III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА.
Савельев Д.А.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


ВВЕДЕНИЕ

Здоровье человека напрямую зависит от качества и состояния воздуха, которым он дышит. Ведь это влияет на жизнедеятельность, работоспособность и самочувствие человеческого организма. Проведенный мной опрос среди учащихся школы показал, что основная характеристика воздуха, интересующая респондентов это чистота и мало кто задумывается о влажности воздуха которым мы дышим. Но от этого фактора зависит не только состояние жизни человека, но и животных, растений, а также сохранность технических объектов, архитектурных сооружений, произведений искусств. Большое значение имеет знание влажности в метеорологии для предсказания погоды. Продукты питания, строительные материалы, книги и даже электронные компоненты допускается хранить в строго определённом диапазоне относительной влажности воздуха. Многие технологические процессы возможны только при строгом контроле содержания паров воды в воздухе производственного помещения.

В своей работе я предлагаю подробно рассмотреть, научиться измерять и регулировать такую важную характеристику воздуха, как влажность.

Цель: Изучение влияния влажности воздуха на жизнедеятельность человека.

Задачи:

Познакомиться с понятием влажность воздуха, выяснить от каких параметров она зависит, как вычисляется.

Рассмотреть принцип действия приборов, с помощью которых измеряют влажность воздуха.

Овладеть различными способами измерения влажности воздуха.

Изучить влияния влажности воздуха на жизнедеятельность человека.

Измерить влажности воздуха в разных помещениях школы и сравнить полученные данные с санитарно-гигиеническими нормами.

Предложить варианты по нормализации влажности воздуха.

Объект исследования: процентное содержание влаги в помещениях школы.

Предмет исследования: влияние влажности воздуха на жизнедеятельность человека.

Методы исследования:

Анкетирование.

Работа с литературой и материалами в СМИ.

Эксперимент.

Сравнение и анализ.

Гипотеза: если выяснить от каких параметров зависит влажность воздуха и научиться ее регулировать, то можно создать благоприятный микроклимат для жизнедеятельности человека.

Практическая значимость: сформулированные способы регулирования влажности воздуха.

Сроки проведения исследования: ноябрь 2016 – январь 2017г.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

1.1. Физические расчеты и параметры влажности воздуха

Атмосферный воздух состоит из азота, кислорода, углекислого газа и некоторых других газов, которые составляют не более 1 % от общей массы. Но кроме этих газов воздух также содержит в себе водяной пар и другие примеси. Водяной пар в воздухе обычно является ненасыщенным. Насыщенный пар находится в динамическом равновесии со своей жидкостью. Это состояние ха­рактеризуется тем, что число молекул, покидающих поверхность жидкости, равно в среднем числу моле­кул пара, возвращающихся в жидкость за то же вре­мя. Название пара — насыщенный — подчеркивает, что при данной температуре в данном объеме не мо­жет находиться большее количество пара. Если пар еще не достиг состояния динамического равновесия с жидкостью, он называется ненасыщенным. Перемещение воздушных масс, обусловленное в конечном счете излучением Солнца, приводит к тому, что в одних местах нашей планеты в данный момент испарение воды преобладает над конденсацией, а в других, наоборот, преобладает конденсация.

Под влажностью воздуха понимают то количество водяного пара, которое на данный момент (и в данном месте) содержится в воздушной массе. Для характеристики содержания водяного пара в воздухе вводят ряд величин: абсолютную влажность, парциальное давление и относительную влажность.

Т.к., атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара, то каждый из газов вносит свой вклад в суммарное давление, производимое воздухом на находящиеся в нем тела. Давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали, называют парциальным давлением (или упругостью) водяного пара. Парциальное давление водяного пара принимают за один из показателей влажности воздуха. Его выражают в единицах давления – паскалях или миллиметрах ртутного столба.

Абсолютная влажность(плотность водяного пара) показывает, сколько граммов водяного пара фактически содержится в одном кубическом метре конкретной воздушной массы. Обо­зна­че­ниеаб­со­лют­ной влаж­но­сти: (как и обык­но­вен­ное обо­зна­че­ние плот­но­сти). Еди­ни­цы из­ме­ре­нияаб­со­лют­ной влаж­но­сти: (в СИ) или (для удоб­ства из­ме­ре­ния неболь­шо­го со­дер­жа­ния паров воды в воз­ду­хе). Фор­му­лавы­чис­ле­ния аб­со­лют­нойвлаж­но­сти:

Обо­зна­че­ния:

масса пара (воды) в воз­ду­хе, кг (в СИ) или г;

объем воз­ду­ха, в ко­то­ром ука­зан­ная масса пара со­дер­жит­ся, .

Но эта ве­ли­чи­на неудоб­на с точки зре­ния вос­при­им­чи­во­сти влаж­но­сти жи­вы­ми ор­га­низ­ма­ми. Ока­зы­ва­ет­ся, на­при­мер, че­ло­век ощу­ща­ет не мас­со­вое со­дер­жа­ние воды в воз­ду­хе, а имен­но ее со­дер­жа­ние от­но­си­тель­но мак­си­маль­но воз­мож­но­го зна­че­ния.

Для опи­са­ния та­ко­го вос­при­я­тия вве­де­на такая ве­ли­чи­на как от­но­си­тель­ная влаж­ность. От­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха – ве­ли­чи­на, по­ка­зы­ва­ю­щая, на­сколь­ко далек пар от на­сы­ще­ния. Т. е. ве­ли­чи­на от­но­си­тель­ной влаж­но­сти, по­ка­зы­ва­ет сле­ду­ю­щее: если пар далек от на­сы­ще­ния, то влаж­ность низ­кая, если бли­зок – вы­со­кая.

Обо­зна­че­ниеот­но­си­тель­ной влаж­но­сти: . Еди­ни­цы из­ме­ре­нияот­но­си­тель­ной влаж­но­сти: %. Фор­му­ла вы­чис­ле­ния от­но­си­тель­ной влаж­но­сти:

Обо­зна­че­ния: плот­ность во­дя­но­го пара (аб­со­лют­ная влаж­ность), (в СИ) или , парциальное давление, Па (СИ) или мм.рт.ст. - плот­ность на­сы­щен­но­го во­дя­но­го пара при дан­ной тем­пе­ра­ту­ре, (в СИ) или , давление насыщенного пара при данной температуре, Па (СИ) или мм.рт.ст.

Таким образомотносительной влажностью воздуха называют выраженное в процентах отношение абсолютной влажности к плотности насыщенного пара при данной температуре (или отношение парциального давления водяного пара к давлению насыщенного пара при данной температуре).

Чем меньше относительная влажность, тем дальше пар от насыщения, тем интенсивнее происходит испарение. Давление насыщенного пара при заданной температуре — величина табличная. Парциальное давление водяного пара (а значит, и абсолютную влажность) определяют по точке росы. Точка росы это температура при которой водяной пар становится насыщенным. При охлаждении ниже точки росы начинается конденсация паров: появляется туман, выпадает роса, запотевают окна. Точка росы позволяет определить упругость водяного пара , находящегося в воздухе при определенной температуре, а значит парциальное давление водяного пара и абсолютную влажность с помощью таблиц, в которых представлена зависимость давления и плотности насыщенного водяного пара от температуры.

Давление насыщенного водяного пара при температуре воздуха, равной точке росы, и есть парциальное давление водяного пара, содержащегося в атмосфере.

1.2. Приборы для измерения влажности воздуха

Проблема влажности воздуха интересовала людей с давних времен, особенно там, где сухой и жаркий климат. Для ее решения применялись самые обычные методы: ткань или бумага, пропитанная водой, посуда с жидкостью.[1]. Современный прибор для измерения влажности - гигрометр.

В настоящее время существует несколько вариантов гигрометра.

  • волосной;

  • весовой;

  • керамический;

  • конденсационный;

  • электронный;

  • психрометрический (психрометр).[2].

По сути, принцип действия любого гигрометра достаточно прост и базируется на физических или химических свойствах материалов и веществ.

Практически любой гигрометр подойдет для использования в бытовых условиях, но самые точные данные все же дают электронные гигрометры.

1.3. Влияние влажности воздуха на жизнедеятельность человека

При изменении оптимальных параметров влажности происходит снижение иммунитета. Здоровье человека ухудшается, появляется чувство усталости и вялости. В домашних условиях, где климат изменен, естественный баланс влажности нарушается. Особенно это ощущается в зимний период. Именно в это время перепад влажности наиболее существенный. Воздух, попадая в помещение, высушивается из-за общего отопления в комнатах.

Слишком сухой воздух может высушивать кожу и быстрее обезвоживать организм. В первую очередь страдают слизистые оболочки, контактирующие с открытым воздухом, они покрываются микротрещинами и пересыхают, открывая прямую дорогу в организм вредоносным бактериям и вирусам. При относительной влажности воздуха менее 10% даже здоровые люди испытывают ощущение сухости в носоглотке, «резь» в глазах, может даже начаться носовое кровотечение. Особенно опасен сухой воздух для больных бронхиальной астмой, у них наблюдается общее ухудшение самочувствия, возможны приступы. Достаточно долгое пребывание в сухом воздухе грозит снижением иммунитета и частыми респираторными заболеваниями. Это случается из-за того, что пересушенная слизистая препятствует нормальному дыханию, вследствие чего организм не получает достаточного количество кислорода.

Тем не менее, сухой воздух позволяет легче переносить низкие и высокие температуры. Так, например, при малой относительной влажности летняя жара переносится легче, чем та же температура, но в районах с высокой влажностью. То же самое и с отрицательными температурами. Сильные морозы при низкой влажности приносят гораздо меньший дискомфорт, чем небольшой «минус» в условиях влажного воздуха.

Большая концентрация влаги не позволяет телу человека поддерживать нормальную температуру – не работает должным образом механизм терморегуляции. Чтобы охладить себя, человеческое тело использует потоотделение. Пот, испаряясь с поверхности кожи, выводит лишнее тепло. При высокой влажности организм начинает работать с повышенной силой, а это приводит к обратному результату – перегреву. Возможны вялость, рвота, потеря сознания, сильная вязкость крови и, как следствие, проблемы с сердцем. Даже возможно кислородное голодание мозга.

На высокую влажность особенно сильно реагируют больные гипертонической болезнью, атеросклерозом, люди с различными сердечно-сосудистыми заболеваниями. При сильно влажном воздухе (80…95%) возможны обострения и приступы.

Большая влажность в сочетании с низкой температурой опасна слишком сильным переохлаждением и обморожениями. Это может произойти и около 0°C, а не только при минусе.

Насыщенное влагой тепло – идеальные условия для развития бактерий и всевозможных грибков, что может привести к возникновению и усилению аллергических реакций.

Постоянное пребывание человека в помещениях с высокой влажностью приводит к снижению сопротивляемости организма к инфекционным и простудным заболеваниям, а также к более серьезным последствиям: заболеванию почек, туберкулезу, ревматизму и т.д.

От высокой влажности страдает не только организм человека, но и интерьер помещений. В сырых местах развиваются грибок и плесень, выделяющие большое количество спор в атмосферу помещения, заражая воздух, которым мы дышим. Опасность высокой влажности – в медленной скорости реакций. На протяжении многих лет можно не замечать причины ухудшения здоровья, самочувствия и появления различных болезней.

Однако насыщенный влажный воздух очень полезен. Именно поэтому на берегу озера или реки человек чувствует себя хорошо. Такой воздух насыщает организм человека, облегчая головные боли и другие недомогания. Не случайно во время отпуска многих тянет на морские побережья.

«Правильная» влажность – один из важнейших критериев микроклимата для ребенка, особенно новорожденного. Несмотря на мощные защитные функции только что рожденного ребенка, он все же имеет особенно уязвимые места. И в первую очередь это кожа, которая до момента рождения все время пребывала в окружении околоплодных вод, и, особенно, слизистые оболочки.

Влажный воздух в спальне младенца облегчает дыхание, предотвращает закупорку носа, эффективен при лечении бронхита, сухого кашля, крупа и прочих заболеваний дыхательных путей.

Низкая влажность для взрослого здорового организма - это в большинстве случаев просто дискомфорт, для новорожденного малыша – катастрофа, провоцирующая дисбактериоз, проблемы с почками, появление аллергических реакций. Сухой воздух для младенца опасен не только временными осложнениями, а их рецидивами, способными привести к хроническим заболеваниям.

1.4. От чего зависит влажность воздуха

В первую очередь влажность зависит от географического расположения и климата. Так, например, вблизи морей и океанов относительная влажность воздуха в среднем равна 70-80%, в глубине континентов она снижается (в пустынях – всего 4-5%). Дождливый климат способствует поддержанию высокой влажности в географическом регионе, сухой – наоборот.

Но не менее важным является и техногенный фактор. В больших городах влажность обычно низкая. Однако внутри помещений она может значительно изменяться, исходя из специфики их назначения (прачечная, кухня, бассейн и пр.), а также от типа применяемых строительных и отделочных материалов.

Особенно следить за состоянием воздуха в жилых и рабочих помещениях нужно зимой, когда холодная атмосфера не может удержать в себе достаточного количества влаги, а ту, что имеется, норовят высушить радиаторы отопления.

Немаловажным фактором также является наличие вентиляции в квартире, доме или любом другом помещении. Чем интенсивнее воздухообмен, тем быстрее высушивается воздух (особенно в холодное время года). Также интенсивно утилизируют влагу кондиционеры, в которых не предусмотрена функция поддержания влажности.

1.5. Приборы и устройства, с помощью которых можно

регулировать влажность воздуха

Осушитель воздуха прогоняет влажный воздух через «испаритель», где разница температур (в приборе температура ниже, чем в комнате) превращает влагу в конденсат. Капли конденсата стекают в специальную емкость. Воздух вновь нагревается и поступает в комнату. Таким образом лишняя влага исчезает из помещения. При покупке осушителя воздуха основное внимание уделяется его производительности, которая исчисляется в «литрах в сутки». Бытовой осушитель может поглощать от 12 до 300 литров воды за 24 часа. Осушители бывают переносные и стационарные. Переносные можно использовать в разных комнатах. Стационарные монтируются в стену и перемещению не подлежат. При этом они обладают большей производительностью. Преимуществом осушителей является их способность функционировать в холодных помещениях, так как иней, образующийся в процессе работы, убирается автоматически. При заполнении резервуара для воды и несвоевременном его опорожнении прибор отключается без участия владельца. В небольшой комнате понизить влажность можно при помощи поглотителей влаги. В устройство входит специальная таблетка, адсорбирующая воду из воздуха. Она рассчитана на площадь в среднем до 20 м². Неудобство поглотителя в том, что таблетка нуждается в частой смене. Преимущество — в отсутствии шума, компактности и цене. Особенно поглотитель влаги подходит тем, у кого наличие влажности — сезонное явление.

Увлажнители воздуха предназначены для работы в одном замкнутом помещении, например, комнате. Они не требуют специального монтажа: все, что нужно сделать — это залить воду в бачок и включить увлажнитель в розетку. Для выбора увлажнителя вам необходимо знать три основные составляющие: объём помещения (площадь, умноженная на высоту потолков), качество воды (та вода, которую вы будете заливать в увлажнитель), условия, в которых будет эксплуатироваться увлажнитель (спальня, офис, детская комната и т.д.)[3].

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

2.1. Определение влажности воздуха в помещениях школы

Так как в течение учебного года ученикам приходится больше времени проводить в школе, то не маловажную роль играет состояние влажности в учебных кабинетах. Исходя из этого, я выяснил, отвечает ли санитарным нормам условия наших кабинетов. Измерения проводились электронным гигрометром в предметных кабинетах, в компьютерном классе, в столовой и в спортивном зале. Измерения и показания занесены в таблицы.

Место определения влажности

Температура воздуха

Норма, согласно СанПину

Относительная влажность

Норма, согласно СанПину

8:00

14:00

Кабинет физики

21

18 - 24° С

43

45

40 - 60 %

Кабинет биологии

22

18 - 24° С

52

55

40 - 60 %

Библиотека

21

18 - 24° С

41

41

40 - 60 %

Столовая

22

18 - 24° С

46

46

40 - 60 %

Спортзал

21

17-20°С

43

44

40 - 60 %

Медицинский кабинет

21

20-22°С

44

44

40 - 60 %

Буфет

22

18 - 24° С

44

45

40 - 60 %

2.2 Изготовление психрометрического гигрометра (психрометр)

Для создания аналога психрометрического устройства понадобятся: два спиртовых термометра, предназначенных для измерения температуры воздуха, дистиллированная вода, нить, вата.

Установить в вертикальном положении два термометра так, чтобы они находились параллельно по отношению друг к другу. Наконечник одного термометра, обернуть ватой, смоченной в воде, после чего не очень туго перевязать нитью. Принцип действия такого устройства, собранного своими руками, абсолютно схож с принципом действия психрометрического гигрометра. Для вычисления относительной влажности воздуха понадобится специальная таблица. По разнице показаний «сухого» и «влажного» термометра вычисляют влажность окружающей среды.[4].

2.3 Измерение влажности воздуха подручными средствами

Оборудование: стакан стеклянный прозраяный 200 мл, сосуд с водой (температура от 0 до 5° С), сосуд с горячей водой, термометр, таблица зависимости давления насыщенных водяных паров от температуры.[5].

Ход работы: Наливаем в прозрачный стаканчик ледяную воду и опускаем в неё термометр. Через некоторое время наружные стенки стаканчика запотеют. Очень медленно доливаем из второго стаканчика горячую воду, пока не исчезнет роса на стенках. Замечаем температуру, при которой исчезла роса. По таблице определяем парциальное давление водяных паров p в классе, затем, измерив комнатную температуру, определяем максимальное давление водяных паров р0 в классе. По формуле =(p/p0)100%находим относительную влажность воздуха в классе. t = 25 C, p0= 3,17 кПа, t = 15 С, p = 1,71 кПа, =53%.

ВЫВОДЫ

Показния сухого термометра - 25° С, влажного - 17 ° С, разница в показаниях – 8 ° С, относительная влажность – 44 %, т.е. на 1% выше, чем показал электронный гигрометр, т.е. данный самостоятельно изготовленный гигрометр дает вполне точные показания и может быть использован для измерения влажности.

Влажность воздуха может быть измерена подручными средствами, для этого нужно самое простое оборудование и таблицазависимость давления и плотности насыщенного водяного пара от температуры. Но данный способ оказался менее точным.

Во всех школьных помещениях влажность воздуха соответствует норме, но находится в пределах нижней границы. К концу смены (6-7 уроки ) влажность воздуха в кабинетах повышается. В кабинетах с большим количеством зеленых насаждений влажность воздуха значительно выше.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вода является важнейшим элементом для обеспечения нормальной жизнедеятельности. В организм человека она в основном поступает с пищей или питьем. Однако, достаточное количество влаги необходимо не только внутренним органам, но и слизистым оболочкам глаз, дыхательных путей, коже. Следовательно, важно не только потребление жидкости вовнутрь, но и получение ее из окружающего влажного воздуха. Для нормального самочувствия людей в помещении, необходимо, чтобы оптимальная влажность воздуха составляла примерно от 40 до 60%.

Для того, чтобы понизить влажность в помещении, нужно:

1. Обеспечить хорошую вентиляцию в помещении. Несколько раз в день необходимо проветривать комнату, где уровень влажности превышает нормативные показатели. Устраивайте короткие по времени сквозняки, но при этом интенсивность проветривания должна быть высокой.

2. Отремонтировать все краны и прочую сантехнику. Протекающие краны, батареи и другие конструкции повышают влажность воздуха, поэтому замените устаревшие детали или отремонтируйте участки, где есть протечки.

3. Уменьшить число домашних комнатных растений. Цветы и миниатюрные деревья увеличивают площадь испарения влаги в комнате – вода испаряется с листьев и увлажненной почвы. Отдайте предпочтение растениям, которые устойчивы к засухе и снизьте общее количество комнатных цветов. 4. Организовать хорошую систему отопления помещения. Отопление в холодное время года должно работать постоянно – периодические отключения (например, на ночь) увеличивают влажность воздуха и способствуют формированию сырости на стенах и потолке.

5. Проконтролировать вытяжное оснащение помещения. Необходимость установки вытяжки продиктована нормами уровня влажности – если источником влаги является плита с постоянными испарениями или душевая кабина, то сооружение вытяжных конструкций просто необходимо. Вытяжка должна обеспечивать удаление отработанного пара и регулировать уровень влажности.

6. Выбирать «правильную» отделку для стен. Рассматривая разные варианты для отделки стен, потолка и пола, отдайте предпочтение натуральным отделочным материалам, которые поглощают излишнюю влагу (гипсокартон, древесина).

7. Влажную уборку завершать сухим протиранием. Мытье полов, удаление пыли и прочие хозяйственные работы с применением воды следует завершать обязательным высушиванием – пройдитесь по поверхностям куском сухой ткани, обладающей хорошими впитывающими свойствами.

8. Приобрети специальный прибор — осушитель воздуха.

Повысить влажность можно следующим образом:

1. Регулярно проветривать помещение, особенно в сырую погоду и проводить влажную уборку.

2. Комнатные растения увлажняющие воздух, распределенные по квартире, сведут проблему на нет. Например, циперус способен испарить до 3 литров в день. Да и процесс регулярного опрыскивания растений тоже ощутимо поможет.

3. Поставить большой аквариум, можно даже не заводить рыбок, а просто украсить аквариум декоративными камнями и водорослями.4. Расставить по помещению, между секциями радиаторов или под ними резервуары с водой. Это могут быть кувшины или вазы с водой. На батареи можно повесить мокрые полотенца или простыни.

5. Комнатные фонтаны не только увлажняют хорошо воздух, но еще и украшают интерьер комнаты.

6. Использовать специальный прибор - увлажнитель воздуха. Этот прибор постоянно испаряет в воздух большое количество влаги и способен поддерживать в помещении оптимальную влажность. Купить такой прибор можно практически в любом магазине бытовой техники.

Практическое использование результатов.

Влажность важная характеристика воздуха, оказывающая существенное влияние на качество жизни человека, поэтому нужно обязательно следить за влажностью воздуха в помещении. Прибор для измерения влажности можно изготовить самостоятельно(даны подробные инструкции), способы определения влажности достаточно просты и доступны. В ходе исследовательской работы проведен сравнительный анализ приборов регулирующих влажность. Даны подробные рекомендации, позволяющие контролировать влажность в помещении. Исследование помещений в школе показало, что нормы влажности соответсвуют нормам СанПина, но находятся в пределах нижней границы нормы, что можно объяснить временем исследования (отопительный сезон). Данная работа может быть использована на уроках физики или факультативных занятиях, а также для самообразования учащихся.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пурышева Н.С., Важеевская Н.Е. Физика 10. М.: Дрофа, 2013.

2. В.А.Буров. Практикум по физике. М .: Просвещение,1973.

3. Г.С.Ландсберг. Элементарный учебник по физике. М.: Наука,1985.

4. Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. М.: Просвещение, 2004.

5. Рыженков А.П. Физика. Человек. Окружающая среда. М.: Просвещение, 2006.

6. Перельман Я.И. Занимательная физика. М.: Наука, 2008.

7. Методическая газета. Физика.№18. М.:Перовое сентября,2009.

8. Научно-методический журнал. Физика в школе. М.: Школьная пресса,2007. 9. Бесплатная электронная библиотека технической литературы.

http://www.allbeton.ru/

10. Социальная сеть для учащихся.

http://uchilok.net/

11. Журнал «Здоровье и спорт». http://getmedic.ru/

12. Сайт компании «Инрост».

http://www.inrost.ru/humidifiers/guide/optimal/html

13. Сайт компании «Легин климат».

http://www.legion-klimat.ru/

14. Сайт «Узнайка».

http://uznay-kak.ru/

15. Сайт эконом.ру. http://echome.ru/

Приложение 1

Впервые определить уровень влажности попытался кардинал Н. Кузанский в середине 15 века. Он использовал весы, на одной чашке которых была шерсть, а на другой – камешки. При повышенной влажности шерсть перетягивала их, напитавшись влагой, и стрелка показывала это. При повышенной сухости перетягивали камешки.

Врач из Венеции через двести лет построил другой гигрометр – струнный. Натянутые нитки, использовавшиеся в качестве измерителя влажности, издавали разный звук при колебаниях её.

А герцог Тосканский сделал прибор в виде сосуда. Конический сосуд заполнялся льдом, снаружи на стекле конденсировалась влага, стекающая в измерительный стакан (сосуд был перевернут). Всё бы хорошо, только где летом брать лёд?

Амонтон Гильом, механик из Франции, сделал гигрометр из кожаного шара. Менялся объём шара, в трубке, соединенной с ним, менялся уровень столбика жидкости.

Всерьёз и надолго занялся изготовлением гигрометра швейцарец Б. Соссюр в 18 веке. Перепробовав множество материалов, он остановился на волосах. Прокипятив их в растворе соды, Соссюр сделал гигрометр. Создал стоградусную шкалу, Длина волоса изменялась при изменении влажности воздуха.

Это явление исследовал в 1895 году Б. И. Срезневский, метеоролог и вывел зависимость удлинения волоса от процента влажности. Удлинение оказалось прямо пропорциональным логарифму относительной влажности.

Приложение 2

Волосной гигрометр

Волосные гигрометры работают на основе обычного волоса и его свойств. Волос может изменять свою длину при различной влажности воздуха. Он натягивается на дощечку или рамку и, удлиняясь или укорачиваясь, двигает стрелку, которая в свою очередь перемещается по шкале устройства.

Волосной гигрометр хорош для домашнего использования, если необязательно получение предельно точных данных.

Также их не стоит перемещать или как-то иначе механически на них воздействовать. При малейшем ударе гигрометр может выйти из строя, так как вся его конструкция достаточно хрупка и деликатна.

Весовой гигрометр

Абсолютный весовой гигрометр состоит из нескольких трубок, приведенных в систему. В них помещается гигроскопическое вещество, которое может поглощать из воздуха влагу.

Через всю систему протягивается определенная порция воздуха, взятая в одной точке пространства.

Так, человек определяет массу трубочной системы до пропуска через нее воздуха и после, а также непосредственно объем проведенного воздуха и при нехитрых математических манипуляциях может просчитать изучаемый показатель в абсолютном значении.

Механический (керамический) гигрометр

Пористая или твердая керамическая масса, в состав которой также входят металлические элементы имеет электрическое сопротивление. Его уровень напрямую зависит от влажности.

Для правильного его действия керамическая масса должна состоять из некоторых окислов металла. В качестве основы используется каолин, кремний и глина.

Конденсационный гигрометр

Такой гигрометр достаточно прост в применении. Принцип его действия основывается на использовании встроенного зеркала. Температура этого зеркала изменяется вместе с температурой воздуха в окружающем пространстве.

Определяется его температура в первоначальный момент измерения. Далее на поверхности зеркала появляются капли влаги либо небольшие кристаллы льда. Температура измеряется еще раз.

С помощью разницы температур, определенных конденсационным гигрометром, и определяется влажность воздуха.

Электронный гигрометр

На пластинку из стекла или другого подобного электроизоляционного вещества наносят слой хлорида лития.

Меняется влажность – увеличивается или уменьшается концентрация и сопротивляемость хлористого лития.

Стоит отметить, что на показания электронного (электролитического) гигрометра может оказывать незначительное влияние температура воздуха, поэтому он часто оборудован встроенным термометром.

Такой гигрометр предельно точен и дает показания с минимальной погрешностью.

Психрометрический гигрометр (психрометр)

Психрометр представляет собой систему из двух обычных спиртовых термометров. Один из них сухой, а второй – влажный (это состояние регулярно поддерживается).

Чем быстрее испаряется влага, тем ниже относительная влажность. Конденсированная жидкость при этом начинает охлаждаться. Таким образом, устанавливают разницу между температурами двух термометров и скорость испарения, а на их основе находят влажность воздуха.

Психрометр не является гигрометром в прямом смысле, но измеряет тот же показатель, поэтому их зачастую отожествляют.

Приложение 3

Типы и характеристики увлажнителей воздуха:

1.«Традиционные» или увлажнители холодного типа являются самыми простыми. Такие приборы оснащены бачком, в который заливается вода, потом она попадает в поддон на специальные увлажняющие сменные картриджи. Вентилятор, который встроен в такой увлажнитель, прогоняет через эти картриджи воздух и увлажняет его естественным путем.

Большинство моделей традиционных увлажнителей можно использовать и для ароматерапии. Для этого просто устанавливается капсула с ароматическим веществом, а прибор, работая, начинает медленно выделять и поддерживать приятный аромат. Такая процедура не только улучшит микроклимат в помещении, но и окажет тонизирующее, расслабляющее и оздоравливающее действие на организм.

Но при всей простоте в использовании и невысокой стоимости, такие увлажнители имеют и свои недостатки. Прежде всего, это ограниченный максимальный уровень влажности воздуха, всего до 60%. Такие аппараты как бы поддерживают «естественную» влажность, но не насыщают воздух принудительно. Стоит отметить, что для обычной квартиры этот недостаток весьма условный. К тому же они шумно работают, 35-40 дБ – это небольшие цифры, но, если вы оставляете прибор работать на ночь, у некоторых это может вызвать дискомфорт.

Плюсы:

Довольно просто, плюс ко всему, происходит еще и очистка воздуха от пыли.

Небольшая стоимость.

Простота в эксплуатации.

Возможность использования для ароматерапии.

Минусы:

Шум при работе.

Ограниченные возможности увлажнения.

Возможно образование белого налета на мебели.

Периодическая смена фильтра.

2. Паровые увлажнители воздуха – это своего рода маленькие «паровозики», а по принципу действия напоминают электрочайники. Вы заливаете в них воду, она нагревается, кипит и выходит виде пара, увлажняя помещение. У таких увлажнителей много как минусов, так и плюсов.

Плюсы:

Прекрасно работают с грязной и очень жесткой водой.

Возможность использования для ингаляций (в комплектации у некоторых моделей есть специальные насадки).

Высокая производительность (от 7 до 16 литров в сутки).

Отсутствие расходных материалов.

Увлажнение воздуха выше 60%.

Возможность использования любых растворов, в том числе аромамасел.

Минусы:

Высокий уровень шума.

Высокая потребляемая мощность (от 300 до 600 Вт).

Горячий обжигающий пар (50-60 градусов на выходе).

Большие размеры.

Возможно образование белого налета на мебели.

Если в вашем доме есть маленькие дети или животные, и вы пока не определились, какой увлажнитель выбрать, то паровой – это не самая лучшая идея, ведь паром такое устройство может обжечь.

3. Наиболее современными увлажнителями воздуха можно назвать ультразвуковые. Они оснащены специальной мембраной, которая благодаря высокой частоте колебаний с легкостью «превращает» воду в холодный пар.

Такие аппараты практически бесшумны в работе (25 дБ), здесь возможно самим регулировать необходимый уровень влажности, причем делается это как автоматически, так и в ручную благодаря встроенному гигрометру. Многие ультразвуковые увлажнители оснащены гигрометром, который измеряет уровень влажности, но он, к сожалению, не показывает точную картину, так что не слишком доверяйтесь его показаниям, лучше все же приобрести отдельный гигрометр для более достоверных данных.

Некоторые модели оснащены функцией «нагрева воды», а ведь это смертельный приговор многим микробам. Очень неплохая опция, но учтите, что «многим» вовсе не означает, что всем.

Ультразвуковые приборы намного комфортнее для человека, чем их собратья, паровые и традиционные, так как у них низкий уровень шума.

Единственное, что может доставить дискомфорт, — это редкое «бульканье» картриджа, из которого выходят пузырьки воздуха.

Многие модели таких аппаратов автоматически отключаются при исчезновении воды, а встроенный гигрометр позволит прибору самостоятельно включаться и выключатся, поддерживая тем самым заданный уровень влажности, а вращающийся распылитель можно направлять в нужную сторону.

Такие приборы оснащены высокоэффективным фильтром-картриджем, который очищает воду от различных примесей и минералов, тем самым препятствуя образованию белого налета на мебели и других предметах, как это происходит в случае с использованием паровых и традиционных увлажнителей. Но срок службы фильтров небольшой, около 3-х месяцев, в зависимости от загрязненности и жесткости воды, после требуется замена.

Такие приборы, в зависимости от модели, оснащены или сенсорными кнопками, или поворотной ручкой. Отдельно нужно сказать о безопасности таких аппаратов для любых живых существ. Ультразвуковые излучения направлены на расщепление воды и совершенно неопасны для любых биологических форм жизни, обитающих в вашем доме.

Плюсы:

Бесшумность в работе.

Автоматическая регулировка уровня влажности.

Автоматическое отключение при отсутствии воды.

Безопасность для животных в доме.

Автоматическое очищение воды от примесей.

Широкий диапазон влажности.

Возможность направлять пар в любую сторону.

Не оставляют белого налета на мебели.

Минусы:

Более тщательный уход за прибором.

Необходимость замены катриджей –фильтров.

Стоимость.

Приложение 4

Психометрическая таблица

Приложение 5

Зависимость давления и плотности насыщенного водяного пара от температуры

Температура t, °с

Давление рн,кПа

Плотностьρн, г / м3

Температура t, °с

Давление рн,кПа

Плотностьρн, г / м3

0

0,61

4,8

18

2,07

15,4

3

0,76

6,0

19

2,20

16.3

6

0,93

7,3

20

2,33

17,3

10

1,23

9,4

25

3,17

23,0

15

1,71

12,8

30

4,24

30,4

16

1,81

13,6

50

12,34

82,9

17

1,93

14,5

90

70,11

423,3