Номер 3, страница 245 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Обсудить в классе. Параграф 73. Влажность воздуха. Глава 11. Взаимные превращения жидкостей и газов - номер 3, страница 245.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Для выполнения этого задания необходимо провести эксперимент по измерению относительной влажности воздуха в классной комнате в течение учебного дня с помощью психрометра. Ниже представлен план эксперимента, ожидаемые результаты и их объяснение.

Проведение эксперимента

1. Подготовка прибора: Возьмите психрометр, который состоит из двух термометров — сухого и влажного. Убедитесь, что резервуар влажного термометра обернут тканью (например, батистом) и эта ткань смочена дистиллированной водой.

2. Размещение прибора: Повесьте психрометр в классе вдали от отопительных приборов, прямых солнечных лучей и сквозняков, примерно на высоте 1.5 метра от пола.

3. Снятие показаний: Записывайте показания сухого ($T_{сух}$) и влажного ($T_{вл}$) термометров каждый час (или в начале каждого урока) в течение всего учебного дня (например, с 8:00 до 14:00).

4. Определение влажности: Для каждой пары показаний определите разность температур: $\Delta T = T_{сух} - T_{вл}$. Затем, используя психрометрическую таблицу, найдите относительную влажность воздуха ($\phi$), соответствующую показанию сухого термометра и вычисленной разности температур.

5. Построение графика: На основе полученных данных постройте график зависимости относительной влажности от времени. По горизонтальной оси отложите время, а по вертикальной — относительную влажность в процентах.

Ожидаемые результаты и гипотетический график

Скорее всего, вы обнаружите, что относительная влажность воздуха в классе будет увеличиваться в течение учебного дня. В начале дня, когда в классе еще нет учеников, влажность будет минимальной. С приходом учеников и учителя она начнет расти. Во время перемен, особенно если класс проветривается, влажность может временно понижаться.

Примерный вид графика может быть следующим:

• 8:00 (до начала уроков): Влажность около 40-45%.
• 9:00 - 11:00 (уроки): Влажность постепенно растет до 50-55% из-за дыхания и потоотделения учеников.
• 11:00 - 11:20 (перемена с проветриванием): Влажность может немного снизиться из-за поступления более сухого воздуха с улицы.
• 12:00 - 14:00 (продолжение уроков): Влажность снова начинает расти и к концу учебного дня может достигнуть 55-60% или даже выше.

Таким образом, график будет представлять собой в целом восходящую линию с небольшими колебаниями (спадами во время проветривания).

Объяснение изменений влажности

Изменение относительной влажности воздуха в замкнутом помещении, таком как классная комната, определяется несколькими основными факторами:

1. Присутствие людей: Основной источник влаги в классе — это люди. Каждый человек постоянно выделяет водяной пар при дыхании и с потом. В среднем один ученик в спокойном состоянии выделяет около 40-50 граммов влаги в час. Для класса из 25-30 человек это составляет более килограмма воды за час. Это приводит к увеличению абсолютной влажности (количества водяного пара в 1 м³ воздуха), и, как следствие, к росту относительной влажности. Относительная влажность $\phi$ определяется по формуле: $ \phi = \frac{p}{p_{н}} \cdot 100\% $ где $p$ — парциальное давление водяного пара в воздухе, а $p_{н}$ — давление насыщенного пара при данной температуре. Увеличение количества влаги в воздухе повышает $p$ и, следовательно, $\phi$.

2. Вентиляция: Проветривание класса — главный фактор, противодействующий росту влажности. При открытии окон или включении системы вентиляции влажный воздух из помещения заменяется наружным воздухом, который, особенно в холодное время года, обычно является более сухим (содержит меньше водяного пара). Это приводит к снижению относительной влажности в помещении. Поэтому на графике во время перемен можно наблюдать спады.

3. Температура: Температура в классе также влияет на относительную влажность. Давление насыщенного пара $p_{н}$ сильно зависит от температуры: чем выше температура, тем больше водяного пара может содержаться в воздухе до насыщения. Если количество водяного пара в воздухе (абсолютная влажность) постоянно, то при повышении температуры относительная влажность $\phi$ будет уменьшаться. В классе температура может немного повышаться из-за тепла, выделяемого людьми. Однако эффект от выделения влаги людьми обычно оказывается значительно сильнее, поэтому общая тенденция для влажности — рост.

4. Другие факторы: Наличие комнатных растений (которые испаряют воду), влажная уборка или работа увлажнителя воздуха также будут способствовать повышению влажности. Погодные условия на улице (дождь, высокая влажность) могут замедлить снижение влажности при проветривании.

Таким образом, динамика влажности в классе — это результат баланса между процессами выделения влаги (в основном, людьми) и ее удаления (вентиляцией).

Ответ: Изменение влажности в классной комнате в течение учебного дня определяется главным образом присутствием людей (учеников и учителя), которые выделяют влагу при дыхании и потоотделении, что приводит к увеличению относительной влажности. Этот рост влажности может быть временно снижен за счет вентиляции (проветривания) помещения, когда влажный внутренний воздух заменяется наружным, как правило, более сухим воздухом. Также на относительную влажность влияет температура воздуха: ее повышение при неизменном количестве влаги ведет к снижению относительной влажности, однако в условиях класса доминирующим фактором является поступление влаги от людей. График изменения влажности, как правило, показывает ее постепенный рост с начала до конца учебного дня с возможными небольшими спадами во время проветривания на переменах.