Radiačná bilancia atmosféry a podložného povrchu, súčet prítoku a odtoku sálavej energie absorbovanej a emitovanej atmosférou a podložným povrchom. Pre atmosféru sa radiačná bilancia skladá z prichádzajúcej časti - absorbovaného priameho a rozptýleného slnečného žiarenia, ako aj absorbovaného dlhovlnného (infračerveného) žiarenia. zemského povrchu, a spotrebná časť - tepelné straty v dôsledku dlhovlnného vyžarovania atmosféry smerom k zemskému povrchu (tzv. atmosférické protižiarenie) a do svetového priestoru.

Vstupná časť radiačnej bilancie podkladového povrchu pozostáva z: priameho a difúzneho slnečného žiarenia absorbovaného podkladovým povrchom, ako aj absorbovaného atmosférického protižiarenia; spotrebná časť pozostáva z tepelných strát podkladovým povrchom v dôsledku vlastného tepelného žiarenia. Radiačná bilancia je neoddeliteľnou súčasťou tepelnej bilancie atmosféry a podkladového povrchu.

Definujte vlastnosti vlhkosti vzduchu

Zemská atmosféra obsahuje asi 14 tisíc km3 vodnej pary. Voda sa do atmosféry dostáva v dôsledku vyparovania z podkladového povrchu. V atmosfére vlhkosť kondenzuje, pohybuje sa vzdušnými prúdmi a opäť padá vo forme rôznych zrážok na povrch Zeme, čím dochádza k neustálemu kolobehu vody. Vodný cyklus je možný vďaka schopnosti vody byť v troch skupenstvách (kvapalné, pevné, plynné (pary)) a ľahko prechádzať z jedného stavu do druhého. Cirkulácia vlhkosti je jedným z najdôležitejších cyklov tvorby klímy.

Na kvantifikáciu obsahu vodnej pary v atmosfére použite rôzne vlastnosti vlhkosť vzduchu. Hlavnými charakteristikami vlhkosti vzduchu sú elasticita vodnej pary a relatívna vlhkosť.

Elasticita (skutočná) vodnej pary (e) - tlak vodnej pary v atmosfére sa vyjadruje v mm. rt. čl. alebo v milibaroch (mb). Číselne sa takmer zhoduje s absolútnou vlhkosťou (obsah vodnej pary vo vzduchu v g / m3), preto sa elasticita často nazýva absolútna vlhkosť. Elasticita nasýtenia (maximálna elasticita) (E) - hranica obsahu vodnej pary vo vzduchu pri danej teplote. Hodnota elasticity nasýtenia závisí od teploty vzduchu, čím vyššia je teplota, tým viac môže obsahovať vodnú paru.

Ak vzduch obsahuje menej vodnej pary, ako je potrebné na jej nasýtenie pri danej teplote, dá sa určiť, ako blízko je vzduch k nasýteniu. Za týmto účelom vypočítajte relatívnu vlhkosť.

Relatívna vlhkosť (r) - pomer skutočnej elasticity vodnej pary k elasticite nasýtenia, vyjadrený v percentách.

Sú aj iní dôležité vlastnosti vlhkosť, ako je deficit vlhkosti a rosný bod.

Deficit vlhkosti (D) - rozdiel medzi elasticitou nasýtenia a skutočnou elasticitou:

Rosný bod fє - teplota, pri ktorej by ho vodná para obsiahnutá vo vzduchu mohla nasýtiť. Napríklad vzduch s teplotou 27°C má e = 27,4 mb. Nasýti sa pri teplote 20 °C, čo bude rosný bod.

Často z televíznych obrazoviek alebo z rozhlasových reproduktorov počujeme o tlaku a vlhkosti vzduchu. Málokto však vie, od čoho závisia ich ukazovatele a ako tá či oná z ich hodnôt ovplyvňuje ľudské telo.

Na stanovenie nasýtenia vzduchu vodnou parou sa používajú špeciálne prístroje: psychrometre a hustomery. Augustov psychrometer je tyčinka s dvoma teplomermi: mokrým a suchým.

Prvý je zabalený do handričky namočenej vo vode, ktorá po odparení ochladzuje jeho telo. Na základe údajov týchto teplomerov určujú tabuľky relatívnu vlhkosť vzduchu. Existuje mnoho rôznych hustomerov, ich práca môže byť založená na hmotnosti, filme, elektrickom alebo vlasovom, ako aj na množstve ďalších princípov fungovania. V posledných rokoch si získali obľubu integrované meracie senzory. Na kontrolu presnosti sa používajú hydrostaty.

Zemská atmosféra obsahuje asi 14 tisíc km 3 vodnej pary. Voda sa do atmosféry dostáva v dôsledku vyparovania z podkladového povrchu. V atmosfére vlhkosť kondenzuje, pohybuje sa vzdušnými prúdmi a opäť padá vo forme rôznych zrážok na povrch Zeme, čím dochádza k neustálemu kolobehu vody. Vodný cyklus je možný vďaka schopnosti vody byť v troch skupenstvách (kvapalné, pevné, plynné (pary)) a ľahko prechádzať z jedného stavu do druhého. Cirkulácia vlhkosti je jedným z najdôležitejších cyklov tvorby klímy.

Na kvantifikáciu obsahu vodnej pary v atmosfére sa používajú rôzne charakteristiky vlhkosti vzduchu. Hlavnými charakteristikami vlhkosti vzduchu sú tlak vodnej pary a relatívna vlhkosť.

Elasticita(skutočné) vodná para e) - tlak vodnej pary v atmosfére sa vyjadruje v mm Hg. alebo v milibaroch (mb). Číselne sa takmer zhoduje s absolútnou vlhkosťou (obsah vodnej pary vo vzduchu v g / m 3), preto sa elasticita často nazýva absolútna vlhkosť. Elasticita nasýtenia(maximálna elasticita) (E) - hranica obsahu vodnej pary vo vzduchu pri danej teplote. Hodnota elasticity nasýtenia závisí od teploty vzduchu, čím vyššia je teplota, tým viac môže obsahovať vodnú paru.

Závislosť maximálnej elasticity od teploty.

Ak vzduch obsahuje menej vodnej pary, ako je potrebné na jej nasýtenie pri danej teplote, dá sa určiť, ako blízko je vzduch k nasýteniu. Za týmto účelom vypočítajte relatívnu vlhkosť.

Relatívna vlhkosť(r) je pomer skutočného tlaku vodnej pary k elasticite nasýtenia, vyjadrený v percentách:

Rozloženie priemernej mesačnej relatívnej vlhkosti v júli (%) (podľa S.G. Lyubushkina a ďalších).

Rozloženie priemernej mesačnej relatívnej vlhkosti v januári (%) (podľa S.G. Lyubushkina a ďalších).

Keď je nasýtený, e \u003d E, r \u003d 100%.

Existujú ďalšie dôležité charakteristiky vlhkosti, ako je deficit vlhkosti a rosný bod.

Nedostatok vlhkosti(D) je rozdiel medzi elasticitou saturácie a skutočnou elasticitou:

Rosný bodτº je teplota, pri ktorej by ho vodná para obsiahnutá vo vzduchu mohla nasýtiť. Napríklad vzduch s teplotou 27ºС má e = 27,4 mb. Nasýti sa pri teplote 20ºС, čo bude rosný bod.

Literatúra

1. Zubaščenko E.M. Regionálna fyzická geografia. Klímy Zeme: učebná pomôcka. Časť 1. / E.M. Zubaščenko, V.I. Shmykov, A.Ya. Nemykin, N.V. Polyakov. - Voronež: VGPU, 2007. - 183 s.

Skutočný tlak vodnej pary -e - ním vyvíjaný tlak sa meria v mm Hg. alebo milibarov.

Elasticita V.p. v stave nasýtenia je tzv saturačná elasticita - E - toto je maximálna možná elasticita vp pre dané t 0 . Elasticita nasýtenia sa zvyšuje s t 0 vzduchu: pri vyššom t 0 je vzduch schopný udržať viac VP ako pri nižšom.

Na každých 10 0 C sa saturačná elasticita zvyšuje ≈ 2 krát.

Ak vzduch obsahuje v.p. menej, ako je potrebné na jeho nasýtenie pri danom to, je možné určiť, ako blízko je vzduch k nasýteniu. Na to je určené relatívna vlhkosť - r - (charakterizuje stupeň nasýtenia vzduchu vodnou parou).

r = e/E ∙ 100%

Pri nasýtení e = E a r = 100 %

Absolútna vlhkosť vzduchu - hustota vodnej pary -a (vyjadrené v gramoch na 1 m 3 vzduchu).

Nedostatok vlhkosti D - rozdiel medzi elasticitou saturácie E a skutočný tlak pár e pri danom t 0 vzduchu.

D = E - e

Rosný bod τ - t 0, pri ktorom ce obsiahnuté vo vzduchu Môže nasýtiť vzduch.

Kondenzácia- prechod vody z plynného skupenstva do kvapalného nastáva v atm. vo forme tvorby drobných kvapôčok s priemerom niekoľkých mikrónov. Väčšie kvapôčky vznikajú, keď sa malé kryštály ľadu spájajú alebo topia.

Vo vzduchu nasýtená vodná para, keď vzduch t 0 klesne na rosný bod τ alebo zvýšenie počtu v.p. deje kondenzácia, pri t 0 pod 0 0 С sa voda, ktorá obchádza kvapalný stav, môže premeniť na pevnú a vytvárať ľadové kryštály; tento proces sa nazýva sublimácia.

Ku kondenzácii a sublimácii môže dochádzať vo vzduchu na kondenzačných jadrách, na zemskom povrchu a rôznych predmetoch. Najdôležitejšími jadrami kondenzácie sú častice najmä rozpustných hygroskopických solí morská soľ(dostávajú sa do vzduchu pri rozbúrenom mori, pri rozstrekovaní morskej vody a pod.).

Keď t 0 ochladzovania vzduchu z podkladového povrchu dosiahne rosný bod, na studený povrch sa z neho ukladá rosa, námraza, námraza, tekuté a tuhé (mrázové) nájazdy a ľad.

4. Oblaky a ich vznik, štruktúra, štruktúra, vrstvy.

Ak v určitej výške nad povrchom dôjde ku kondenzácii (sublimácii) vodnej pary, tak mraky.Od hmly sa líšia svojou polohou v atmosfére, fyzickou štruktúrou a rozmanitosťou foriem.

oblaky - hromadenie produktov kondenzácie a sublimácie, ich výskyt je spojený s adiabatickým ochladzovaním stúpajúceho vzduchu. Stúpajúci vzduch sa postupne ochladzuje, dosahuje hranicu, kde sa jeho t 0 rovná rosnému bodu. Táto hranica je tzv úroveň kondenzácie. Nad ním sa v prítomnosti kondenzačných jadier môžu vytvárať oblaky. Spodná hranica oblakov sa zhoduje s úrovňou kondenzácie. Kryštalizácia nastáva pri t 0 pod -10 0 C. Pokles pod kond. kvapôčky oblakov sa môžu odparovať.

Mraky sú prenášané vzdušnými prúdmi. Ak je relatívna vlhkosť vzduchu obsahujúca oblaky, klesá potom môžu odparovať. Za určitých podmienok časť prvkov oblaku sa konsoliduje, stáva sa ťažším a môže vypadnúť z oblaku vo forme zrážok.

Podľa štruktúry sa oblaky delia do 3 tried:

1) voda (kvapkanie) - pri kladnom t 0 pozostávajú z kvapiek s priemerom tisícin a stotín mm, pri zápornom t 0 z podchladených kvapiek;

2) ľad (kryštalický) - vznikajú pri dostatočne nízkom t 0;

3) zmiešané - pozostávajú zo zmesi podchladených kvapiek a ľadových kryštálov, ktoré sa tvoria pri mierne negatívnom t 0.

Formy oblakov sú veľmi rôznorodé. V modernej medzinárodnej klasifikácii sú rozdelené do 10 rodov, v ktorých sa rozlišuje značný počet druhov, odrôd a ďalších znakov.

Medzinárodná klasifikácia cloudu.

Mraky týchto rodov sa vyskytujú vo výškach medzi hladinou mora a tropopauzou. Obvykle sú oddelené 3 vrstvy, pričom hranice vrstiev závisia od zemepisnej šírky a podmienok t 0.

Horná vrstva oblakov: polárne zemepisné šírky - 3-8 km, mierne - 5-13 km, tropické - 6-18 km.

Stredná vrstva oblakov: polárne zemepisné šírky - 2-4 km, mierne - 2-7 km, tropické - 2-8 km.

Spodná vrstva oblačnosti: vo všetkých zemepisných šírkach - do 2 km.

Hlavné čeľade a typy oblakov a podmienky ich vzniku.

vo výške a vzhľad oblaky sú zoskupené do 4 rodín:

IV sem. - oblaky vertikálnej zástavby

10 hlavných rodov oblakov je zoskupených do rodín nasledovne.

som sem. - oblaky hornej vrstvy

1. perovitá - Cirrus (Ci)

2. cirrocumulus - Cirrocumulus (Cc)

3. cirrostratus - Cirrostatus (Cs)

II cem. - oblaky strednej vrstvy

4. vysoký - cumulus - Altocumulus (Ac)

5. vysoký - vrstvený - Altoostatus (As) (môže preniknúť do hornej vrstvy)

III sem. - oblačnosť nízkej úrovne

6. stratocumulus - Stratocumulus (Sc)

7. vrstvený - Stratus (St)

8. vrstvený - dážď - Nimbostratus (Ns) (takmer vždy sa nachádza v nižšej vrstve, ale zvyčajne preniká do nadložných vrstiev)

IV sem. - oblaky vertikálneho vývoja (základne ležia v nižšej vrstve, vrcholy zachytávajú polohy mrakov hornej vrstvy)

9. cumulus - Cumulus (Cu)

10. cumulonimbus - Cumulonimbus (vrátane búrok a prehánok)

Povaha a tvar oblakov sú určené procesmi, ktoré spôsobujú ochladzovanie vzduchu, čo vedie k tvorbe oblakov.

Existuje niekoľko genetických typov oblakov.

I. Oblaky konvekcie(cumulus) vznikajú v dôsledku konvekcie, keď sa zohrieva nehomogénny povrch: 1) intramass(spojené s procesmi vo vnútri vzdušných hmôt); 2) čelný(vznikajú v dôsledku procesov spojených s frontami, t. j. na hraniciach medzi vzduchovými hmotami); 3) orografický(vzniká pri prúdení vzduchu na svahy hôr a kopcov).

II. zvlnené mraky vyskytujú sa prevažne pod inverznou vrstvou (stratus, stratocumulus, altostratus). V stabilných vzduchových hmotách je hlavným procesom vývoja oblačnosti slabý turbulentný prenos vodnej pary spolu so vzduchom od zemského povrchu smerom nahor a jej následné adiabatické ochladzovanie.

III. Oblaky smerom hore (stratus)- je to obrovské cloudové systémy, predĺžené pozdĺž teplých alebo studených frontov (zvlášť výrazné v prípade teplého frontu).

Zrážky

Zrážky sú voda, ktorá spadla na povrch z atmosféry vo forme dažďa, mrholenia, zŕn, snehu, krúp. Zrážky padajú hlavne z oblakov, ale nie každý oblak dáva zrážky.

Formy zrážok: dážď, mrholenie, snehové vločky, sneh, ľadové vločky, krupobitie.

Tvorba zrážok. Kvapky vody a ľadové kryštály v oblaku sú veľmi malé, vzduch ich ľahko drží, dokonca aj slabé stúpavé prúdy ich nesú nahor. Pre vznik zrážok je potrebné zväčšiť oblakové prvky, aby dokázali prekonať stúpavé prúdy. K zväčšeniu dochádza, 1) ako výsledok splynutia kvapiek a priľnavosti kryštálov; 2) v dôsledku vyparovania niektorých prvkov oblaku, difúzneho prenosu a kondenzácie vodnej pary na iných prvkoch (najmä v zmiešaných oblakoch). Podľa pôvodu sa zrážky rozlišujú: 1) konvekčné (vznikajú v horúcej zóne - od južného po severný obratník), 2) orografické a 3) frontálne (vznikajú, keď sa vzduchové hmoty stretávajú s rôznymi t 0 a inými fyzikálnymi vlastnosťami, vypadávajú). teplého vzduchu v miernych a studených oblastiach).

Charakter zrážok závisí od podmienok ich vzniku: mrholenie, prívalové a súvislé zrážky.

Charakteristika zrážkového režimu. Denný chod zrážok (zhoduje sa s denným chodom oblačnosti) a jeho druhy: 1) kontinentálne (má 2 maximá - ráno a popoludní a 2 minimá - v noci a predpoludním) a 2) morské (pobrežné ) - 1 maximum (v noci) a 1 minimum (deň).

Ročný chod zrážok, t.j. zmena množstva zrážok po mesiacoch v rôznych klimatických pásmach je rôzna. Hlavné typy ročných zrážok sú: 1) rovníkové (zrážky klesajú rovnomerne počas roka, max je obdobie rovnodennosti); 2) monzúnové (max - v lete, min - v zime - subekvatoriálne klimatické pásmo a východné okraje kontinentov v mŕtvych a subtropických pásmach, najmä v Eurázii resp. Severná Amerika); 3) Stredomorie (max - v zime, min - v lete; západné okraje kontinentov v subtropickom pásme); 4) kontinentálne mierne pásmo (v teplom období 2-3x viac; pri presune do vnútrozemia úhrn zrážok klesá); 5) morské mierne pásmo (klesá rovnomerne počas ročných období, malé maximum na jeseň av zime).

Späť dopredu

Pozor! Ukážka snímky slúži len na informačné účely a nemusí predstavovať celý rozsah prezentácie. Ak vás táto práca zaujala, stiahnite si plnú verziu.

• poskytnúť asimilácia koncepcia vlhkosti vzduchu ;
• rozvíjať samostatnosť študenta; myslenie; schopnosť vyvodzovať závery, rozvoj praktických zručností pri práci s fyzickými zariadeniami;
• šou praktické využitie a význam tejto fyzikálnej veličiny.

Typ lekcie: lekcia učenie nového materiálu .

Vybavenie:

• pre čelnú prácu: pohár vody, teplomer, kúsok gázy; vlákna, psychrometrická tabuľka.
• na ukážky: psychrometer, vlasové a kondenzačné vlhkomery, hruška, lieh.

Počas vyučovania

I. Skontrolujte a skontrolujte domácu úlohu

1. Formulujte definíciu procesov odparovania a kondenzácie.

2. Aké druhy vaporizácie poznáte? Ako sa od seba líšia?

3. Za akých podmienok sa kvapalina vyparuje?

4. Od akých faktorov závisí rýchlosť odparovania?

5. Aké je špecifické teplo vyparovania?

6. Na čo sa spotrebuje množstvo tepla dodaného počas vaporizácie?

7. Prečo je hello jar jednoduchšie?

8. Je vnútorná energia 1 kg vody a pary rovnaká pri teplote 100 °C?

9. Prečo sa voda vo fľaši tesne uzavretej korkom neodparí?

II. Učenie nového materiál

Vodná para vo vzduchu, napriek obrovskému povrchu riek, jazier, oceánov, nie je nasýtená, atmosféra je otvorená nádoba. Pohyb vzdušných hmôt vedie k tomu, že niekde v danom momente prevažuje vyparovanie vody nad kondenzáciou a inde naopak.

Atmosférický vzduch je zmesou rôznych plynov a vodnej pary.

Tlak, ktorý by vytvorila vodná para, keby všetky ostatné plyny chýbali, sa nazýva čiastočný tlak (alebo elasticita) vodná para.

Hustotu vodnej pary obsiahnutej vo vzduchu možno považovať za charakteristiku vlhkosti vzduchu. Táto hodnota sa nazýva absolútna vlhkosť [g/m3].

Poznanie parciálneho tlaku vodnej pary alebo absolútnej vlhkosti nehovorí nič o tom, ako ďaleko je vodná para od nasýtenia.

Na tento účel sa zavedie hodnota, ktorá ukazuje, ako blízko je vodná para pri danej teplote nasýteniu - relatívna vlhkosť.

Relatívna vlhkosť nazývaný pomer absolútnej vlhkosti na hustotu 0 nasýtenej vodnej pary pri rovnakej teplote, vyjadrenú v percentách.

P - parciálny tlak pri danej teplote;

P 0 - tlak nasýtenej pary pri rovnakej teplote;

absolútna vlhkosť;

0 je hustota nasýtenej vodnej pary pri danej teplote.

Tlak a hustotu nasýtených pár pri rôznych teplotách možno zistiť pomocou špeciálnych tabuliek.

Keď sa vlhký vzduch ochladzuje pri konštantnom tlaku, jeho relatívna vlhkosť stúpa, čím je teplota nižšia, tým je parciálny tlak pár vo vzduchu bližšie k tlaku nasýtených pár.

Teplota t, do ktorého sa vzduch musí ochladiť, aby para v ňom dosiahla stav nasýtenia (pri danej vlhkosti, vzduchu a konštantnom tlaku), tzv. rosný bod.

Tlak nasýtenej vodnej pary pri teplote vzduchu rovný rosný bod, je parciálny tlak vodnej pary v atmosfére. Keď sa vzduch ochladí na rosný bod, výpary začnú kondenzovať. : objavuje sa hmla, padá rosa. Rosný bod charakterizuje aj vlhkosť vzduchu.

Vlhkosť vzduchu je možné určiť pomocou špeciálnych prístrojov.

1. Kondenzačný vlhkomer

Používa sa na určenie rosného bodu. Toto je najpresnejší spôsob zmeny relatívnej vlhkosti.

2. Vlasový vlhkomer

Jeho pôsobenie je založené na vlastnosti odtučnených ľudských vlasov s a predlžujú sa so zvyšujúcou sa relatívnou vlhkosťou.

Používa sa v prípadoch, keď nie je potrebná vysoká presnosť pri určovaní vlhkosti vzduchu.

3. Psychrometer

Zvyčajne sa používa v prípadoch, keď je potrebné dostatočne presné a rýchle určenie vlhkosti vzduchu.

Hodnota vlhkosti vzduchu pre živé organizmy

Pri teplote 20-25°C sa za najpriaznivejší pre život človeka považuje vzduch s relatívnou vlhkosťou 40% až 60%. Keď má prostredie vyššiu teplotu ako je teplota ľudského tela, dochádza k zvýšenému poteniu. Nadmerné potenie vedie k ochladzovaniu tela. Takéto potenie je však pre človeka výraznou záťažou.

Škodlivá je aj relatívna vlhkosť pod 40 % pri bežnej teplote vzduchu, ktorá vedie k zvýšenej strate vlhkosti v organizmoch, čo vedie k dehydratácii. Obzvlášť nízka vlhkosť vnútorného vzduchu v zime; je to 10-20%. Pri nízkej vlhkosti vzduchu, rýchle odparovanie vlhkosť z povrchu a vysychanie sliznice nosa, hrtana, pľúc, čo môže viesť k zhoršeniu pohody. Tiež, keď je vlhkosť nízka, vonkajšie prostredie patogény pretrvávajú dlhšie a na povrchu predmetov sa hromadí viac statického náboja. Preto sa v zime zvlhčovanie vykonáva v obytných priestoroch pomocou poréznych zvlhčovačov. Rastliny sú dobré zvlhčovače.

Ak je relatívna vlhkosť vysoká, potom hovoríme, že vzduch vlhké a dusivé. Vysoká vlhkosť je deprimujúca, pretože odparovanie je veľmi pomalé. Koncentrácia vodnej pary vo vzduchu je v tomto prípade vysoká, v dôsledku čoho sa molekuly zo vzduchu vracajú do kvapaliny takmer tak rýchlo, ako sa vyparujú. Ak sa pot z tela vyparuje pomaly, telo sa ochladzuje veľmi slabo a necítime sa celkom príjemne. Pri 100% relatívnej vlhkosti nemôže k odparovaniu vôbec dôjsť – za takýchto podmienok mokré oblečenie alebo mokrá pokožka nikdy nevyschnú.

Z kurzu biológie viete o rôznych úpravách rastlín v suchých oblastiach. Ale rastliny sú prispôsobené vysokej vlhkosti. Takže vlasť Monstera - vlhký rovníkový les Monstera, s relatívnou vlhkosťou blízkou 100%, "plače", odstraňuje prebytočnú vlhkosť cez otvory v listoch - hydatódy. V moderných budovách sa klimatizácia používa na vytváranie a udržiavanie vnútorného ovzdušia, ktoré je najpriaznivejšie pre pohodu ľudí. Zároveň sa automaticky reguluje teplota, vlhkosť, zloženie vzduchu.

Pri tvorbe námrazy hrá dôležitú úlohu vlhkosť. Ak je vlhkosť vysoká a vzduch je blízko nasýtenia parou, potom keď teplota klesne, vzduch sa môže nasýtiť a začne klesať rosa. Ale keď vodná para kondenzuje, uvoľňuje sa energia (špecifické teplo vyparovania pri teplote blízko 0 °C je 2490 kJ / kg), preto sa vzduch pri povrchu pôdy počas tvorby rosy neochladí pod rosný bod a zníži sa pravdepodobnosť mrazov. Pravdepodobnosť zamrznutia závisí v prvom rade od rýchlosti poklesu teploty a

Po druhé, z vlhkosti vzduchu. Na viac či menej presné predpovedanie pravdepodobnosti zamrznutia stačí poznať jeden z týchto údajov.

Kontrolné otázky:

1. Čo znamená vlhkosť vzduchu?
2. Aká je absolútna vlhkosť vzduchu? Aký vzorec vyjadruje význam tohto pojmu? V akých jednotkách sa vyjadruje?
3. Čo je tlak vodnej pary?
4. Aká je relatívna vlhkosť vzduchu? Aké vzorce vyjadrujú význam tohto pojmu vo fyzike a meteorológii? V akých jednotkách sa vyjadruje?
5. Relatívna vlhkosť 70%, čo to znamená?
6. Čo sa nazýva rosný bod?

Aké prístroje sa používajú na meranie vlhkosti vzduchu? Aké sú subjektívne pocity vlhkosti vzduchu u človeka? Po nakreslení obrázku vysvetlite štruktúru a princíp činnosti vlasového a kondenzačného vlhkomera a psychrometra.

Laboratórna práca č. 4 "Meranie relatívnej vlhkosti vzduchu"

Účel: naučiť sa určiť relatívnu vlhkosť vzduchu, rozvíjať praktické zručnosti pri práci s fyzickými zariadeniami.

Vybavenie: teplomer, gázový obväz, voda, psychometrický stôl

Počas vyučovania

Pred vykonaním práce je potrebné upozorniť žiakov nielen na obsah a postup práce, ale aj na pravidlá manipulácie s teplomermi a sklenenými nádobami. Je potrebné pripomenúť, že po celú dobu, kým sa teplomer nepoužíva na meranie, musí byť v puzdre. Pri meraní teploty by ste mali teplomer držať za horný okraj. To vám umožní určiť teplotu s najväčšou presnosťou.

Prvé merania teploty by sa mali robiť suchým teplomerom, táto teplota v hľadisku sa počas prevádzky nemení.

Na meranie teploty mokrým teplomerom je lepšie vziať kúsok gázy ako handričku. Gáza veľmi dobre saje a presúva vodu z mokrého konca na suchý.

Pomocou psychrometrickej tabuľky je ľahké určiť hodnotu relatívnej vlhkosti.

Nechať byť tc = h= 22 °С, t m \u003d t 2= 19 °C. Potom t = tc- 1 W = 3 °C.

Nájdite relatívnu vlhkosť z tabuľky. V tomto prípade sa rovná 76 %.

Pre porovnanie si môžete zmerať relatívnu vlhkosť vonkajšieho vzduchu. Na tento účel možno skupinu dvoch alebo troch študentov, ktorí úspešne dokončili hlavnú časť práce, požiadať, aby vykonali podobné merania na ulici. Nemalo by to trvať dlhšie ako 5 minút. Získanú hodnotu vlhkosti možno porovnať s vlhkosťou v triede.

Výsledky práce sú zhrnuté v záveroch. Mali by si všimnúť nielen formálne hodnoty konečných výsledkov, ale tiež uviesť dôvody, ktoré vedú k chybám.

III. Riešenie problémov

Keďže táto laboratórna práca je obsahovo pomerne jednoduchá a objemovo malá, zvyšok hodiny môže byť venovaný riešeniu problémov na študovanú tému. Na riešenie problémov nie je potrebné, aby ich všetci žiaci začali riešiť naraz. Ako práca postupuje, môžu dostávať úlohy individuálne.

Môžete navrhnúť nasledujúce jednoduché úlohy:

Vonku padá studený jesenný dážď. V takom prípade bielizeň zavesená v kuchyni schne rýchlejšie: keď je okno otvorené alebo keď je zatvorené? prečo?

Vlhkosť je 78% a suchý teplomer je 12°C. Akú teplotu ukazuje mokrý teplomer? (Odpoveď: 10 °C.)

Rozdiel medzi suchým a mokrým teplomerom je 4°C. Relatívna vlhkosť vzduchu 60%. Aké sú hodnoty suchého a mokrého žiarovky? (Odpoveď: t c -l9°С, t m= 10 °C.)

Domáca úloha

• Zopakujte odsek 17 učebnice.
• Úloha číslo 3. str. 43.

Posolstvá žiakov o úlohe vyparovania v živote rastlín a živočíchov.

Vyparovanie v živote rastlín

Pre normálnu existenciu rastlinnej bunky musí byť nasýtená vodou. Pre riasy je to prirodzený dôsledok podmienok ich existencie, pre suchozemské rastliny je to výsledok dvoch opačných procesov: absorpcia vody koreňmi a vyparovanie. Pre úspešnú fotosyntézu musia bunky suchozemských rastlín nesúce chlorofyl udržiavať čo najužší kontakt s okolitou atmosférou, ktorá im dodáva potrebný oxid uhličitý; tento úzky kontakt však nevyhnutne vedie k tomu, že voda, ktorá nasýti bunky, sa neustále vyparuje do okolitého priestoru a tá istá slnečná energia, ktorá dodáva rastline energiu potrebnú na fotosyntézu, absorbovaná chlorofylom, prispieva k zahrievaniu list, a tým k zintenzívneniu procesu odparovania.

Len veľmi málo a navyše málo organizovaných rastlín, ako sú machy a lišajníky, dokáže vydržať dlhé prerušenia dodávok vody a tento čas vydržať v stave úplného vyhynutia. Z vyšších rastlín sú toho schopní len niektorí predstavitelia skalnej a púštnej flóry, napríklad ostrica, bežná v pieskoch Karakum. Pre veľkú väčšinu veľkých rastlín by bolo takéto vysychanie fatálne, a preto sa ich odtok vody približne rovná jej prítoku.

Aby sme si predstavili mieru vyparovania vody rastlinami, uveďme si nasledujúci príklad: za jedno vegetačné obdobie sa pri jednom kvitnutí slnečnice alebo kukurice odparí až 200 kg a viac vody, teda sud pevnej veľkosti! Pri takejto energetickej spotrebe je potrebná nemenej energetická ťažba vody. Na to (muzhit koreňový systém, ktorého rozmery sú obrovské, počet koreňov a koreňových vláskov pre ozimnú raž dal tieto úžasné čísla: koreňov bolo takmer štrnásť miliónov, celková dĺžka všetkých koreňov bola 600 km a ich celková plocha bola asi 225 m 2 . Tieto korene mali asi 15 miliárd koreňových vlasov. s celkovou plochou na 400 m2.

Množstvo vody, ktorú rastlina počas svojho života spotrebuje, závisí vo veľkej miere od klímy. V horúcom suchom podnebí rastliny spotrebujú o nič menej a niekedy dokonca viac vody ako vo vlhkejšom podnebí, tieto rastliny majú vyvinutejší koreňový systém a menej vyvinutý povrch listov. Rastliny vlhkých, tienistých tropických lesov, brehy vodných plôch spotrebujú najmenej vody: majú tenké široké listy, slabé korene a vodivé systémy. Rastliny v suchých oblastiach, kde je v pôde veľmi málo vody a vzduch je horúci a suchý, majú rôzne spôsoby adaptácie na tieto drsné podmienky. Zaujímavé sú púštne rastliny. Sú to napríklad kaktusy s hrubými dužinatými kmeňmi, ktorých listy sa zmenili na tŕne. Majú malý povrch s veľkým objemom, hrubé obaly, málo priepustné pre vodu a vodnú paru, s niekoľkými, takmer vždy uzavretými prieduchmi. Preto aj v extrémnych horúčavách kaktusy odparujú málo vody.

Ostatné rastliny púštnej zóny (tŕň ťavy, lucerna stepná, palina) majú tenké listy so široko otvorenými prieduchmi, ktoré sa energicky asimilujú a vyparujú, čím sa výrazne zníži teplota listov. Listy sú často pokryté silnou vrstvou sivých alebo bielych chĺpkov, ktoré predstavujú akúsi priesvitnú clonu, ktorá chráni rastliny pred prehriatím a znižuje intenzitu vyparovania.

Mnoho púštnych rastlín (perina, tumbleweed, vres) má tvrdé, kožovité listy. Takéto rastliny sú schopné tolerovať dlhodobé vädnutie. V tomto čase sú ich listy skrútené do trubice a v nej sú prieduchy.

Podmienky vyparovania sa v zime dramaticky menia. Zo zamrznutej pôdy korene nedokážu absorbovať vodu. Preto v dôsledku opadu listov klesá odparovanie vlhkosti rastlinou. Navyše, pri nedostatku listov sa na korune zdržiava menej snehu, čo chráni rastliny pred mechanickým poškodením.

Úloha odparovacích procesov pre živočíšne organizmy

Odparovanie je najľahšie kontrolovaný spôsob zníženia vnútornej energie. Akékoľvek podmienky, ktoré bránia páreniu, porušujú reguláciu prenosu telesného tepla. Takže koža, guma, plátno, syntetické oblečenie sťažuje úpravu telesnej teploty.

Potenie zohráva dôležitú úlohu pri termoregulácii organizmu, zabezpečuje stálosť telesnej teploty človeka alebo zvieraťa. V dôsledku odparovania potu klesá vnútorná energia, vďaka čomu sa telo ochladzuje.

Vzduch s relatívnou vlhkosťou 40 až 60 % sa považuje za normálny pre život človeka. Keď má prostredie vyššiu teplotu ako ľudské telo, vtedy dochádza k zvýšeniu. Bohaté potenie vedie k ochladzovaniu tela, pomáha pracovať v podmienkach vysokej teploty. Takéto aktívne potenie je však pre človeka výraznou záťažou! Ak je zároveň vysoká absolútna vlhkosť, život a práca sú ešte ťažšie (mokré trópy, niektoré dielne, napríklad farbenie).

Škodlivá je aj relatívna vlhkosť vzduchu pod 40 % pri bežnej teplote vzduchu, ktorá vedie k zvýšenej strate vlhkosti organizmu, čo vedie k dehydratácii.

Z hľadiska termoregulácie a úlohy odparovacích procesov sú niektoré živé bytosti veľmi zaujímavé. Je napríklad známe, že ťava nemôže piť dva týždne. Vysvetľuje to skutočnosť, že spotrebuje vodu veľmi hospodárne. Ťava sa ani v štyridsaťstupňových horúčavách takmer nepotí. Jeho telo je pokryté hustou a hustou srsťou - vlna chráni pred prehriatím (na chrbte ťavy sa v horúcom popoludní zohreje na osemdesiat stupňov a koža pod ňou je len do štyridsať!). Vlna tiež zabraňuje odparovaniu vlhkosti z tela (u strihanej ťavy sa potenie zvyšuje o 50%). Ťava nikdy, ani v tom najsilnejšom teple, neotvorí ústa: ak totiž otvoríte ústa dokorán, vyparíte zo sliznice ústnej dutiny veľa vody! Dýchacia frekvencia ťavy je veľmi nízka - 8-krát za minútu. Vďaka tomu opúšťa telo so vzduchom menej vody. V horúčave sa však jeho dychová frekvencia zvýši na 16-krát za minútu. (Porovnaj: býk za rovnakých podmienok dýcha 250 a pes - 300-400 krát za minútu.) Okrem toho telesná teplota ťavy v noci klesne na 34 ° a počas dňa, v horúčave, stúpne na 40 -41 °C. To je veľmi dôležité pre úsporu vody. Veľmi kuriózne zariadenie na uchovávanie vody pre budúcnosť má aj ťava.Je známe, že z tuku, keď sa v tele „spaľuje“, sa získava veľa vody – 107 g zo 100 g tuku. V prípade potreby tak ťava dokáže zo svojich hrbov vytiahnuť až pol centu vody.

Z hľadiska hospodárnosti pri spotrebe vody sú ešte úžasnejšie skokany americké (klokanové krysy). Nikdy nepijú vôbec. Potkany kengury žijú aj v arizonskej púšti a obhrýzajú semená a suché trávy. Takmer všetka voda, ktorá sa v ich tele nachádza, je endogénna, t.j. produkované v bunkách počas trávenia potravy. Pokusy ukázali, že zo 100 g perličkového jačmeňa, ktorým sa kŕmili klokaní potkany, dostali po ich strávení a oxidácii 54 g vody!

Vzduchové vaky zohrávajú dôležitú úlohu pri termoregulácii vtákov. V horúcom počasí sa vlhkosť z vnútorného povrchu vzduchových vakov vyparuje, čo pomáha ochladzovať telo. V súvislosti s tým vták v horúcom počasí otvára zobák. (Katz //./> Biofyzika na hodinách fyziky. - M .: Výchova, 1974).

n Samostatná práca

Ktoré množstvo uvoľneného tepla mriúplné spálenie 20 kg uhlia? (Odpoveď: 418 MJ)

Koľko tepla sa uvoľní pri úplnom spálení 50 litrov metánu? Vezmite hustotu metánu rovnajúcu sa 0,7 kg / m3. (Odpoveď: -1,7 MJ)

Na pohári od jogurtu je napísané: energetická hodnota 72 kcal. Vyjadrite energetickú hodnotu produktu v J.

Výhrevnosť dennej dávky stravy pre školákov vo vašom veku je cca 1,2 MJ.

1) Stačí vám skonzumovať na 100 g tučného tvarohu, 50 g pšeničného chleba, 50 g hovädzieho mäsa a 200 g zemiakov. Požadované dodatočné údaje:

• tučný tvaroh 9755;
• pšeničný chlieb 9261;
• hovädzie mäso 7524;
• zemiaky 3776.

2) Stačí Vám skonzumovať 100 g ostrieža, 50 g čerstvých uhoriek, 200 g hrozna, 100 g ražný chlieb, 20 g slnečnicového oleja a 150 g zmrzliny.

Špecifické spalné teplo q x 10 3, J / kg:

• ostriež 3520;
• čerstvé uhorky 572;
• hrozno 2400;
• ražný chlieb 8884;
• slnečnicový olej 38900;
• krémová zmrzlina 7498. ,

(Odpoveď: 1) Spotrebovaných približne 2,2 MJ - dosť; 2) Spotrebované do 3,7 MJ je dosť.)

Pri dvojhodinovej príprave na hodiny miniete okolo 800 kJ energie. Obnovíte energiu, ak vypijete 200 ml odstredeného mlieka a zjete 50 g pšeničného chleba? Hustota odstredeného mlieka je 1036 kg/m 3 . (Odpoveď: Spotrebuje sa približne 1 MJ - dosť.)

Voda z kadičky sa naliala do nádoby vyhrievanej plameňom liehovej lampy a odparila sa. Vypočítajte hmotnosť spáleného alkoholu. Vykurovanie nádoby a straty ohrevom vzduchu možno zanedbať. (Odpoveď: 1,26 g)

• Koľko tepla sa uvoľní pri úplnom spálení 1 tony antracitu? (Odpoveď: 26.8. 109 J.)
• Akú masu bioplynu treba spáliť, aby sa uvoľnilo 50 MJ tepla? (odpoveď: 2 kg.)
• Aké množstvo tepla sa uvoľní pri spaľovaní 5 litrov vykurovacieho oleja. Raft ness odoberajte vykurovací olej rovnajúci sa 890 kg / m 3. (Odpoveď: o 173 MJ.)

Na krabici sladkostí je napísané: obsah kalórií 100 g je 580 kcal. Vyjadrite obsah nylu v produkte v J.

Prečítajte si etikety rôznych potravinárskych výrobkov. Zapíšte si energiu Ja s akú hodnotu (kalorický obsah) produktov vyjadríme v jouloch alebo ka-Yuri (kilokalóriách).

Pri 1 hodinovom bicyklovaní miniete približne 2 260 000 J energie. Obnovíte si energetickú rezervu, ak zjete 200 g čerešní?