Экспериментальное задание, страница 122 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

Экспериментальное задание

Определите влажность воздуха в комнатах квартиры с использованием 2 комнатных термометров. Сравните результаты.

Для определения относительной влажности воздуха в комнатах с помощью двух термометров необходимо собрать простейший психрометр и воспользоваться психометрической таблицей. Метод основан на измерении температуры воздуха ("сухая" температура) и температуры влажной поверхности, которая охлаждается за счет испарения воды. Скорость испарения, а значит и степень охлаждения, зависит от влажности окружающего воздуха.

Цель работы

Измерить и сравнить относительную влажность воздуха в двух разных комнатах квартиры.

Оборудование и материалы

1. Два комнатных термометра.
2. Небольшой кусок марли или хлопчатобумажной ткани.
3. Сосуд с водой комнатной температуры.
4. Психрометрическая таблица.

Порядок выполнения работы

1. Вначале необходимо проверить идентичность показаний термометров. Для этого их размещают рядом на 5-10 минут. Если показания различаются, эту разницу следует учитывать как систематическую погрешность.

2. Один термометр используется как "сухой". Он измеряет температуру воздуха в комнате $T_{сух}$.

3. Резервуар второго термометра оборачивают смоченной в воде тканью. Это "влажный" термометр. Он будет измерять температуру $T_{вл}$.

4. Оба термометра размещают в исследуемой комнате. Важно, чтобы они находились вдали от источников тепла, прямых солнечных лучей и сквозняков.

5. Через 10-15 минут, когда показания термометров стабилизируются, их записывают. Показание влажного термометра будет ниже или равно показанию сухого.

6. Вычисляют разность температур: $\Delta T = T_{сух} - T_{вл}$.

7. Используя психометрическую таблицу, находят значение относительной влажности воздуха $\varphi$. Для этого в таблице находят строку с показанием сухого термометра и столбец с вычисленной разностью температур. Значение на их пересечении и есть искомая влажность в процентах.

8. Эксперимент повторяют для другой комнаты.

9. Результаты сравнивают.

Пример измерений и расчетов

Измерение в комнате №1 (гостиная)

Дано:

Показания сухого термометра: $T_{сух1} = 22 \,^{\circ}\text{C}$
Показания влажного термометра: $T_{вл1} = 18 \,^{\circ}\text{C}$

Найти:

Относительную влажность воздуха $\varphi_1$.

Решение:

1. Рассчитаем разность температур:
$\Delta T_1 = T_{сух1} - T_{вл1} = 22 \,^{\circ}\text{C} - 18 \,^{\circ}\text{C} = 4 \,^{\circ}\text{C}$
2. По психометрической таблице для температуры сухого термометра $22 \,^{\circ}\text{C}$ и разности температур $4 \,^{\circ}\text{C}$ находим относительную влажность. Это значение составляет примерно 67%.

Ответ: относительная влажность воздуха в гостиной $\varphi_1 = 67\%$.

Измерение в комнате №2 (кухня)

Предположим, на кухне недавно готовили еду.

Дано:

Показания сухого термометра: $T_{сух2} = 24 \,^{\circ}\text{C}$
Показания влажного термометра: $T_{вл2} = 22 \,^{\circ}\text{C}$

Найти:

Относительную влажность воздуха $\varphi_2$.

Решение:

1. Рассчитаем разность температур:
$\Delta T_2 = T_{сух2} - T_{вл2} = 24 \,^{\circ}\text{C} - 22 \,^{\circ}\text{C} = 2 \,^{\circ}\text{C}$
2. По психометрической таблице для температуры сухого термометра $24 \,^{\circ}\text{C}$ и разности температур $2 \,^{\circ}\text{C}$ находим относительную влажность. Это значение составляет примерно 84%.

Ответ: относительная влажность воздуха на кухне $\varphi_2 = 84\%$.

Сравнение результатов

Относительная влажность на кухне ($84\%$) оказалась значительно выше, чем в гостиной ($67\%$). Это является ожидаемым результатом, так как на кухне в результате приготовления пищи, мытья посуды и других бытовых процессов в воздух поступает большое количество водяного пара. Таким образом, влажность воздуха в разных помещениях одной квартиры может существенно различаться в зависимости от функционального назначения комнаты и активности в ней.