1. Влажность воздуха 10 класс

МОУ «Урмарская СОШ №1 им. Г.Е.Егорова», учитель физики Александрова Т.В.
«Тема урока: Влажность воздуха - «Загадочный туман», 10 класс.
Цель: Показать связь предмета с повседневными явлениями природы, раскрыть
физическую сущность тумана.
Задачи: 1) Повторить, обобщить и углубить знания учащихся по теме «Тепловые
явления»;
2) Воспитание эстетических чувств.
План
1. Введение.
2. Основные физические понятия темы.
3. Содержание:
а) определение тумана;
б) возникновение тумана;
в) какого цвета туман?
г) рациационнные и адвентивные туманы;
d) сколько воды в тумане?
е) как рассеять туман?
4. Вывод.
1.
Бледнеет ночь…Туманов пелена
В лощинах и лугах становится бледнее.
Звучнее лес, безжизненной луна
И серебро росы на стеклах холоднее.
Туман. Маленькие, взвешенные капельки воды в воздухе. Туманом интересуются не
только поэты и художники. Туманы волнуют сегодня диспетчеров аэропортов, работников
морских речных портов, летчиков, капитанов кораблей, водителей автомашин.
«Внимание, видимость на дорогах до 100 метров», - предупреждает нас служба погоды. И
закрываются аэродромы, встают на якорь суда, включаются сирены маяков. Сегодня на
уроке попытаемся понять физику тумана, такой ли он загадочный?
2. Пар – вещество, находящееся в газообразном состоянии при температуре ниже
критической. Присутствие водяного пара в воздухе нашей атмосферы, находящейся в
контакте с многочисленными водоемами, неизбежно. Воздух с водяными парами
называют влажным воздухом. Количественное содержание пара в воздухе, измеряемое
плотностью, выраженной в единицах г/куб. м, называют абсолютной влажностью.
Насыщенный водяной пар – пар, находящийся в динамическом равновесии со своей
жидкостью. Насколько водяной пар в воздухе далек от насыщения, далек от момента
выпадении росы, характеризуют относительной влажностью.
Вопрос: Какой воздух легче, сухой или влажный?
Задача: Сколько килограммов воды содержится в воздухе в классе в виде пара?
3
При определенных условиях водяные пары, находящиеся в воздухе, частично
конденсируются, в результате чего и возникают водяные капельки тумана, роса, иней.
В воду капель тумана конденсируется примерно не более 1% массы водяных паров. При
каких условиях возникает туман?
1) Необходимо, чтобы в воздухе содержалось достаточно большое число так называемых
ядер конденсации – центров, на которых происходит конденсация пара (ионы, капельки
воды, частички сажи, мелкие загрязнения…) В городском воздухе, вследствие его
относительно сильной загрязненности, городские туманы отличаются более высокой
плотностью и устойчивостью.
2) Для возникновения тумана необходим не просто насыщенный, а пересыщенный пар,
его плотность должна быть в несколько раз больше плотности насыщенного пара. Туманы
можно разделить на две группы – туманы охлаждения и туманы испарения.
Предположим, что имеется хорошо прогреваемый солнцем водоем. За ночь воздух над
поверхностью воды охлаждается больше, чем сама вода. И его температура оказывается
существенно ниже. Значит, прилегающий к воде остывший утренний воздух имеет более
низкую температуру, чем вода. Поэтому с теплой водной поверхности в холодный воздух
испаряется дополнительное количество пара. В результате возникает туман испарения.
Этот утренний туман весьма нестоек. Взойдет солнце и он растает без следа.
А. С. Пушкин, желая подчеркнуть быстротечность молодости и юных мечтаний, пишет:
Любви, надежды, тихой славы
Недолго нежил нас обман,
Исчезли юные забавы,
Как сон, как утренний туман
После захода солнца нагретая за день земля остывает быстрее, чем воздух. Вследствие
перехода теплоты от нагретого слоя приповерхностного воздуха к быстро остывшей земле
происходит охлаждение воздуха и возникает типичный туман охлаждения. Возникает
вечерний туман, описанный М. Ю. Лермонтовым:
И скрылся день; клубясь,
Туманы одели темные поляны
Широкой белой пеленой.
Обратим внимание на подмеченное Лермонтовым свойство тумана клубиться. Но туман
не обязательно клубится, чаще он «ползет» Это отмечает С. А. Есенин:
Пряный вечер. Гаснут зори.
По траве ползет туман.
Вопрос. Может ли весь водяной пар в воздухе конденсироваться в капельки воды?
Задача. Температура воздуха 20С, точка росы 8С. Найти абсолютную и относительную
влажность воздуха.
4
Легкая туманная дымка над морем имеет голубоватый цвет. Более плотные туманы –
белые, точнее белесые. Чтобы любоваться чистыми голубоватыми оттенками туманов,
надо ехать на природу – в луга, леса. Цвет тумана определяется световыми волнами,
которые, рассеиваясь на капельках воды, попадают в глаз наблюдателя. Капельки
диаметром больше 1 мкм рассеивают свет во всем интервале длин волн, воспринимаемых
глазом. Этим объясняется молочно белый цвет плотных туманов. Мелкие же капельки,
диаметром меньше 1 мкм, рассеивают более короткие световые волны – появляются
синеватые, голубоватые тона. На картине Клода Моне «Вестминстерское аббатство в
Лондоне» мы видим изображение аббатства сквозь густой туман, который окрашен в
красные, даже багровые тона. Это вызывало удивление у зрителей. Красные тона
появляются вследствие рассеяния крупными каплями тумана красных лучей, приходящих
к нам от заходящего солнца. Надо иметь в виду также, что химические соединения,
отравляющие воздух городов, растворяясь в каплях тумана, могут окрашивать их в
различные цветовые тона, в том числе желтоватые. Если же капли тумана относительно,
более 100 мкм, то наблюдается так называемая морось. Поэтому быстро намокает одежда
у того, кто окунулся в промозглую сырость.
Райнис в стихотворении «Туман без конца» пишет:
Туман сочится меж ветвей,
Трава сырая побелела,
Пронизывает до костей
Седою изморозью тело
Где спрятаться? Где переждать?
Туманный полог не редеет.
Настанет день… И ночь опять…
А изморось все сеет, сеет.
Вопрос. При открывании зимой форточки мы видим, как в комнату врываются белые
клубы холодного воздуха. Как объяснить наблюдаемое явление?
Задача. Какое количество воды выделится из 1 куб. м воздуха при 20С, если его объем
изотермически уменьшить в 4 раза? Первоначальная относительная влажность 75%.
5
Сельский житель рад туману. Он знает, что туман ранней весной предвещает потепление, что туман на утренней заре летом связан с выпадением росы, которая напитает
растения влагой. Иначе воспринимают туман жители городов. Трудно дышать. Ухудшается самочувствие. Для нормального существования человека необходима относительная влажность воздуха от 40 до 60%. Люди искусства любят обращаться к туману,
как к образу, помогающему выразить самые разные настроения. Ну а мы на уроке рассмотрели физику этого явления.