Исследовательская работа по физике «Влажность воздуха и ее влияние на здоровье человека» (8 класс)

Ощущения человека при изменении увлажнённости

В летний период чрезмерная увлажнённость негативно сказывается на состоянии людей. В воздушных массах содержится большое количество влаги. При увеличении температуры они «впитывают» в себя воду. Человек с трудом дышит, у него может повыситься давление. Зимой, в процессе уменьшения температурных показателей, происходит снижение влажности. Организм начинает отдавать тепло. Значение влажности в жизни человека трудно переоценить.

Если температура внешней среды высокая, но состав воздушных масс характеризуется пониженным содержанием влаги, жару переносить достаточно легко. При увеличении значений этого параметра у человека могут возникать неприятные состояния:

• повышается температура тела;
• появляется слабость и головная боль;
• учащается пульс;
• чаще становится дыхание;
• наблюдается обильное потоотделение.

При наличии низкой температуры и высокой увлажнённости организм человека наоборот будет переохлаждаться. Для того, чтобы условия проживания были комфортными, процентное содержание влаги должно находится в пределах 30-60%. В противном случае могут возникнуть проблемы со здоровьем. Кожный покров высыхает, организм обезвоживается. Сухость слизистых оболочек даёт возможность проникновения болезнетворных вирусов и бактерий.

Влажность воздуха для человека играет огромную роль. Большое содержание влаги приводит к увеличенной отдаче тепла. Организм может быстро перегреться. При длительном нахождении в подобной среде снижается иммунитет. Происходит обострение сердечных заболеваний, гипертонии и атеросклероза. Данная ситуация негативно воздействует не только на человеческий организм. Появление сырости способствует ускоренному размножению грибковых образований. Разрушаются строительные сооружения. Портятся предметы мебели и интерьера.

Может ли влажность вызвать симптомы ХОБЛ?

Некоторые факторы могут спровоцировать вспышки ХОБЛ, включая легочные раздражители, изменения погоды и инфекции. Изменение влажности также может вызвать ухудшение симптомов ХОБЛ.

Высокая влажность

Высокий уровень влажности может усугубить симптомы по ряду причин. Влажный воздух плотный, благодаря высокому содержанию воды. Эта плотность может увеличить сопротивление дыхательных путей. В результате человеку может потребоваться больше усилий для дыхания, что ухудшает симптомы ХОБЛ, включая одышку и усталость. Влажная, жаркая погода также требует, чтобы организм работал больше. Расходование энергии требует большего количества кислорода, что может вызвать одышку.

В исследовании 2021 года, в которое вошли 82 человека с ХОБЛ, ученые попросили участников записывать симптомы и уровни температуры и влажности в помещении каждый день в течение 18 месяцев. Результаты показали, что высокий уровень влажности способствовал обострению симптомов ХОБЛ.

Повышенная влажность может также стимулировать рост плесени в доме или на рабочем месте, а плесень является еще одним распространенным триггером ХОБЛ.

Болезнь приводит к тому, что дыхательные пути становятся более чувствительными. Общие аллергены могут раздражать легкие, вызывая кашель, свистящее дыхание и увеличение слизи.

Воздействие изменения содержания влаги в воздухе на мебель и предметы быта

От состава воздушных масс зависит не только наше хорошее самочувствие. Значение влажности в быту подлежит особому рассмотрению. Очень тонко реагируют на изменение процентного содержания влаги изделия из древесины. Ухудшается состояние мебели, интерьерных конструкций и музыкальных инструментов. При высокой увлажнённости деревянные покрытия деформируются и изменяют свою форму.

Сухой воздух не менее опасен для бытовых предметов. Это становится особенно заметно при наступлении холодов и включении центрального отопления:

• мебельная поверхность трескается;
• паркет начинает расслаиваться;
• музыкальные инструменты труднее настраиваются.

Сухой воздух негативно сказывается на состоянии художественных произведений искусства. От поверхности картин отслаивается краска. Именно поэтому в помещении крупных музеев и выставочных залов устанавливаются специальные устройства, которые фиксируют изменение показателей состава воздушных масс.

К чему приводит повышенная влажность?

Даже если на ваши стенах пока только небольшие подтеки, черные точки — уже пора «бить тревогу». Эксперты доказали, что вредоносные бактерии размножаются в течение 24-28 часов после появления.

Влага приводит к образованию и распространению

:

● Бактерий

— колонии этих микроорганизмов живут на штукатурке, паркете, плитах. Антибактериальные средства чаще всего не справляются со всем объемом паразитов, не до конца уничтожая их.

● Плесени —

приводит к развитию и обострению респираторных и аллергических заболеваний. Плесень зачастую «виновник» слабого здоровья и частого плохого самочувствия как взрослых, так и детей.

Еще один «вредитель» — это сырость. Из-за ее присутствия в доме обостряются сезонные болезни, а также аллергия и ОРВИ. Сырое помещение — идеально для развития инфекционных заболеваний. Первыми от аномальной влаги страдают юные жильцы — дети.

Влажность воздуха и метрология

Вода покрывает всю поверхность земли. Она содержится в любом живом организме. В атмосферный состав входит 15 000 км3 влаги. Она представляет собой следующие образования:

• капли воды;
• снежные кристаллы;
• водяной пар.

Количество водяных паров влияет на погодные и климатические условия. Океаны, моря, озёра и реки занимают огромную площадь. Несмотря на это содержание воды в атмосфере над различными участками планеты не одинаково. В результате перемещения воздуха в отдельных местах земной поверхности жидкость испаряется быстрее, чем происходит её конденсация.

Влажность в метеорологии характеризуется с помощью нескольких параметров:

• под абсолютной влажностью понимают плотность водяных паров, содержащихся в воздушных массах;
• то, что называют относительной влажностью воздуха, является отношением давления, которое создают водяные пары при определённых температурных показателях к давлению паров, находящихся в насыщенном состоянии.

Относительная влажность воздуха, другими словами, показывает уровень насыщения водяного пара.

Информация для населения

Влияние влажности воздуха на здоровье человека

Погодно-климатические условия интенсивно влияют на самочувствие людей, способны улучшать или ухудшать состояние нашего здоровья. Немаловажным параметром с этой точки зрения является влажность воздуха. Влажность воздуха обусловлена количеством водяного пара, содержащегося в нём. Для обозначения уровня влажности воздуха существуют такие понятия, как: — абсолютная влажность, измеряющаяся в г/м3 (показывает, сколько граммов воды содержит один кубический метр воздуха) и более привычная и удобная для восприятия — относительная влажность, измеряющаяся в % (показывает степень насыщенности воздуха водяными парами). Способность воздуха удерживать в себе пары воды в том или ином количестве определяет наши понятия о воздухе «сухом» и «влажном». «Сухим» воздухом считается тот, который способен воспринять довольно значительное количество водяных паров, чтобы дойти до состояния насыщения, и «влажным» — тот, который при незначительной прибавке водяного пара насыщается этим паром. Воздух с относительной влажностью менее 55% считается сухим, от 56% до 70% умеренно сухим, от 71% до 85% умеренно влажным, свыше 85% сильно влажным. Приемлемые значения относительной влажности воздуха находятся в пределах от 30 до 70%. Оптимальные значения относительной влажности воздуха в средних климатических условиях, благотворно влияющие на наше здоровье, лежат в диапазоне от 40 до 60% при температуре 18-24°С. Разумеется, уровень влажности зависит от таких факторов, как время года (в тёплое время года уровни влажности выше, чем в холодное), географическое положение, наличие крупных водоёмов. Гигиеническое значение влажности воздуха связано с её влиянием на теплообмен человека с окружающей средой. От степени насыщенности воздуха водяными парами напрямую зависит процесс отдачи тепла организмом человека путём потоотделения.

Повышенная влажность (более 85%) затрудняет теплообмен между организмом человека и внешней средой из-за уменьшения испарения пота с поверхности кожи. Чем больше влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела, который как минимум влечёт за собой вялость и тошноту, а как максимум, потерю сознания, сердечные приступы, кислородное голодание мозга. Особенно неблагоприятное воздействие на тепловое самочувствие человека оказывает высокая влажность при температуре окружающей среды выше 30°С, так как при этом почти вся выделяемая теплота отдается в окружающую среду при испарении пота. При повышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожного покрова; возникает так называемое «проливное» течение пота, изнуряющее организм и не обеспечивающее необходимую теплоотдачу. Повышенная влажность опасна и в сочетании с низкой температурой, так как возникает риск сильного переохлаждения. Вместе с тем, умеренно влажный воздух может быть весьма полезен для здоровья, он благоприятно влияет на слизистые оболочки дыхательных путей, способствует очищению от мокроты, защищает от болезнетворных бактерий.

Недостаточная влажность воздуха (менее 20%) также оказывает негативное влияние на здоровье человека из-за интенсивного испарения влаги с поверхности слизистых оболочек дыхательных путей, что может привести к их пересыханию и растрескиванию, а затем и загрязнению болезнетворными микроорганизмами. При таком уровне влажности даже здоровые люди испытывают ощущение сухости в носоглотке, «резь» в глазах, может начаться носовое кровотечение. Особенно опасен слишком сухой воздух для больных бронхиальной астмой, у них наблюдается общее ухудшение самочувствия, возможны приступы. С другой стороны, умеренно сухой воздух позволяет легче переносить низкие и высокие температуры. Так, например, при малой относительной влажности летняя жара переносится легче, чем та же температура, но в районах с высокой влажностью. То же самое и с отрицательными температурами. Сильные морозы при низкой влажности приносят гораздо меньший дискомфорт, чем небольшой «минус» в условиях влажного воздуха.

Большую часть своей жизни мы проводим в различных помещениях и от того, насколько комфортен микроклимат в нашей квартире, офисе, учебной аудитории, зависит наше самочувствие и работоспособность. В Российской Федерации основные гигиенические требования к параметрам микроклимата в жилых и общественных помещениях установлены в следующих документах:

• СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях»;
• ГОСТ 30494-2011 «Межгосударственный стандарт. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».

Согласно требованиям этих документов в жилых комнатах (в т.ч. общежитий), помещениях общественных и административных зданий оптимальная относительная влажность воздуха должна находиться в интервале 45-30% в холодный период года и в интервале 60-30% в тёплый период года. Такие уровни влажности обеспечивают нормальную жизнедеятельность организма, способствуют увлажнению кожных покровов и слизистых оболочек, в некоторой степени поддерживают постоянство влажности внутренней среды организма. Допустимая относительная влажность — 60 % в холодный период года и 65% в тёплый период года. Следует отметить, что такие уровни влажности благоприятны не только для человека, но и для отделочных материалов, мебели, текстильных (ковры, шторы, др.), бумажных (книги, др.) изделий, бытовой техники и других предметов интерьера, в том числе и антикварных. Для домашних питомцев и большинства комнатных растений такие значения влажности тоже подходят, но если ваш «зелёный друг» является, например, представителем тропической растительности и требует повышенной влажности воздуха (75-95%) , то нужно его «поселить» в специально оборудованном помещении (оранжерея, зимний сад).

Для специализированных помещений (ЛПУ, спортивные залы, бассейны, др.), оптимальные и допустимые нормы относительной влажности воздуха устанавливаются в отдельных нормативных документах.

Сейчас производители предлагают довольно широкий ассортимент всевозможных приборов для измерения влажности в помещениях (гигрометры, термогигрометры, психрометры, гиростаты, др.), самые разные по цене, конструктивным особенностям и дизайну, так что контролировать уровни влажности в своих жилищах и офисах совсем несложно, сложнее поддерживать оптимальные значения влажности.

Что делать, если воздух в помещении слишком сухой? Сухой воздух в помещении – распространённая проблема, особенно для многоквартирных жилых домов. Она может быть обусловлена спецификой строительных материалов, применявшихся при строительстве здания; неисправной работой вентиляционных систем; в холодное время года — работой отопительных систем (своего рода «плата» за тепло); излишней «загерметизированностью» помещений вследствие установки стеклопакетов, другими причинами. Для увлажнения воздуха существует множество способов. Наиболее простые и доступные из них:

• понижение температуры в системе отопления, если это возможно;
• частая влажная уборка помещений;
• установка возле отопительных приборов емкостей, наполненных водой;
• регулярное опрыскивание помещения (воздуха и штор) с помощью пульверизатора;
• развешивание на отопительных приборах мокрых полотенец или простыней;
• регулярные проветривания;
• разведение некоторых видов комнатных растений (хлорфитум, алоэ, фикусы) которые не только помогут увлажнить воздух, но и очистить его от вредных бактерий;
• установка большого аквариума;
• для более «продвинутых» существует огромное многообразие специальных приборов — увлажнителей воздуха.

Что делать, если воздух в помещении слишком влажный? Причинами излишней влажности воздуха могут быть дефекты крыши или стен здания; нарушения изоляции от грунтовой воды; неполадки с трубами водоснабжения; некачественная вентиляция, особенно в кухнях и ванных помещениях; нарушение установленных гигиенических норм объёма воздуха на одного человека, т.е., проще говоря, перенаселённость. Проблема повышенной влажности воздуха в помещениях менее распространена, но более серьёзна по последствиям, как для здоровья обитателей помещения, так и для самого помещения, из-за риска образования и размножения плесени, гнилостных бактерий и других микроорганизмов, что так же губительно для здоровья. Если нет возможности быстро решить проблему радикально, устранив её источник, то на помощь могут прийти специальные приборы — осушители воздуха.

Уюта и тепла Вашему дому! Будьте здоровы!

Способы измерения содержания влаги

Определить содержание влаги можно с помощью различных измерительных приборов:

• в состав психометрического устройства входят спиртовые термометры – «сухой» и «мокрый». Используя разность температур и справочную таблицу, рассчитывают относительную влажность;
• прибор с весовой конструкцией содержит u-образные трубки и адсорбирующее вещество. Через него проходит исследуемый воздух. При закачке воздушной массы возрастает или уменьшается вес материала. По его изменению определяют процентное содержание влаги;
• с помощью волосных и плёночных гигрометров измеряется относительная влажность;
• у керамических устройств изменяется сопротивление при увеличении или уменьшении состава воздуха;
• в конденсационном гироскопе измеряется температура конденсата на зеркальной поверхности. Её предварительно охлаждают. Полученное значение сравнивается с температурой окружающей среды.

Таблица влажности воздуха используется при измерении содержания влаги с помощью «сухого» и «мокрого» термометров. Разница температур соответствует значению относительной влажности.

Зависимость от природных факторов

Содержание молекул воды в воздухе зависит от климатических особенностей конкретного региона, погодных условий, атмосферного давления и некоторых других условий. Так, наибольшая абсолютная влажность наблюдается в тропической и прибрежной зонах и достигает отметки в 5%. Относительная влажность дополнительно зависит от колебаний ряда факторов, рассмотренных ранее. В дождливый период с условиями пониженного атмосферного давления, показатели относительной влажности могут достигать 85-95%. Высокое давление снижает насыщение водяных паров в атмосфере, соответственно понижая их уровень.

Важная особенность относительной влажности — ее зависимость от термодинамического состояния. Естественной равновесной влажностью является показатель в 100%, что, разумеется, недостижимо по причине крайней неустойчивости климата. Техногенные факторы также влияют на колебания атмосферной влажности. В условиях мегаполисов наблюдается повышенное испарение влаги с асфальтированных поверхностей, одновременно с выбросом большого количества взвешенных частиц и угарного газа. Это обуславливает сильное снижение влажности в большинстве городов мира.

Народные приметы

При изменении погоды изменяется содержание влаги в воздушной массе. Народные приметы, связанные с влажностью воздуха, говорят о том, что, если ожидается ясная и сухая погода, дым из печки будет подниматься вертикально вверх. Перед дождём он стелется по поверхности земли.

Если присутствует сильный мороз и сухой воздух, дрова в печке горят ярким пламенем и сгорают за короткое время. При бледном, тусклом пламени, большом количестве образующейся сажи и недостаточной тяге велика вероятность высокого содержания влаги в воздушных массах.

В вечернее время, при отсутствии ветра, температура воздуха падает. Над землёй часто можно увидеть парообразную влагу – туман. По его поведению также можно судить о предстоящей погоде. По приметам поднятие тумана вверх свидетельствует о будущем дожде. Если он ложится на поверхность земли, можно ожидать сухую погоду. Ночной и утренний туман в долине, который исчезает с восходом солнца, говорит о предстоящей хорошей погоде. Такой же прогноз можно поставить при наличии утренней обильной росы.

Если увеличивается содержание влаги в воздушных массах, у многих цветов наблюдается сжатие соцветий. Запах рябины становится острее. У хвойных деревьев опускаются ветви. При сухом воздухе они поднимаются.

Содержание влаги в воздушных массах является важным параметром, которые оказывает влияние на организм человека и весь окружающий мир.

Пониженная влажность

• При избыточной сухости воздуха организм начинает усиленно испарять влагу, что может стать причиной пересыхания слизистых оболочек рта, носа и глаз.
• Астматикам слишком сухой воздух также чрезвычайно вреден, они начинают хуже себя чувствовать, возможны обострения болезни.
• Достаточно долгое пребывание в сухом воздухе грозит снижением иммунитета и частыми респираторными заболеваниями. Это случается из-за того, что пересушенная слизистая препятствует нормальному дыханию, вследствие чего организм не получает достаточного количество кислорода.

К сожалению, мы не можем влиять на влажность воздуха на улице. Но в своем доме, офисе или квартире вполне возможно создать комфортный микроклимат. Ведь постоянная влажность, как повышенная, так и пониженная, может привести к множеству негативных последствий: плохое самочувствие, быстрая утомляемость, различные заболевания, вплоть до туберкулеза и ревматизма.

Понятие влажности воздуха определяется, как фактическое нахождение частиц воды в определенной физической среде, в том числе — в атмосфере. При этом следует различать влажность абсолютную и относительную: в первом случае речь идет о чистом процентном количестве влаги. В соответствии с законом термодинамики, предельное содержание молекул воды в воздухе ограничено. Максимально допустимый уровень определяет относительные показатели влажности и зависит от ряда факторов:

• атмосферное давление;
• температура воздуха;
• наличие мелких частиц (пыли);
• уровень загрязнения химическими веществами;

Общепринятая мера измерения — проценты, при этом расчет идет по специальной формуле, которая будет рассмотрена далее.

Абсолютная влажность измеряется в граммах на кубический сантиметр, которые для удобства также переводятся в проценты. С увеличением высоты количество влаги может увеличиваться в зависимости от региона, но по достижении определенного потолка (примерно 6-7 километров над уровнем моря) влажность снижается до около нулевых значений. Абсолютная влажность считается одним из основных макропараметров: на его основе составляются планетарные климатические карты и зоны.

Какая температура воздуха опасна для организма?

Как мы выяснили, неблагоприятной температурой воздуха для организма является уже порог в 25-27° [Проверенный источник]. Чем это обусловлено?

Все молекулы белков в нашем теле, все органы и системы адаптированы для оптимальной работы при внутренней температуре около +- 37°. Такое условие — эволюционное приобретение. Когда же температура меняется хотя бы на градус больше или меньше — это уже некомфортное состояние для нашего организма. Температура влияет на все внутренние процессы. И когда она изменяется — это влияние распространяется на все организменные структуры.

Было бы логично предположить, что мы могли бы спокойно жить при температуре воздуха в 37°, однако это не так. Мы вырабатываем собственное тепло изнутри, так как все химические процессы сопровождаются теплоотдачей. Телу необходимо излучать вовне лишнее тепло. Но уже при 25-27° это становится затруднительно, поэтому у нас усиливается потоотделение даже при незначительных физических нагрузках.

Но какая же температура наиболее опасна для организма? Врачи сходятся во мнении, что уже при 30° нарушается метаболизм, калиево-натриевый баланс, перестраивается работа почек. 30° — это условный порог, после которого плохо может стать даже здоровому человеку. И чем ближе температура приближается к 37°, тем хуже влияние.

Кислородное голодание

Замечали, что в какие-то моменты нас клонит в сон или же просто наваливается усталость, хотя какой-либо физической работой мы и не занимались? Дело в том, что при низкой влажности окружающего воздуха наша кровь медленнее усваивает кислород. В результате наш организм страдает от кислородного голодания, снижается работоспособность.

В то же время, если начать увлажнять воздух хотя бы подручными способами, усталость снимает как рукой.

Как устранитьизбыточную влагу?

Для начала стоит провестинесколько несложных манипуляций:

● проверить состояние сантехники;

● оценить состояние вентиляции;

● использовать климатическое оборудование.

Специально для борьбы с влажным воздухом разработаны осушители воздуха или так называемые влагопоглотители, которые могут использоваться в частном домостроении, квартире, офисе. Подобные приборы не только устраняют избыток влаги, но и контролируют ее показатели. Принцип функционирования осушителя воздуха основан на конденсации влаги при взаимодействии воздуха и холодной поверхности. Проще говоря, воздух из комнаты попадает на испаритель, влага конденсируется и сухой воздушный поток возвращается в апартаменты.

Поглотители влаги помогут решить следующие проблемы:

● снизить влажность в апартаментах;

● создать комфортные условия в комнате;

● очистить помещение от пыли и бактерий.

Хотите подробнее узнать об избыточной влажности воздуха в комнате и ее последствиях, а также как работает осушитель воздуха, его устройство и виды? Обращайтесь по номерам, (099) 389-94-49.