Номер 3, страница 29 - гдз по физике 8 класс тренажёр Хмельницкая

Лабораторная работа № 3. Измерение влажности воздуха. Тренировочные задания и вопросы - номер 3, страница 29.

Решение.

3. Для каких значений разности показаний сухого и влажного термометров с помощью психрометрической таблицы можно определить относительную влажность воздуха? Как в таблице изменяются значения относительной влажности при увеличении разности температур? Объясните, почему это происходит.

Спланируйте и проведите эксперимент по определению температуры, относительной и абсолютной влажности воздуха в помещении, используя данные психрометрической таблицы; сравните полученные результаты с санитарными нормами. Сформулируйте цель работы.

Цель работы: _______.

Оборудование: термометр для измерения температуры в комнате или на улице, ватный диск, стакан с водой комнатной температуры, пипетка.

Порядок выполнения работы

1. Выполните рисунок шкалы термометра.

2. Вычислите цену деления термометра: $C =$

3. Запишите формулу для вычисления относительной влажности воздуха $\text{φ}$ (1):

4. Получите из неё формулу для вычисления абсолютной влажности воздуха $\text{ρ}$ (2):

Показания сухого термометра, °C		Относительная влажность воздуха $\text{φ}$, %
Показания влажного термометра, °C		Плотность насыщенного пара при комнатной температуре, $ρ_0$, г/м³
Разность показаний термометров, °C		Абсолютная влажность $\text{ρ}$, г/м³

5. Измерьте термометром температуру воздуха в комнате (графа «Показания сухого термометра»).

6. С помощью пипетки увлажните ватный диск водой комнатной температуры. Резервуар термометра аккуратно оберните увлажнённым ватным диском. Подержите влажный термометр некоторое время на воздухе в комнате. После того как понижение температуры прекратится, измерьте температуру воздуха (графа «Показания влажного термометра»).

7. Определите разность показаний сухого и влажного термометров.

8. С помощью психрометрической таблицы (см. табличные значения) определите относительную влажность воздуха $\text{φ}$ в комнате.

9. Определите плотность насыщенного пара $ρ_0$ при комнатной температуре (см. таблицу 8 на с. 5 пособия).

10. По формуле (2) вычислите абсолютную влажность $\text{ρ}$.

11. Результаты измерений и вычислений внесите в таблицу.

12. Используя результаты лабораторной работы и санитарно-гигиенические нормы, сделайте вывод о соответствии состояния воздушной среды в комнате санитарным требованиям и дайте свои рекомендации по улучшению её состояния (если это необходимо).

Решение.

3. Для каких значений разности показаний сухого и влажного термометров с помощью психрометрической таблицы можно определить относительную влажность воздуха? Как в таблице изменяются значения относительной влажности при увеличении разности температур? Объясните, почему это происходит.

Относительную влажность воздуха с помощью психрометрической таблицы можно определить для любых неотрицательных значений разности показаний сухого и влажного термометров ($t_{сух} - t_{вл} \ge 0$), которые предусмотрены конкретной таблицей. Нулевая разность температур ($Δt = 0$) соответствует 100% относительной влажности, когда воздух полностью насыщен водяным паром.

При увеличении разности температур ($Δt$) между сухим и влажным термометрами, при неизменной температуре сухого термометра, значение относительной влажности в таблице уменьшается.

Объяснение этого явления заключается в процессе испарения. Влажный термометр показывает более низкую температуру, чем сухой, из-за охлаждения, вызванного испарением воды с его поверхности (с влажной ткани). Интенсивность испарения напрямую зависит от влажности окружающего воздуха. Если воздух сухой (низкая относительная влажность), вода испаряется быстро, что приводит к значительному охлаждению и, следовательно, к большой разности температур $Δt$. Если воздух влажный (высокая относительная влажность), испарение замедляется, охлаждение незначительно, и разность температур $Δt$ мала. Таким образом, большая разность температур указывает на низкую относительную влажность, и наоборот.

Ответ: Относительную влажность можно определить для неотрицательных значений разности температур ($Δt \ge 0$). При увеличении разности температур относительная влажность уменьшается. Это происходит потому, что большая разность температур свидетельствует о более интенсивном испарении, что характерно для более сухого воздуха.

Цель работы:

Цель работы заключается в том, чтобы научиться определять ключевые параметры микроклимата помещения (температуру, относительную и абсолютную влажность) с использованием психрометрического метода и сравнивать полученные данные с установленными санитарно-гигиеническими нормами для оценки комфортности среды.

Ответ: Определить температуру, относительную и абсолютную влажность воздуха в помещении, используя данные психрометрической таблицы; сравнить полученные результаты с санитарными нормами.

Порядок выполнения работы

1. Выполните рисунок шкалы термометра.

На предоставленной миллиметровой бумаге необходимо начертить шкалу комнатного термометра. Для этого следует: 1. Начертить вертикальную линию — ось шкалы. 2. Нанести на неё равномерные деления. Например, можно отметить крупные деления, подписанные цифрами (например, 10, 20, 30), через каждые 5 или 10 клеток. 3. Между крупными делениями нанести более мелкие, соответствующие одному градусу (например, через каждую клетку). 4. Рядом со шкалой указать единицу измерения — °C. Это задание выполняется практически на бумаге.

2. Вычислите цену деления термометра: C =

Цена деления (C) — это значение наименьшего деления шкалы прибора. Она вычисляется по формуле: $C = \frac{A - B}{n}$, где $\text{A}$ и $\text{B}$ — значения двух любых оцифрованных штрихов шкалы ($A > B$), а $\text{n}$ — число делений (промежутков) между ними. Например, для штрихов 20°C и 30°C с 10 делениями между ними, цена деления будет $C = \frac{30 \text{°C} - 20 \text{°C}}{10} = 1 \text{°C}$.

Ответ: $C = 1 \text{°C}$ (для термометра с делениями через каждый градус).

3. Запишите формулу для вычисления относительной влажности воздуха φ (1):

Относительная влажность воздуха ($\phi$) определяется как отношение абсолютной влажности воздуха ($\rho$) к плотности насыщенного водяного пара ($\rho_0$) при той же температуре, выраженное в процентах.

Ответ: $\phi = \frac{\rho}{\rho_0} \times 100\%$

4. Получите из неё формулу для вычисления абсолютной влажности воздуха ρ (2):

Для нахождения формулы абсолютной влажности ($\rho$) необходимо выразить её из формулы (1). Для этого преобразуем формулу относительной влажности: $\phi = \frac{\rho}{\rho_0} \times 100\%$. Сначала разделим обе части на 100%: $\frac{\phi}{100\%} = \frac{\rho}{\rho_0}$. Затем умножим обе части на $\rho_0$: $\rho = \rho_0 \cdot \frac{\phi}{100\%}$.

Ответ: $\rho = \frac{\phi \cdot \rho_0}{100\%}$

Результаты измерений и вычислений (Пункты 5-11)

Проведём расчёты, используя примерные данные для жилой комнаты.

Дано:

Показания сухого термометра: $t_{сух} = 22 \text{°C}$
Показания влажного термометра: $t_{вл} = 17 \text{°C}$

Найти:

$Δt, \phi, \rho_0, \rho$

Решение:

1. Разность показаний термометров: $Δt = t_{сух} - t_{вл} = 22 \text{°C} - 17 \text{°C} = 5 \text{°C}$.

2. Относительная влажность $\phi$: по психрометрической таблице для $t_{сух} = 22 \text{°C}$ и $Δt = 5 \text{°C}$ находим $\phi = 58\%$.

3. Плотность насыщенного пара $\rho_0$: по таблице плотности насыщенного водяного пара при температуре $t_{сух} = 22 \text{°C}$ находим $\rho_0 = 19,4 \text{ г/м³}$.

4. Абсолютная влажность $\rho$: вычисляем по формуле (2): $\rho = \frac{58 \cdot 19,4 \text{ г/м³}}{100} \approx 11,25 \text{ г/м³}$.

Результаты занесём в таблицу.

Показания сухого термометra, °С	22	Относительная влажность воздуха φ, %	58
Показания влажного термометра, °С	17	Плотность насыщенного пара при комнатной температуре, ρ₀, г/м³	19,4
Разность показаний термометров, °С	5	Абсолютная влажность ρ, г/м³	11,25

Ответ: Результаты измерений и вычислений, основанные на примерных данных, представлены в таблице.

12. Используя результаты лабораторной работы и санитарно-гигиенические нормы, сделайте вывод о соответствии состояния воздушной среды в комнате санитарным требованиям и дайте свои рекомендации по улучшению её состояния (если это необходимо).

Решение:

Санитарно-гигиенические нормы для жилых помещений в холодный период года устанавливают оптимальные параметры микроклимата: температура воздуха — 20–22 °C, относительная влажность — 40–60%.

Полученные в ходе условного эксперимента результаты ($t_{сух} = 22 \text{°C}$, $\phi = 58\%$) сравниваем с нормативными значениями. Температура воздуха 22 °C находится в пределах нормы. Относительная влажность 58% также соответствует норме.

Вывод: На основании проведённых измерений можно заключить, что состояние воздушной среды в комнате соответствует санитарно-гигиеническим требованиям, микроклимат является комфортным.

Рекомендации: Поскольку параметры микроклимата находятся в пределах нормы, специальные меры по его улучшению не требуются. Для поддержания здоровой атмосферы рекомендуется регулярно проветривать помещение.

Ответ: На основе проведённых измерений (температура 22 °C, относительная влажность 58%) можно сделать вывод, что состояние воздушной среды в комнате соответствует санитарным нормам. Рекомендуется регулярно проветривать помещение для поддержания здорового микроклимата.