны для давления, равного атмосферное давление на уровне моря и до температуры 0 o С (если не указано иное иначе ) .

    Плотность воздуха имеет важное значение для воздушного транспорта. Она прямо пропорциональна его давлению и, следовательно, обратно пропорциональна его температуре. В районах с жарким климатом и на высоких взлетно-посадочных полосах плотность воздуха явно ниже. В этом случае самолетам требуются длинные взлетно-посадочные полосы или они не могут быть полностью загружены.

    Атмосферное давление создается потоком воздуха. Мы настолько привыкли к невидимому воздуху, что иногда забываем, что он имеет большой вес.Причина отсутствия чувства веса воздуха в том, что давление в наших телах такое же хорошее, как и давление окружающего нас воздуха. На уровне моря кубический метр воздуха весит около 1,25 кг. Например, воздух в детской комнате размером 3м х 3м х 2,5м весит столько же, сколько ребенок 7-8 лет! (Объем комнаты 22,5 м 3 . Каждый кубический метр весит примерно 1,21 кг. Таким образом, масса воздуха составляет примерно 27 кг).

    Плотность воздуха уменьшается с высотой.Например, на высоте 10 километров кубический метр воздуха весит 0,4 килограмма. Чтобы компенсировать разницу, воздух в самолетах наполняется искусственно.

    В Jumbo Jet 747
    этот дополнительный объем воздуха
    составляет почти 1000 кг.

    Корпус первого в мире суперкорда «КОНКОРД» во время полета за счет трения окружающего воздуха нагревается до температуры около 1000°С, что делает его почти на 0,5 м длиннее, чем на земле.

    Мечты о полетах почти так же стары, как история человечества. Возможность их выполнения стала реальной с изобретением воздушного шара. Пионерами в этой области были братья Жозеф и Жак Монгольфье, производители бумаги в маленьком городке недалеко от Лиона, Франция, которые с 1782 года экспериментировали с бумажными мешками все большего размера, которые поднимались до потолка и заполнялись горячим воздухом. В 1783 году из фольги и бумаги они сделали большой воздушный шар диаметром более 10 метров, который назвали «Ad Astra» (что означает «К звездам»).Он использовал 1800 пуговиц, чтобы соединить его с бумагой. 5 июня 1783 года братья Монгольфье зажгли большой костер на своей городской площади и надули в воздух воздушный шар. Этот день считается днем ​​рождения авиации. Воздушный шар поднимется в воздух, если его общий вес (включая содержащийся в нем воздух) меньше веса вытесненного воздуха. Перед взлетом шара воздух, содержащийся в нем, нагревается газовыми горелками до температуры более 100°С.Горячий воздух внутри шара разбавляется и большая его часть выталкивается наружу. Уменьшение количества воздуха, содержащегося в воздушном шаре, делает его легче, поэтому плавучесть становится достаточно высокой, чтобы воздушный шар начал подниматься.

    Земля иногда нагревается солнцем теплее, чем воздух над ней. Воздух, нагретый Землей он поднимается до конца 90 100 секционный тепловой ток . Птицы работать в конвективном токе воздух, может подняться выше, не хлопая крыльями.Используйте тот же способ, чтобы тепловые токи пилотов лук и дельтаплан для увеличения высокий полет.

    Конвекционные потоки над поверхностью Земли могут вызывать ветры. В теплый солнечный день земля прогревается быстрее, чем море. Теплый воздух с суши поднимается вверх, а на его место поднимается прохладный воздух с моря. Потом ветер дует с моря. Земля прогревается быстрее, но и остывает быстрее, чем море.Ночью море теплее суши. Теплый воздух с моря поднимается вверх, а на его место поступает более прохладный воздух с суши. Тогда ветер дует с земли.

    В метеорологии места с самым высоким атмосферным давлением называются точками булей , а места с самым низким давлением называются точками барометрического давления . В низменных участках движение воздуха происходит снизу к дичи, а на его место приходят массы воздуха с вышележащих участков.Это строго связано с явлением образования облаков и атмосферных осадков в районах, охваченных барометром. Французский физик Жан де Барда (читай: де Барда) показал, что скорость ветра тесно связана с разницей атмосферного давления.

    Вблизи Земли высота 1 м соответствует перепаду давления 0,13 гПа (т. е. 0,1 мм рт. ст.).

    При полете на самолете явление изменения атмосферного давления с увеличением высоты может вызвать ощущение заложенности ушей.Аналогичное явление можно наблюдать при движении на скоростном лифте. Зевнув или проглотив веревку, вы можете уравнять давление внутри ушей с давлением снаружи и не дать этому ощущению уйти. Величина атмосферного давления влияет на температуру кипения воды. Чем выше - например в Альпах, Хима-Лайя - тем ниже температура кипения воды. Мясо или фасоль там трудно сварить до готовности. Зависимость температуры кипения воды от давления над поверхностью воды используется в скороварках, т.е. плотно закрытых кастрюлях.Во время приготовления происходит высокое давление воздуха и давление пара. Под повышенным давлением вода закипает при температуре выше 100 на С, и пища готовится быстрее.

    90 100 Влияние повышенного кровяного давления на человека:

    90 100 1. Биохимическая активность
    Вдыхание газа под повышенным давлением может вызвать токсические эффекты в организме из-за химических свойств этих газов.Кислородное отравление – токсическое действие кислорода выявляется на глубине более 10 м. Объем этого газа в этих условиях почти в 10 раз больше, чем при нормальных условиях дыхания, а двукратное увеличение его при длительном введении вредно. Симптомы кислородного отравления включают паралич дыхательных путей и легочной ткани, шум в ушах и дряблость мышц, симптомы одышки, линотоксикоза и судороги, снижение остроты зрения и нарушение способности различать цвета.

    Отравление азотом - Азот составляет 79% состава воздуха и оказывает давление, равное 0,8 атмосферного давления.Повышение артериального давления вызывает проникновение азота в кровь, где насыщение происходит быстро, при этом самое медленное насыщение имеет жировая ткань, плохо снабжаемая кровью и задерживающая в 5 раз больше азота, чем вода. Возрастающее давление азота, насыщающего нервную ткань при все большем парциальном давлении, вызывает зрительные и сухие галлюцинации, эйфорию при снижении умственных и физических способностей.

    Отравление СО 2 - повышение парциального давления СО 2 и нарушение его транспорта через кровь вследствие его оксигенации вызывает повышение концентрации СО 2 в тканях.Содержание СО 2 в чистом воздухе 0,03-0,04%. Превышение содержания 2% СО 2 в воздухе вызывает головную боль, симптомы общей усталости, затруднение дыхания, головокружение, тошноту, психические расстройства.

    Декомпрессия (кессонная болезнь) Причиной декомпрессионной болезни является выделение газа в виде пузырьков после быстрого снижения давления (от повышенного до атмосферного - например, при внезапном всплытии водолаза).Это может быть причиной некроза кости (вызванного закупоркой питательных сосудов при декомпрессии), нарушения чувствительности, паралича и даже ранней потери сознания.

    90 100 2. Механическое воздействие избыточного давления
    Резкое повышение давления является причиной травмы ушей и придаточных пазух носа. Травма артерий обусловлена ​​нарушением герметичности связи газовых пространств (евстахиевой трубы, трахеи) с окружающей средой.

    Гипербарическая терапия - Основы гипербарической терапии были основаны на предположении об уменьшении пузырьков воздуха или воздушной эмболии под влиянием повышения артериального давления и восстановлении системы кровообращения в ишемизированных тканях.Данная терапия применялась при лечении эмболий, возникающих при экстракорпоральных хирургических вмешательствах, гемодиализе, нейрохирургических операциях и др. Данную терапию применяют в таких случаях, как декомпрессионная болезнь, газовая гангрена, поражение тканей лучевой терапией, газовая эмболия и восстановление кисты, отравление угарным газом. 2 и хронический остеоартрит.

    90 100 Воздействие депрессивного давления на человека:

    По мере увеличения высоты увеличивается процентное содержание водяного пара по сравнению с другими компонентами воздуха.

    90 100 90 110 1. Биохимическое действие (гипоксия)
    Термин «гипоксия» - гипоксия используется для обозначения гипоксии высокого давления, которая возникает при снижении атмосферного давления по мере набора высоты, и, несмотря на постоянное содержание кислорода в воздухе, соответственно снижается его парциальное давление. Количество кислорода, связанного с гемоглобином и доставленного к тканям из крови, затем уменьшается. Гипоксия вызывает в организме множество изменений, в основном адаптивного характера, за счет различных нервных реакций.В зависимости от скорости движения человека различные болезненные состояния могут развиваться на значительную высоту.

    Тип и спектр симптомов, сопровождающих воздействие высотной гипоксии, зависят, в частности, от таких факторов, как высота над уровнем моря, скорость достижения высоты, продолжительность пребывания на высоте, температура окружающей среды, физическая активность, индивидуальные особенности, физические возможности и, наконец, предшествующая акклиматизация.

    Классификация болезней, вызванных воздействием при гипоксии высокого давления.

    90 290 90 100 Вид болезни 90 101 Симптомы, обстоятельства возникновения Острая гипоксия Ограничение умственной работоспособности, возбуждение - после внезапного подъема на высоту свыше 5500 м; в авиации в аварийных ситуациях и в авиаспорте Острая горная болезнь Головные боли, тошнота, рвота, нарушения сна, одышка; выше 2500 м Острый высокий отек легких Одышка, кашель, слабость, головная боль, ступор, редко смерть; свыше 3000 м; необходим быстрый спуск в д и лечение Острый высокий отек головного мозга Сильные головные боли, галлюцинации, слабость, расстройство спаривания, ступор, смерть; свыше 3000-3600м; это редкость; требуется быстрая эвакуация в d и лечение Подострая и хроническая греческая болезнь Продолжительная острая горная болезнь; заложенность, утомляемость, кровавые синяки; редко Другие болезни, связанные с высотой Кровоизлияния в сетчатку, отек, тромботические васкулиты, блокады, термические повреждения (отморожения) Хронические заболевания, ухудшающие переносимость высоты Серповидноклеточная анемия, хронические болезни сердца и органов дыхания Недопустимая высота Бессонница, усталость, потеря веса - после длительного пребывания на высоте 5500 м .

    Движение в поле силы тяжести с учетом сопротивления воздуха


    Движение в поле силы тяжести с учетом сопротивления воздуха

    В качестве примера рассмотрим движение тела длиной м. Отпустите некоторое высоты над поверхностью Земли, которая испытывает сопротивление при падении воздух. Мы знаем из повседневного опыта, что сопротивление воздуха зависит от скорости, например при езде на велосипеде, и чем больше их мы идем быстрее.Поэтому будем считать, что сила сопротивления воздуха пропорциональна скорости v

    (1)

    Знак минус указывает на то, что сила сопротивления направлена ​​против направления движения (скорость вектора против ).

    Движение тела происходит под действием двух сил: постоянной силы сила тяжести и переменная сила сопротивления (см. рисунок).По мере увеличения скорости сила сопротивления растет, пока не станет равной по величине сила тяжести. Тогда полная сила, действующая на тело, становится равной нулю, скорость больше не увеличивается, как и сопротивление, согласно первому принцип динамики заставляет теперь тело двигаться в равномерном прямолинейном движении.

    Предельная скорость v gr которую достигает кузов вычисляется из условия

    (2)

    Теперь ищем ответ на вопрос как меняется скорость во время движения.Для этого воспользуемся вторым законом движения Ньютона, который принимает форму уравнения

    Предельная скорость v gr которую достигает кузов вычисляется из условия

    (3)

    или

    Решением дифференциального уравнения (3) является функция v ( t )

    (4)

    Это соотношение показано на рисунке ниже.Вы можете видеть, что после в течение достаточно длительного времени скорость достигает своего предельного значения.

    Рис. 1 Скорость в зависимости от времени

    Итак, мы получили уравнение v ( t ) для движения тела.

    .

    Теплый воздух расширяется - Детская физика: Детская физика

    Пособия:

    • баллон
    • маленькая стеклянная бутылка
    • 2 кастрюли (одна с кипящей водой, другая с холодной водопроводной водой)
    • подставка под горячее
    • мячик для пинг-понга (раздавить)
    • термометр
    • две пластиковые бутылки

    Баллон сначала нужно надуть (растянуть), затем опорожнить, надеть на бутылку

    Затем поместите его в кастрюлю с горячей водой.Воздушный шар поднялся. Воздух в шаре нагревался горячей водой. Это показывает, что воздух расширяется в результате нагрева. Теперь давайте проверим, как работает холодная вода. [Пожалуйста, подождите минутку] шар упал. Воздух сжался.

    Посмотри еще раз.


    Пластиковая бутылка

    Эксперимент для детей младшего возраста (эксперимент с использованием методики одной группы)

    Сначала дарим детям бутылочку (хранимую при комнатной температуре).Показываем, что бутылка плотно закрыта и выставляем ее на улицу рядом с термометром (минусовая температура) - бутылку можно сфотографировать или нарисовать, как она выглядит. Через час возвращаемся к бутылке и смотрим, как она изменилась. Делаем вывод - так как раньше бутылка была "полной", "круглой", "нормальной формы", то теперь - под воздействием холодного воздуха она изменила свою форму - сжалась - "с одной стороны вогнута". Это означает, что холодный воздух заставляет воздух внутри бутылки сжиматься — холодный воздух сжимается.

    Эксперимент для детей старшего возраста (эксперимент с использованием метода параллельных групп)

    Вручаем детям две пластиковые бутылки (хранились при комнатной температуре). Покажем, что бутылки плотно завинчены. Спрашиваем: что с ними будет, если я один оставлю снаружи, а другой в комнате? Дети вносят предложения. Один нужно оставить в комнате, а другой поставить на улице рядом с термометром (отрицательная температура). Через час возвращаемся к обеим бутылкам и выясняем, чем они отличаются друг от друга.Делаем вывод - так как бутылка, которая была в помещении, "полная", "круглая", "нормальной формы", а другая - снаружи - изменила свою форму, значит, низкая температура воздуха - холодная - вызвала бутылку усадка - «Одна сторона вогнутая». Это означает, что холодный воздух заставляет воздух внутри бутылки сжиматься — холодный воздух сжимается.

    После наблюдения за тем, как уменьшилась бутылка, следует сделать еще одно наблюдение — как воздух в бутылке прогревается до своего нормального размера.

    То же самое можно сделать, поместив пластиковую бутылку в морозильную камеру


    Это свойство можно использовать для отражения раздавленных шариков для пинг-понга.

    Во время игры игроки часто наступают на мячи, после чего играть с ними становится невозможно. Поэтому для восстановления прежней формы мяча используется кипяток. Это происходит потому, что горячий воздух расширяется и вытесняет искажения.

    .

    Кучевые облака - теория метеорологии

    Говоря простым языком, плотность — это вес вашего тела, разделенный на покрыты, как это тело имеет место. Обычно измеряется в кг на кубический метр. На уровне моря, при температуре 0 градусов С в 1 м3 может поместиться 1,275 кг сухого воздуха, т. е. плотность воздуха в в этих условиях она составляет 1,275 кг/м3.

    Гсто воздух зависит от его температуры , давления и количества воздуха содержащийся в нем водяной пар .

    ГОСТ воздух и температура

    Молекулы азота, кислорода и других газов (составляющих воздуха) движутся они сталкиваются с огромной скоростью, они сталкиваются друг с другом и с окрестности. Чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы. Поэтому, когда воздух нагревается, молекулы ускоряют его. означает, что их столкновения становятся сильнее.Нагревая воздух в воздушный шар сделает его больше; если мы охладим воздух воздушным шаром будет уменьшаться по мере замедления частиц. Если нагретый воздух он окружен только воздухом (при другой температуре) он будет оно отталкивало воздух вокруг них. В итоге количество воздуха в например, металлическая банка станет меньше, если мы будем держать ее в тепле (при условии, что этот воздух имеет возможность выхода наружу). Аналогичный процесс происходит и в атмосфере - плотность воздуха оно уменьшается по мере повышения его температуры (нагревается).

    ГОСТ давление воздуха и давление

    Атмосферное давление оказывает противоположное влияние на плотность воздуха, чем температура. Плотность увеличивается с повышением артериального давления.

    Высота над уровнем моря и погодные условия оказывают значительное влияние на давление воздух. С высотой давление снижается примерно до 1000 миллибар на уровне моря примерно до 500 мбар на высоте 5486 м.На 30 480 м над уровнем моря давление всего 10 миллибар. Распоряжения давление тоже влияет на плотность воздуха, но не так важно, насколько высоко.

    Видно, что плотность воздуха наименьшая в более длинных высота в жаркий день, когда атмосферное давление низкое, слишком высокий на малой высоте, высоком давлении и низком температура (солнечный, но морозный день).

    ГОСТ воздух и влажность

    Многие люди, которые не имели большого отношения к физике или химии трудно поверить, что влажный воздух легче (менее плотный), чем сухой воздух.«Как это возможно, воздух станет легче, если мы добавим в него водяной пар ?» — спрашивают.

    Ученые давно знают ответ на этот вопрос. Первым был Исаак Ньютон , который объявил, что влажный воздух менее плотный, чем воздух высохнет уже в 1717 году.

    Для того, чтобы понять, почему это происходит, нам нужно обратиться к одному из законы физики, открытые итальянским физиком Амадео Авогадро .Он обнаружил, что постоянная «порция» газа (например, 1 м3), заданная температуре и давлении, в нем будет одинаковое количество частиц, независимо от того, что по типу газа.

    Представьте газовый баллончик, давайте добавим в него молекулы другой газ, который легче баллонного газа (температура и давление не меняются) это приведет к тому, что часть более спокойных молекул «выронил» банку, уступив место более легким. Если банка была бы плотно закрыта, и мы бы продолжали добавлять новые молекулы давление возрастет.

    Авогадро и многие другие ученые после него доказали, что число молекул олово останется постоянным. Добавьте больше легких молекул мы уменьшаем плотность газа в ящике, потому что они заменяют частицы тишина.

    Вот что происходит, когда вода испаряется в сухой воздух. давай май законопроект. Воздух состоит из молекул азота (атомная масса 28) и молекул кислорода (атомная масса 32, т.к. 2 атома от масс атомов 16).Молекула воды, состоящая из атома кислорода (м.а. 16) и 2 атомов водорода (м.а. 1), имеет атомную массу 18. Таким образом, добавление водяной пар в воздухе заменяет более спокойные молекулы азотная или кислородная зажигалка. Но подождите минутку, вы могли бы сказать вода молчит с воздуха. Правильно насчет воды св. жидкая форма - при этом вода, повышающая влажность воздуха он находится в форме газа (водяного пара), но он легче.

    В сравнении с температура и давление, влажность воздуха на это мало влияет плотный.Но влажный воздух всегда легче этого. высушите при той же температуре и давлении.

    .сопротивление воздуха

    | Это просто

    физика
    Ключевые слова что вы можете найти у нас: опыты для детей, опыты для детей, игры с физикой, детский эксперимент, простой опыт, простые опыты, простой опыт, опыт в физике, опыты в физике, экспериментировать просто и дешево, физика для детей, физика для дошкольников, физика в детском саду, опыты для дошкольников, опыты с предметами быта, эксперименты в школе, школьные опыты, детский эксперимент, фестиваль науки, фестиваль школьной науки, фестиваль дошкольной науки, физические игрушки, природа, физические игры, физические песочница, научная песочница, это просто физика - опыты с водой, опыты с водой, это просто физика - эксперименты с воздухом, эксперименты с воздухом, это просто физика - опыты с теплом, эксперименты с теплом, это просто физика - эксперименты с электричеством, эксперименты с электричеством это просто физика - эксперименты с пр dem, эксперименты с током, это просто физика - эксперименты со светом, эксперименты со светом, это просто физика - эксперименты с давлением, эксперименты с давлением, это просто физика - опыты с трением, эксперименты с трением, это только физика - эксперименты с инерцией, опыт с инерцией.Кому здесь стоит искать вдохновение: малышам, родителям, воспитателям, воспитателям детского сада, аниматорам, домашнему обучению, активным родителям, многодетным детям, начальному образованию, начальной школе, начальному образованию, образованию, детскому саду. И то же самое по-английски вкратце: это только физика, эксперименты для детей, фестиваль науки, фестиваль науки, физические игры, физическая песочница, физическая песочница, физические игрушки, дети, дети, начальная школа, начальное образование, домашнее образование, физика в детском саду.

    Copyright © 2007 It's Only Physics основана на WordPress

    Тема Fervens C, разработанная Design Disease и адаптированная Smashing Magazine. Бартош Собчик перевел

    .

    Пожалуйста, не подходите к краю платформы!

    Однако, поскольку мы по натуре любознательны и не любим принимать что-либо на так называемую веру, давайте проведем небольшую симуляцию этого явления. Это будет совершенно безопасно и вы сможете сделать это самостоятельно в домашних условиях. Возьмем два листа бумаги и фен, а затем направим струю воздуха между листами. (Прежде чем проводить эксперимент, неплохо было бы поспорить с кем-нибудь о том, что будет с картами!) Невозможно! Вместо того, чтобы разлетаться в разные стороны, карты притягивались друг к другу! Теперь вы видите, что то же самое может произойти с человеком, стоящим слишком близко к приближающемуся поезду.

    Теперь, когда мы знаем, что происходит, давайте попробуем, дорогой читатель, объяснить почему. Представьте себе трубу, по которой течет вода и в какой-то момент встречает сужение (рисунок). Как вы думаете, вода через них будет течь быстрее или медленнее? А как насчет давления в этом сужении? Для того, чтобы найти ответ на этот вопрос, давайте рассмотрим, что не изменится в этом случае. Наверняка вы помните то величие, которое сохранилось в природе. Да, это про энергию.Именно с принципа сохранения энергии мы и начнем обсуждение воды в трубе. Теперь взгляните на рисунок ниже.

    Мы видим жидкость в трубе переменного сечения. Некоторое количество жидкости одинаковой массы отмечено цветом, который является произведением плотности и объема данного «осколка»:

    где плотность жидкости и ее объем.

    Когда вода течет, она движется со скоростью, поэтому у нее есть кинетическая энергия, которую можно выразить формулой:

    Если наша жидкость находится на любой высоте, она также обладает потенциальной энергией гравитации:

    Нельзя также забывать о движении молекул внутри жидкости.У них также есть вид энергии, которую мы называем хаотической энергией, потому что это движение этих молекул. По мере своего движения молекулы оказывают давление на края нашего жидкого фрагмента. Следовательно, они действуют с определенной силой на поверхность.Чтобы укротить такой осколок, т. е. лишить его обсуждаемой энергии, его следует сжать до бесконечно малого размера, т. е. противодействовать силе на дороге.

    У нас уже есть все энергии и мы можем привести их к одной форме с учетом того, что она должна оставаться неизменной:

    Поскольку объем нашего жидкого фрагмента не меняется, множитель в скобках также должен оставаться постоянным.Итак, мы имеем окончательно сформулированный закон:

    Это закон Бернулли, и он справедлив не только для воды, но и для других жидкостей, в том числе и для обсуждавшегося в начале воздуха! (Да, на языке физики жидкость — это не только жидкость, но и газ.) По этому закону мы видим, что при пренебрежимо малой разнице высот давление жидкости уменьшается по мере увеличения скорости движения. жидкости увеличивается. Так что можно смело вернуться к рассмотренному в начале примеру с поездом и карточками.Теперь ясно, что как только поезд входит на станцию, воздух, который находится между поездом и человеком, стоящим рядом с ним, движется быстрее и поэтому имеет меньшее давление. Вы также знаете, что воздух течет от высокого давления к низкому. Таким образом, становится очевидным, что предметы, находящиеся в непосредственной близости от поезда, будут засасываться под него. Интересно, что этот закон также называли гидростатическим парадоксом из-за неправильного понимания.На самом деле, как вы могли убедиться сами, это рассуждение не совсем интуитивно. Однако чаще это явление встречается в быту. Возьмем, к примеру, двери, которые захлопываются при сквозняке, сильных порывах ветра между зданиями или на лестницах в подземном переходе. Так же и течение в реке - оно всегда тянет предметы к центру, а самое сильное происходит между островами. Это явление может быть опасным в судоходстве, когда два корабля идут параллельно, вода между ними течет быстрее и корабли могут столкнуться.Как видите, таких явлений очень много, и мы можем объяснить их относительно несложным образом. Я призываю вас, дорогой читатель, понаблюдать за окружающим миром и найти больше примеров.

    И напоследок загадка. Вам понадобится коробка, сушилка и зажженная свеча. Поставьте вокруг угла коробки свечу и направьте по ней поток воздуха от сушилки. В каком направлении будет двигаться пламя свечи? Будет ли он выталкиваться или всасываться движущимся воздухом?

    .

    Звуковые волны - Medianauka.pl

    Звуковые волны или акустические волны представляют собой механические продольные волны частотой от 20 до 20 000 Гц, распространяющиеся в газах, жидкостях и твердых телах. Такие волны в ухе создают впечатление звука.

    Звук — это звуковая волна, а также впечатление, вызываемое ею в органе слуха, которым является ухо.

    Волны с частотой около 20 Гц — это низкие тона, а волны на другом конце диапазона — это высокие тона.

    Волны с частотой ниже 20 Гц относятся к инфразвуку (дозвуковая волна).

    Волны с частотой выше 20000 Гц относятся к ультразвуковым (сверхзвуковым волнам).

    Источники звуковых волн

    Акустические волны создают вибрирующие струны, мембраны, столбы воздуха и другие вибрирующие элементы. Вибрируя, механические элементы периодически сгущают воздух вокруг себя и разрежают его. Это возмущение плотности начинает распространяться по среде в виде звука.

    Скорость звука

    Формула скорости звука зависит от материальной среды. Вы можете прочитать больше об этом здесь.

    Скорость звука зависит от температуры воздуха по формуле:

    где:

    • в - скорость воздуха,
    • v 0 - скорость воздуха при температуре 273,16 К.
    • Т 0 - температура равная 273,16 К.

    В нормальных условиях скорость воздуха составляет около 340 м/с, что составляет 1246,68 км/ч!

    Таблицы

    Вот таблица скорости звука на разных носителях:

    Сайт Скорость воздуха [м/с]
    воздух (20°С) 340
    воздух (-20°С) 319,1
    вода 1450
    железо 5130
    резина 54

    Особенности звука

    Вот несколько важных понятий, связанных со звуком.

    Тоны представляют собой звуки с простой (синусоидальной) гармонической волной.

    Сложные звуки представляют собой различные гармонические волны, накладывающиеся друг на друга.

    Высота звука - Это ощущение меняется в зависимости от частоты звука. Чем она выше, тем выше воспринимается звук.

    Цвет звука - это впечатление меняется при различном ходе вибраций и их частоте.Различая цвета звуков, мы можем определить, какой инструмент является источником звука. Звуки разного цвета характеризуют разный спектр.

    Мелочи

    Звуковая волна не распространяется в вакууме. Так что в космосе не слышно никакого взрыва, как это часто бывает в кино. Космос совершенно молчит в этом отношении.

    Вопросы

    Почему когда-то люди прикладывали ухо к железнодорожным путям, когда хотели узнать, скоро ли приедет поезд?

    Скорость звука в железе 5130 м/с, а в воздухе 340, что в 15 раз больше.Таким образом, вы сможете услышать приближающийся поезд гораздо быстрее, приложив ухо к рельсам, чем слушая поезд стоя.

    Является ли шаг объективным понятием?

    № Его частота объективна. Следует добавить, что высота звука также зависит от его интенсивности.

    Как мы слышим бас из маленьких динамиков?

    Все больше и больше вы слышите, как эти новые и маленькие динамики воспроизводят сильные басы и фантастически звучат.Можно ли получить отличный бас из маленьких динамиков?

    Интенсивность звука

    Интенсивность звуковой волны – это мощность волны на единицу площади, перпендикулярную направлению распространения волны.

    © medianauka.pl, 2021-08-31, ART-4164


    .

    Смотрите также