Номер 43.16, страница 163 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 43. Влажность. Глава 6. Тепловые явления - номер 43.16, страница 163.

43.16 [1162] Человек чувствует себя комфортно при относительной влажности $40-60 \, \%$. Почему может возникнуть ощущение изнурительной жары при температуре воздуха $25 \text{ °C}$ и относительной влажности $80-90 \, \%$, в то время как при температуре $30 \text{ °C}$ и влажности $30 \, \%$ самочувствие может быть хорошим?

Решение

Ощущение комфорта и жары человеком зависит не только от температуры окружающего воздуха, но и от его относительной влажности. Основной механизм терморегуляции человеческого тела для охлаждения — это испарение пота с поверхности кожи. При испарении вода поглощает тепло (скрытую теплоту парообразования) с поверхности кожи, что и приводит к охлаждению организма.

Интенсивность испарения напрямую зависит от относительной влажности воздуха. Относительная влажность $\phi$ показывает, насколько воздух насыщен водяным паром при данной температуре. Она определяется формулой: $ \phi = \frac{p}{p_{н}} \cdot 100\% $, где $p$ — парциальное давление водяного пара в воздухе, а $p_{н}$ — давление насыщенного пара при той же температуре.

Рассмотрим две ситуации, описанные в задаче:

1. Температура 25 °C и относительная влажность 80–90 %. При такой высокой влажности воздух уже близок к состоянию насыщения водяным паром. Из-за этого испарение влаги (пота) с поверхности кожи сильно затруднено. Пот выделяется, но не испаряется, и процесс охлаждения тела становится неэффективным. В результате человек перегревается, что и вызывает ощущение изнурительной, душной жары, несмотря на умеренную температуру воздуха.

2. Температура 30 °C и относительная влажность 30 %. Несмотря на более высокую температуру, относительная влажность воздуха низкая. Такой сухой воздух способен интенсивно поглощать водяной пар. Поэтому пот, выделяемый телом, очень быстро и эффективно испаряется с поверхности кожи. Этот процесс обеспечивает интенсивное охлаждение организма, и человек может чувствовать себя вполне хорошо и комфортно, так как его система терморегуляции работает эффективно.

Таким образом, субъективное ощущение температуры (так называемая "ощущаемая температура" или "индекс жары") определяется сочетанием реальной температуры и относительной влажности. Высокая влажность значительно усиливает ощущение жары, а низкая — ослабляет.

Ответ: Ощущение изнурительной жары при 25 °C и высокой влажности (80–90 %) возникает из-за того, что высокая влажность препятствует испарению пота, нарушая естественный процесс охлаждения организма. В то же время при 30 °C и низкой влажности (30 %) пот испаряется интенсивно, обеспечивая эффективное охлаждение, поэтому самочувствие остается хорошим.