Устройство для определения движения теплого воздуха. Приборы для измерения скорости движения воздуха
Измерение скорости движения воздуха может производиться в разных местах рабочего помещения в зависимости от целей исследования.
Для измерения скорости движения воздуха используют анемометры различных конструкций. Выбор типа анемометра определяется величиной измеряемой скорости движения воздуха.
Замер скорости движения воздуха проводят различными видами анемометров: крыльчатыми (скорость потока от 0,3 до 0,5 м/с), чашечными и индукционными (скорость в пределах 1–30 м/с), термоанемометрами и кататермометрами (скорость не больше 0,5 м/с). Термоанемометры позволяют измерять незначительные колебания потоков воздуха и температуры по объему помещения. Анемометры представлены на рисунке 2.4.
Для измерения интенсивности теплового излучения используют актинометры и радиометры.
Чашечный анемометр воспринимает движение воздуха четырьмя полыми алюминиевыми полушариями, крыльчатый – колесом с пластинками, вращающимися под давлением потока воздуха. Это движение системой зубчатых колёс передаётся стрелкам, движущимся по градуированным циферблатам, по которым производится отсчёт. Измерение скорости движения воздуха производится следующим образом. Записав исходное положение стрелок на циферблатах (стрелки на нуль не ставятся), на маленьких циферблатах учитывают только целые деления, помещают прибор в поток воздуха. На приборе расположен: слева циферблат, показывающий сотни делений, справа – тысячи делений; полный оборот стрелки большого циферблата даёт 100 делений. Анемометр необходимо поместить в поток воздуха таким образом, чтобы ось вращения колеса была для крыльчатого анемометра параллельна, а для чашечного – перпендикулярна направлению потока воздуха. После преодоления чашечками или крылышками анемометра инерции прибора и приобретении ими максимальной скорости, поворотом рычажка, находящегося на боковой стороне прибора, включают стрелки, одновременно включая секундомер для отсчёта времени замера. Через 1 мин, не отводя прибор с места исследования, отключают стрелки прибора, одновременно отмечая время проведения замера (в секундах).
Пересчёт полученного числа оборотов в 1 с на скорость воздушного потока в м/с производится с помощью графиков, представленных на рисунках 2.5а и 2.5б, где по вертикальной оси отложено число оборотов 1 с, а по горизонтали – скорость воздушного потока в м/с.
Рис. 2.5. Графики определения скорости движения воздуха по анемометру:
а – чашечному; б – крыльчатому
Анемометры обладают большой инерцией и начинают работать при движении воздуха со скоростью около 0,5 м/с; давление, создаваемое потоком воздуха меньшей скорости, не в состоянии преодолеть сопротивление оси колеса с крылышками или чашек, поэтому для измерения малых скоростей движения воздуха в помещениях используются кататермометры и термоанемометры. Для определения суммарной охлаждающей способности воздушной среды, для замера малых скоростей движения воздуха (до 2 м/с) пользуются прибором, называемым кататермометром.
Шаровой кататермометр, показанный на рисунке 2.6, представляет собой спиртовой термометр с двумя резервуарами – шаровым внизу и цилиндрическим вверху со шкалой деления от 31 до 41 °С.
Количество теплоты, теряемой кататермометром, при его охлаждении от 38 до 35 °С постоянно при всех условиях среды, а продолжительность охлаждения различна и зависит от взаимного действия всех метеорологических факторов.
Количество теплоты в милликалориях, теряемой с 1 см 2 резервуара кататермометра, называется его фактором F , величина которого указывается на приборе.
Разделив фактор на время (в секундах), в течение которого произошло охлаждение кататермометра от температуры 38 до 36 °С, получаем охлаждающую силу воздуха:
Скорость движения воздуха определяется по формулам, выбираемым в зависимости от величины f /Δt . Величина Δt – это разность между средней температурой кататермометра (36,5 °С) и температурой окружающего воздуха.
Если , то (2.3)
Если , то (2.4)
Определение суммарной охлаждающей силы воздушной среды с помощью кататермометра производится следующим образом. Прибор погружают в воду, нагретую до 60–70 °С (но не более 80 °С во избежание закипания спирта в приборе и разрыва резервуара), держат его в воде до заполнения спиртом на 1/3 или 1/4 объёма верхнего расширения капилляра. Затем кататермометр вынимается из воды, тщательно вытирается и подвешивается в точке замера. Прибор охлаждается окружающим воздухом. При достижении столбиком спирта 38 °С включают секундомер и замеряют время охлаждения прибора (Т , с) на 3° (от 38 °С до 35 °С). Далее производятся расчёты.
Скорость движения воздуха менее 1 м/с также измеряется термоанемометрами. В основу работы термоанемометра положен принцип охлаждения датчика, находящегося в воздушном потоке и нагреваемого электрическим током.
Датчик представляет собой полупроводниковое микросопротивление. Питание прибора осуществляется либо от сети напряжением 220 В, либо от малогабаритных батареек напряжением 1,5 В.
Термоанемометром измеряют скорости движения воздуха от 0,03 до 5 м/с при температуре от 1 до 60 °С. С помощью термоанемометра можно измерить и температуру воздуха помещения, для чего производят соответствующее переключение прибора.
Изучение барометрического давления при исследовании метеорологических условий позволяет, с одной стороны, полнее учесть зависимость температуры и относительной влажности воздуха от барометрического давления (при повышении давления температура повышается), а с другой стороны, существенно влияние этого показателя на характерные эндотермические (испарение влаги) и экзотермические (конденсация пара) процессы, оказывающие большое влияние на метеорологический комфорт.
Барометр-анероид (рис. 2.7), предназначен для измерений атмосферного давления в пределах от 600–800 мм рт. ст.
Рис. 2.7. Барометр-анероид:
1 – корпус; 2 – анероид; 3 – стекло; 4 – шкала;
5 – металлическая пластина; 6 – стрелка; 7 – ось
Главная часть барометра-анероида – лёгкая, упругая, полая внутри металлическая коробка (анероид) 2 с гофрированной (волнистой) поверхностью. Воздух из коробочки откачан. Её стенки растягивает пружинящая металлическая пластина 5. К ней при помощи специального механизма прикреплена стрелка 6, которая насажена на ось 7. Конец стрелки передвигается по шкале 4, размеченной в мм рт. ст. Все детали барометра помещены внутрь корпуса 1, закрытого спереди стеклом 3.
Значение давления определяется как алгебраическая сумма отсчёта по шкале и поправок, которые указаны в паспорте прибора.
Интенсивность теплового излучения измеряют актинометрами различных конструкций, действие которых основано на поглощении лучистой энергии и превращении её втепловую, количество которой регистрируется различными способами.
Обеспечение требуемых нормами метеорологических условий и чистоты воздуха в рабочей и обслуживаемой зонах помещений устраивается системами вентиляции, кондиционированием воздуха и отоплением.
Вентиляцией называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязнённого воздуха и подачу на место удалённого свежего чистого воздуха.
Промышленную вентиляцию применяют для технических и санитарно-гигиенических целей. Для технических целей её используют в различных технологических процессах, в санитарно-гигиенических целях вентиляцию применяют для создания нормальных условий труда путём правильного воздухообмена в производственных помещениях. Воздухообмен осуществляется путём удаления из помещения воздуха, не отвечающего требованиям санитарных норм, и подачи чистого свежего воздуха. В этом процессе количество удаляемого и подаваемого воздуха должно быть равно.
По способу перемещения воздуха различают два основных вида вентиляции: естественную и механическую.
Выбор системы вентиляции зависит от особенностей производственного процесса, типа здания, характера выделяющихся вредностей и необходимой кратности воздухообмена.
Вентиляцию называют естественной, если воздухообмен осуществляется путём использования естественного движения воздуха в результате теплового или ветрового напора. Тепловой напор создаётся в результате наличия разности температур или разности удельных весов внутреннего и наружного воздуха, а ветровой – движением наружного воздуха.
Естественную вентиляцию называют аэрацией, когда естественный воздухообмен организован, т.е. осуществляется путём регулирования притока и вытяжки, за счёт открытия форточек, стенных клапанов, фонарей.
На практике имеет место и неорганизованный способ естественной вентиляции (инфильтрация), т.е. когда воздухообмен осуществляется за счёт случайных отверстий и щелей в оконных и дверных проёмах, в стенах и перекрытиях зданий и возможен в помещениях, где необходим не более, чем однократный обмен воздуха в час.
При механической вентиляции воздухообмен достигается за счёт разности давлений, создаваемой вентилятором, который приводится в движение электромотором. Механическая вентиляция применяется в случаях, когда тепловыделения в цехе недостаточны для систематического использования аэрации, а также, если количество или токсичность выделяющихся в помещение вредных веществ требует поддержания постоянного воздухообмена независимо от внешних метеорологических условий.
При механической вентиляции воздух почти всегда подвергается предварительной обработке. В зимнее время приточный воздух подогревается, а в летнее – охлаждается. В необходимых случаях воздух увлажняется или осушается. Если удаляемый (подаваемый) механической вентиляцией воздух запылён или содержит в большом количестве вредные газы и пары, он подвергается очистке.
Вентиляционные системы по их назначению подразделяются на вентиляцию приточную, вытяжную и приточно-вытяжную, а также рабочую и аварийную.
В зависимости от места применения различают вентиляцию: общеобменную, предназначенную для обмена воздуха всего помещения, и местную, обеспечивающую приток или вытяжку воздуха непосредственно на рабочем месте, т.е. у мест выделения вредностей.
В тех помещениях, где возможно внезапное поступление токсических или взрывоопасных веществ, устраивается аварийная вытяжная вентиляция, включение которой производится автоматически от показаний газоанализаторов, настроенных на допустимую по санитарным и противопожарным требованиям концентрацию газов или паров.
Независимо от наличия искусственной вентиляции во всех помещениях необходимо предусматривать также устройство проёмов в ограждениях (форточки, фрамуги) для проветривания.
Механическая вентиляция может быть устроена таким образом, что в вентилируемом помещении поддерживаются постоянные, заранее заданные условия температуры, влажности, чистоты воздуха независимо от наружных условий и колебаний режима технологического процесса. Такая вентиляция называется кондиционированием воздуха.
Обычно кондиционированный воздух до поступления в помещение проходит тепловлажную обработку в установках, называемых кондиционерами, которые состоят из устройств нагрева воздуха – калориферов, устройств охлаждения воздуха – поверхностных или контактных воздухоохладителей, устройств осушения воздуха.
Воздух в калориферах получает тепло от оребрённых или гладких поверхностей трубок, по которым протекает теплоноситель – вода или пар.
В поверхностных воздухоохладителях воздух отдаёт тепло поверхностям трубок, по которым пропускается холодная вода или другой холодоноситель. В контактных охладителях происходит непосредственный контакт охлаждаемого воздуха с водой, обычно воздух проходит через дождевое пространство камеры орошения, в которой форсунками разбрызгивается охлаждённая вода. Осушение воздуха производится влагопоглощающими веществами: твёрдыми (силикатель), жидкими (растворы хлористого лития, хлористого кальция).
Количественно любой способ воздухообмена можно охарактеризовать кратностью воздухообмена, т.е. величиной, показывающей, сколько раз в единицу времени (в минуту, час) происходит полная смена всего объёма воздуха в помещении.
Требования безопасности, предъявляемые к системе вентиляции, изложены в ССБТ ГОСТ 12.4.021–75:
Вентиляторы вытяжных систем, обслуживающих помещения с производствами категорий А, Б должны быть выполнены из материалов, не вызывающих искрообразования;
Взрывоопасность и пожароопасность производственных помещений не должна увеличиваться применением вентиляционных систем;
Вентиляционные системы, обслуживающие помещения с производствами категорий А, Б, где возможно появление статического электричества, должны обеспечивать электростатическую безопасность и иметь заземление.
В помещениях с постоянным или длительным (более 24 часов) пребыванием людей следует предусматривать в холодный период года поддержание требуемых температур внутреннего воздуха путём подачи тепла системами отопления.
Системы отопления зданий должны удовлетворять следующим требованиям, т.е. обеспечивать:
Равномерный нагрев воздуха помещения в течение отопительного периода;
Безопасность в отношении пожара и взрывов;
Возможность регулирования;
Увязку с системами вентиляции;
Уровни звуковых давлений в пределах нормы;
Наименьшее загрязнение атмосферного воздуха.
Системы отопления разделяются на местные и центральные. В местных системах отопления теплогенератор (котёл), теплопроводы (трубы) и нагревательные приборы (батареи) объединены и находятся в отапливаемом помещении. В центральных системах отопления выработка тепла происходит в каком-либо центре (в котельной), а теплоноситель к нагревательным приборам, находящимся в отапливаемом помещении, подаётся по трубопроводам.
В зависимости от вида используемого теплоносителя отопление бывает водяное, паровое и воздушное.
Системы водяного отопления подразделяются:
По принципу подводки теплоносителя к нагревательным приборам – на двухтрубные и однотрубные;
На системы с естественным побуждением (циркуляцией) и искусственным побуждением – с применением циркуляционного насоса;
На системы с верхней разводкой и системы с нижней разводкой.
Водяное отопление более безопасно (по отношению к паровому), т.к. температура нагревательных приборов не превышает 80–90 °С.
Системы парового отопления подразделяются на системы с верхней разводкой и системы с нижней разводкой. В паровых системах отопления водяной пар, конденсируясь в нагревательных приборах, выделяет скрытую теплоту парообразования. Это тепло передаётся в помещение через стенки нагревательного прибора, а конденсат по конденсатопроводу стекает снова в котел для повторного использования. Недостатки парового отопления: высокая температура нагревательных приборов, которая может привести к возгоранию легковоспламеняющихся веществ и пыли, и как следствие, к ожогам обслуживающего персонала.
Системы воздушного отопления могут быть отопительными, в которых осуществляется полная рециркуляция воздуха, и отопительно-вентиляционными – используемые свежий воздух. Воздушное отопление обладает следующими преимуществами: гигиеничностью, безопасностью, быстрым повышением температуры воздуха в помещении, исключением множества местных нагревательных приборов. Воздушное отопление целесообразно применять для отопления крупных производственных помещений.
Основой аттестации рабочих мест по условиям труда является соответствие параметров воздуха данным, приведённым в таблицах 2.6, 2.7, 2.8 и 2.9, характеризующим класс условий труда по показателям микроклимата для производственных помещений и открытых территорий в различные периоды года.
2. Гигиена воздушной среды в практике занятий по физической культуре и спорту
Цель:
анализ свойств воздушной среды как факторов, определяющих
физическую работоспособность человека.
Задачи:
- перечислить физические свойства воздуха, важные в практике спорта
и физической культуры;
- уточнить их гигиеническое нормирование;
- определить влияние каждого фактора на состояние организма и его физическую
работоспособность;
- освоить устройство и принцип работы приборов, определяющих соответствующее
свойство воздуха (термометр, психрометр, анемометр и др.);
- освоить методику, определить фактическое состояние параметров воздушной
среды на момент исследования;
- сопоставить с нормативами, сделать вывод о воздействии вышеуказанных
факторов на состояние человека и его работоспособность;
- сделать рекомендации по коррекции занятий физической культурой и спортом
при аналогичных параметрах воздушной среды.
Необходимы:
термометры ртутный и спиртовый, термограф, психрометры
стационарный и аспирационный, гигрометры, гигрограф, анемометр чашечный
и крыльчатый, барометр-анероид, барограф.
Порядок выполнения задания:
ознакомиться с теоретическими положениями
по теме, получить задание, освоить устройство, принцип работы прибора,
методику определения показателя, сделать необходимые измерения и расчеты,
сравнить результат с нормативным, сделать вывод.
Теоретическое обоснование темы
. Физические свойства воздуха оказывают
существенное влияние на температурный гомеостаз организма, его психостатус,
на функциональную активность органов и систем и, в конечном итоге, на
работоспособность человека.
Температура, влажность и движение воздуха активно воздействуют на тепловой
обмен организма, который регулируется ЦНС. Термовзаимодействие организма
с внешней средой изменяет тонус сосудов, мышц. Низкие параметры внешнесредовых
факторов (при повышенной скорости движения воздуха) стимулируют теплообразование
в организме (сократительный и несократительный термогенез), увеличивая
энергозатраты на поддержание температуры тела в нормальных пределах.
При этом значительно сокращается выделение тепловой энергии путем излучения
и конвекции.
При значениях показателей воздушной среды выше рекомендуемых для спортивных
занятий при минимальной подвижности воздуха организм стимулирует теплоотдачу,
степень которой определяется состоянием воздуха (его влажностью, температурой,
скоростью движения). При этом активизируются потоиспарение, конвекция
или радиация тепловой энергии из организма.
При длительном воздействии негативных средовых воздействий (холодный
сырой воздух, горячий сырой и другие варианты) возможен срыв терморегуляции,
развитие патологических состояний, переохлаждение (замерзание), перегревание
(тепловой, солнечный удар), требующих оказания неотложной помощи.
Следовательно, при изменении микроклиматических факторов необходимо
видоизменять объем и интенсивность мышечных усилий, так как адаптационные
возможности организма испытывают определенное напряжение, вплоть до
стрессового.
2.1.1. Определение температуры воздуха
Необходимы:
термометры, штативы, секундомер.
Для измерения температуры воздуха и ее динамической регистрации используются
ртутные и спиртовые термометры, а также термографы. Спиртовые приборы
способны измерять температуру воздуха до -130 °С. При этом следует соблюдать
следующие правила:
- прибор не держать в руках, фиксировать в специальном штативе, на расстоянии
от стены не менее 20 см;
- значение показателя регистрировать через 10 минут;
- не следует размещать приборы вблизи источников тепла (в том числе
человека);
- измерения проводятся в горизонтальной и вертикальной плоскотях, при
этом допускаются колебания температуры по горизонтали в пределах 2-3
°С, а по вертикали - 2,5 °С на 1 м высоты;
- измерение производится на высоте 0,1; 0,5 и 1,5 м от пола и по диагонали
помещения (противоположные углы и середина).
Оценка ведется по разнице показаний.
В Тульском регионе для жилых и учебных помещений оптимальной температурой
воздуха следует считать 20-22 °С, для спортивных - 14-20 °С, в зависимости
от вида деятельности (табл. 19).
2.1.2. Определение влажности воздуха
Необходимы
: психрометры, секундомер, вода дистиллированная.
Влажность - содержание водяных паров в воздухе, обладающих упругостью.
Влияет на работоспособность человека, изменяя тепловой баланс организма:
низкая влажность (менее 30 %) приводит к потере жидкости и минералов
через кожу и слизистые, а высокая (более 60 %) - к избыточному потовыделению
(для предупреждения перегревания), но низкому потоиспарению. Следовательно,
подобные условия затрудняют мышечную деятельность человека, создают
дополнительную нагрузку на адаптационные системы организма, снижают
работоспособность и, значит, требуют уменьшения объема и интенсивности
физической нагрузки.
Разновидности влажности воздуха: максимальная, абсолютная, относительная,
физиологический дефицит насыщения.
В практике спорта чаще используется относительная влажность. Для ее
определения существует специальная аппаратура: гигрометр, гигрограф
(работа этих приборов основана на изменении длины высушенного пучка
волос при различной влажности), стационарный и аспирационный психрометры
(определение проводится по разнице показаний ртутных термометров, один
из которых регистрирует температуру сухого воздуха, другой - увлажненного).
Измерение осуществляется в трех точках зала (по диагонали). Время работы
прибора: 4 мин в летнее время и 15 мин - в зимнее.
Методика измерения влажности воздуха. На ткань одного из термометров
в аспирационном психрометре наносятся 1-2 капли дистиллированной воды
из специальной пипетки за 4 мин летом и за 15 мин зимой до исследования.
Прибор фиксируют на высоте 2 м от поверхности пола (почвы). Заводят
вентилятор, просасывающий воздух через прибор. Снимают показания с обоих
термометров через 4 мин летом и через 15 мин зимой от начала работы
вентиляторов. По специальной таблице находят значение относительной
влажности, сравнивают с нормативными показателями, делают вывод о влиянии
конкретного значения температуры и влажности на состояние организма,
дают рекомендации об оптимизации величины и интенсивности двигательной
нагрузки в конкретных условиях среды.
Нормативное значение влажности воздуха значительно варьирует (30-60
%) в зависимости от состояния человека (покой, нагрузка) и микроклиматических
условий. В покое в обычной одежде при t° = 18-20 °С и слабом движении
воздуха оптимальной для человека является 40-60 % относительной влажности;
при нагрузке и t° выше 15 °С - 30-40 %, выше 25 °С - 20-25 %.
2.1.3. Определение скорости и направления движения воздуха
Необходимы
: анемометры, секундомер, кататермометр (для закрытых
спортсооружений).
Для работоспособности человека определенное значение имеют не только
температура, влажность, но и скорость, и направление движения воздуха,
которые воздействуют как на температурный баланс организма, так и на
его психологическое состояние (сильные по скорости потоки (более 6-7
м/с) раздражают, слабые - успокаивают), на частоту и глубину дыхания,
частоту пульса, на скорость передвижения человека.
Установлено, что оптимальными значениями скорости движения воздуха при
спортивной деятельности являются 0,3-0,5 м/с в большинстве закрытых
спортобъектов (в плавательном бассейне - 0,2 м/с), 1-4 м/с (легкий ветер)
- в спортобъектах открытого типа; в раздевалке, душевой - 0,15 м/с;
в жилых помещениях - 0,1-0,3 м/с. При скорости движения воздуха более
2 м/с не засчитывается результат при проведении легкоатлетических соревнований,
если ветер попутный.
Для определения скорости движения существует специальная аппаратура:
анемометры ручные крыльчатые и чашечные (для открытых объектов) и кататермометр
(для закрытых).
Направление движения воздушного потока в момент исследования можно определить
по флюгеру, по направлению дымовой струи, по движению веток, листьев
(табл. 20).
В спортивной гигиене чаще используется понятие "роза ветров",
т. е. графическое изображение господствующих ветров в данной местности.
Роза ветров помогает правильно ориентировать спортивные объекты по отношению
к фабрикам, заводам, крупным автомагистралям для создания экологически
чистой воздушной среды в зоне открытого спортсооружения. Спортобъект
должен располагаться с наветренной стороны по отношению к промышленным
объектам, крупным автомагистралям.
Методика определения скорости движения воздуха. На трех циферблатах
анемометра (чашечного или крыльчатого) по показаниям стрелок фиксируют
(в протоколе исследования) цифровые значения. Прибор располагают навстречу
воздушному потоку. Включают в работу на 1-2 мин (по секундомеру). Выключают
прибор, вновь записывают показания трех шкал. Находят разницу между
первоначальным и последующим показаниями прибора, которую делят затем
на время работы прибора в секундах. Полученное число делений в 1 сек
находят на вертикальной оси графика, приданного прибору, соединяют эту
точку с диагональю графика, опускают перпендикуляр на ось абсцисс графика
и находят искомую скорость движения воздуха.
Затем необходимо сопоставить значение показателя с нормативным, указать
влияние фактора на состояние организма в период занятий физической культурой
и спортом, сделать рекомендации по корректировке нагрузки для оптимизации
работоспособности организма.
2.1.4. Определение атмосферного давления
Необходимы
: барометр, калькулятор.
Нормальным считается давление атмосферы, равное 760 мм рт. ст. при температуре
воздуха 0 °С, на уровне моря и широте 45°. При этих условиях на 1 см
поверхности Земли атмосфера давит с силой 1033 г. Суточные колебания
давления у поверхности Земли составляют 4-5 мм, а годовые - 20-30 мм
рт. ст. Эти колебания ощущаются метеочувствительными людьми, что является
признаком ослабления защитных сил организма.
Атмосферное давление в 1 миллибар соответствует давлению тела массой
в 1 г на поверхность в 1 см: 1 мб = 0,7501 мм рт. ст.
Низкое (пониженное) барометрическое давление воздействует на человека,
работающего в условиях среднегорья (более 2000 м над уровнем моря) и,
особенно, высокогорья (более 3000 м). В этих условиях снижается парциальное
давление кислорода в атмосфере, создаются условия относительной гипоксии,
лимитирующие двигательную активность человека. Адаптация организма может
продолжаться от 7-10 дней до месяца в зависимости от высоты над уровнем
моря и функционального состояния органов и систем человека. В этом периоде
физическая работоспособность снижена, что подразумевает сознательное
уменьшение объема и интенсивности двигательной нагрузки спортсмена.
При резком подъеме в горы (горнолыжный спорт) у ослабленного человека
(перетренированность, после- или предболезненное состояние, нарушение
режима и пр.) развивается горная (высотная) болезнь, при которой основным
патогенетическим признаком является гипоксия мозга и гипоксия тканей
(одышка, изменение АД, ЧСС, слабость вплоть до потери сознания).
Неблагоприятным для человека может быть и резкое повышение атмосферного
давления (подводные виды спорта и трудовой деятельности). Известно,
что на каждые 10 м погружения давление повышается на 1 атмосферу. При
этом за счет значительной разницы между внешним и внутренним (в полостных
органах) давлением возможен разрыв органов, крупных сосудов. Это последствия
кессонной болезни.
В практике спорта пониженное атмосферное давление используется как фактор
стимуляции физической работоспособности в аэробных видах спортивной
деятельности.
Методика определения атмосферного давления. Показатель определяется
с помощью барометра-анероида, который регистрирует изменения в атмосферном
давлении через деформацию стенок металлической анероидной коробки. Значения
показателя могут быть выражены в мм рт. ст., атмосферах, паскалях, барах.
Для пересчета из одних единиц измерения в другие существуют поправочные
коэффициенты:
1 гПа = 1 г/см = 0,75 мм рт. ст.
Полученное значение сопоставляется с нормативным, делается вывод о влиянии
показателя на состояние человека и даются рекомендации по корректировке
объема и интенсивности мышечной нагрузки.
С помощью барометра можно также определить высоту местности над уровнем моря при подъеме в горы. Для этого фиксируют показания прибора перед подъемом и на необходимой высоте (спортивная или туристическая база). Каждой высоте соответствует определенное атмосферное давление. В среднем на каждые 10,5 м высоты давление уменьшается на 1 мм рт. ст. При отсутствии барометра высоту местности над уровнем моря можно определить с помощью высокочувствительного термометра. Необходимо измерить температуру кипящей воды и по таблице уточнить соответствующую этому значению показатель высоты местности (табл. 21).
2.2. Исследование реакций организма на комплексное воздействие микроклиматических факторов
Цель
: определить степень адаптации организма к конкретным условиям
микроклимата.
Задачи
:
- провести определение параметров микроклимата учебной аудитории (температура,
влажность, движение воздуха, барометрическое давление);
- провести оценку микроклимата методом субъективных теплоощущений;
- провести измерение кожной температуры (лоб, спина) с помощью электротермометра
в состоянии покоя и после стандартной нагрузки (15-секундный бег на
месте в максимальном темпе или 3-минутный (2-минутный - для женщин)
бег на месте в темпе 180 шагов в минуту);
- определить характер адаптационных процессов по длительности восстановительного
периода и степени изменения кожной температуры;
- сделать заключение об устойчивости организма к воздействию микроклиматических
условий в покое и при мышечной деятельности.
Необходимы
: протокол исследования, секундомер, электротермометр,
барометр, термометр, психрометр, анемометр, калькулятор.
Порядок выполнения задания
: получить задание от преподавателя,
провести необходимые измерения, результаты сопоставить с нормативными,
сделать вывод о характере адаптационных изменений организма, дать рекомендации
испытуемому по оптимизации адаптационных возможностей.
Человеческий организм - высокоорганизованная саморегулирующаяся система,
способная адаптироваться к постоянно меняющимся погодным и экологическим
условиям. Вместе с тем ослабленные люди, страдающие хроническими заболеваниями,
в 30-70 % случаев чувствительны к резким изменениям метеоусловий. У
них могут появляться симптомы легкого недомогания, в редких случаях
- нарушение сердечной и мозговой деятельности.
При гигиенической оценке внешней среды необходимо учитывать характер физиологических реакций, которые происходят в организме под влиянием комплекса микроклиматических и метеорологических факторов. Подобные реакции можно изучить с помощью различных методов (определение температуры тела, изменение ЧСС, АД, данных газообмена и других). В гигиенической спортивной практике для изучения влияния условий микроклимата на состояние организма применяются следующие методы: оценка теплового ощущения (субъективный метод), определение температуры кожи, холодовая проба (объективные методы).
2.2.1. Определение скорости и направления движения воздуха
Метод оценки тепловых ощущений заключается в опросе испытуемого в соответствии со шкалой субъективных ощущений: холодно (1 балл), прохладно (2 балла), комфортно (3 балла), тепло (4 балла), жарко (5 баллов). Важно определить динамику этих ощущений в конкретных условиях среды до занятия, в середине и в конце. Наиболее оптимальны для человека ощущения теплового комфорта. Здоровый закаленный человек относительно легко адаптируется к небольшим изменениям микроклимата. Вместе с тем, значительная субъективность этого метода требует подкрепления данными объективных методов оценки.
2.2.2. Метод определения кожной температуры
Колебания микроклиматических факторов влияют на тонус и просвет кровеносных
сосудов, изменяя тем самым температуру кожи. Наиболее высокая и относительно
постоянная температура кожи лба и груди (примерно 31-34 °С). Конечности
- основные теплообменники организма, их температура колеблется в пределах
27-30 °С.
Для определения температуры кожи применяется электротермометр, датчиком
которого производятся измерения в симметричных точках:
- на лбу (на 3-4 см от средней линии);
- на груди (на уровне 4-го межреберья);
- на плече (середина наружной поверхности);
- на кисти (на тыле в средине между большим и указательным пальцами).
Затем испытуемому дается стандартная нагрузка (3-минутный бег на месте
в темпе 180 шагов в 1 мин) и вновь измеряется температура кожи в тех
же точках. Динамика температуры свидетельствует о степени адаптации
к нагрузке. При неадекватной адаптации к нагрузке, температура кожи
может снизиться значительно (на 2,5-3 °С).
2.2.3. Исследование потоотделения
В жарком микроклимате и при физической работе напряженность терморегуляции
можно определить по интенсивности потоотделения. Испарение 1 мл пота
соответствует потере организмом 560 кал тепла. При этом, чем выше температура
среды, тем интенсивнее потоотделение. С целью оценки напряженности терморегуляционных
процессов применяется йодкрахмальный метод Минора для определения интенсивности
потоотделения.
Участок кожи (лоб, спина) припудривается крахмалом. Испытуемый выполняет
двигательную нагрузку: 15-секундный бег на месте в максимальном темпе
или 3-минутный бег на месте в темпе 180 шагов в минуту (для женщин -
2-минутный). Затем к этим участкам прикладывается фильтровальная бумага,
обработанная смесью касторового масла, 10 %-ной йодной настойки и этилового
спирта. При увлажнении бумага окрашивается в темно-синий цвет из-за
реакции йода с крахмалом.
В комфортном микроклимате образуются равномерные маленькие окрашенные
точки, при сильном потоотделении - крупные пятна, что говорит о напряженности
терморегуляции.
Комплексное изучение условий микроклимата в спортзале. Показатели микроклимата фиксируются до и после тренировочного занятия. Это позволяет выявить изменение данных показателей в динамике занятия и на этом основании разработать рекомендации по оптимизации санитарно-гигиенических условий в конкретном зале.
2.3. Контрольные вопросы по разделу
Цель
: контроль знаний в рамках указанной темы, в том числе -
выполненной при самостоятельном изучении.
Перечень контрольных вопросов:
- значение воздушной среды в жизнедеятельности человека;
- гигиеническая оценка температуры воздуха в спортивной практике, нормирование;
- гигиеническая оценка влажности воздуха в практике физвоспитания, нормирование;
- гигиеническая оценка скорости и направления движения воздуха, нормирование;
- гигиеническая роль атмосферного давления в практике физвоспитания
и спорта;
- гигиеническая оценка солнечной радиации, радиоактивности воздушной
среды;
- химический состав воздуха, гигиеническая оценка в практике физвоспитания,
нормирование;
- загрязнения воздушной среды (механические, микробные), их предупреждение
в закрытых спортобъектах, связь с заболеваемостью занимающихся;
- понятие о погоде, климате, акклиматизации;
- исследование реакций организма на комплексное воздействие микроклиматических
факторов.
2.4. Литература по разделу
1. Волынская Е.В. Гигиенические основы здоровья: Методическое пособие. - Липецк:
Изд-во ЛГПИ, 2000. - С.10-26.
2. Лаптев А.П. Гигиена массового спорта. - М.: ФиС, 1984. - С.131-136.
3. Лаптев А.П., Малышева И.Н. Практикум по гигиене. - М.: ФиС, 1987.
4. Лаптев А.П., Полиевский С.А. Гигиена: Учебник для ин-тов физич. культ.
- М.: ФиС, 1990. - С.41-61.
5. Минх А.А. Общая гигиена. - М.: Медицина, 1984. - С.18-76.
6. Полиевский С.А. Физическое воспитание учащейся молодежи. - М.: Медицина,
1989. - С.87-89.
Технология, 3 класс, Рагозина Т.М., Гринева А.А. , Мылова И.Б., 2012.
Учебник разработан в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования и концепцией комплекта «Перспективная начальная школа». В первой части учебника учащимся в наглядной форме предлагается доступная их возрасту технология обработки природных, искусственных и синтетических материалов. Школьники делают и оформляют свои поделки, необходимые для уроков по окружающему миру, математике и литературному чтению. Вторая часть учебника посвящена практике работы на компьютере.
ЛЕПКА ДЕКОРАТИВНЫХ ПЛАСТИН.
Сделай из глины одну декоративную пластину для себя, а другую - для декоративного раскрашивания в подарок первокласснику.
Скатай шар и расплющи его, чтобы получилась тонкая ровная пластина.
Для получения объёмного изображения скатай шарики-заготовки. Вылепи из заготовок детали: голову, руки, ноги, волосы, рубашку (кофточку), брюки (юбку), туфельки.
СОДЕРЖАНИЕ
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ЛЕПКА ПТИЦ ИЗ ГЛИНЫ
ЛЕПКА ДЕКОРАТИВНЫХ ПЛАСТИН
УСТРОЙСТВО ИЗ ПОЛОС БУМАГИ
КАРТОН
МЕРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ
ПОДСТАВКА ДЛЯ ПИСЬМЕННЫХ ПРИНАДЛЕЖНОСТЕЙ
КОРОБКА СО СЪЁМНОЙ КРЫШКОЙ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ТЁПЛОГО ВОЗДУХА.
ТЕКСТИЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
КУКЛЫ ДЛЯ ПАЛЬЧИКОВОГО ТЕАТРА
КОЛЛАЖ
ЗМЕЙКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ТЁПЛОГО ВОЗДУХА
УПАКОВКА ДЛЯ ПОДАРКОВ
АППЛИКАЦИЯ ИЗ НИТОК
ДЕКОРАТИВНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ИЗДЕЛИЙ ВЫШИВКОЙ
ПАЛЕТКА
НОВОГОДНИЕ ИГРУШКИ
БРЕЛОК ИЗ ПРОВОЛОКИ
ОТКРЫТКА-ЛАНДШАФТ
РЕМОНТ КНИГ С ЗАМЕНОЙ ОБЛОЖКИ
ПОДАРОЧНЫЕ ОТКРЫТКИ ИЗ ГОФРИРОВАННОГО КАРТОНА
ИГРУШКИ-СУВЕНИРЫ ИЗ ПЛАСТМАССОВЫХ УПАКОВОК-КАПСУЛ
ДЕКОРАТИВНОЕ ПАННО
КАРТОННЫЕ ФИГУРКИ С ЭЛЕМЕНТАМИ ДВИЖЕНИЯ ДЛЯ ТЕАТРА
РАБОТА С КОНСТРУКТОРОМ
ПРОЕКТ КОЛЛЕКТИВНОГО СОЗДАНИЯ ПАРКА МАШИН
ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ГРУЗОВ
ПРОЕКТ КОЛЛЕКТИВНОГО СОЗДАНИЯ МОДЕЛЕЙ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ
МАТЕРИАЛЫ И ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ УРОКОВ
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
ПРАКТИКА РАБОТЫ НА КОМПЬЮТЕРЕ
ТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ РАБОТЫ С ИНФОРМАЦИЕЙ
КОМПЬЮТЕР
ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ НА КОМПЬЮТЕРЕ
ТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА, КОТОРЫЕ МОЖНО ПОДКЛЮЧИТЬ
К КОМПЬЮТЕРУ
НОСИТЕЛИ ИНФОРМАЦИИ
РАБОТА С ЭЛЕКТРОННЫМ ДИСКОМ
КОМПЬЮТЕРНЫЕ ПРОГРАММЫ
КАК РАБОТАТЬ С КОМПЬЮТЕРНОЙ МЫШЬЮ
КЛАВИАТУРА КОМПЬЮТЕРА
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ СОЗДАНИЯ И ПОКАЗА ПРЕЗЕНТАЦИЙ
ГЛАВНОЕ МЕНЮ ПРОГРАММЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ И ПОКАЗА ПРЕЗЕНТАЦИЙ
КОМПЬЮТЕРНЫЕ КОЛЛЕКЦИИ
РАБОТАЕМ С ПРОГРАММОЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ И ПОКАЗА ПРЕЗЕНТАЦИЙ
ГРАФИЧЕСКИЕ РЕДАКТОРЫ
ОКНО ГРАФИЧЕСКОГО РЕДАКТОРА PAINT
СОХРАНЕНИЕ РИСУНКА НА КОМПЬЮТЕРЕ
РАБОТАЕМ С ГРАФИЧЕСКИМ РЕДАКТОРОМ
КАК ВЫКЛЮЧИТЬ КОМПЬЮТЕР
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ.
Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Технология, 3 класс, Рагозина Т.М., Гринева А.А., Мылова И.Б., 2012 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.
Ветер может создавать и разрушать, может помогать, а может и уничтожать. Беспрерывно на Земле дуют ветры. На этом уроке мы узнаем, почему дует ветер, как определить силу ветра, его направление при помощи флюгера и анемометра. Какова роль ветра в жизни и хозяйственной деятельности человека, какие виды ветров существуют.
Тема: Неживая природа
Движение теплого и холодного воздуха на Земле беспрерывно.
Рис. 2. Схема образования постоянных ветров ()
Ветер - это явление природы, но такое движение воздуха можно наблюдать даже в помещении. Если открыть дверь комнаты и поднести к проему зажженную свечу, ее пламя будет отклоняться в сторону коридора. Этот опыт доказывает, что теплый воздух комнаты поднялся вверх и выходит в коридор, вытесняемый холодным воздухом, который находился внизу. Поэтому если свечу поставить на пол, пламя свечи будет отклоняться в сторону комнаты, указывая направление движения холодного воздуха.
Рис. 3. Опыт по определению направления ветра в помещении ()
В течение дня суша нагревается быстрее и сильнее, чем вода. Но она и остывает быстрее. Поэтому температура над морем и сушей бывает различной: днём воздух теплее над сушей, а ночью он теплее над морем.
Поэтому днем холодный воздух со стороны моря перемещается на сушу (этот ветер называется дневным бризом), а ночью ветер дует в обратном направлении - с суши на море (это ночной бриз).
Рис. 4. А - Дневной бриз, В - Ночной бриз ()
Чем больше разница температур в различных областях земного шара, тем быстрее перемещаются воздушные массы, тем сильнее дует ветер. Для безопасности жизни и облегчения ведения хозяйства человеку важно знать направление ветра. Если ветер дует из арктической зоны, то приносит холод, а если из экваториальной - тепло.
Существует специальный прибор, с помощью которого определяется направление ветра - флюгер .
На метеорологических станциях за направлением ветра следят с помощью флюгера, который устанавливается на высоте 10 м. Он состоит из легкой металлической пластины, которая вращается вокруг своей оси в определенную сторону, указывающую направление ветра. Ветер получает название по той стороне света, откуда он дует: с севера - северный, с юга - южный.
Рис. 6. Определение направления ветра ()
Для определения силы ветра тоже есть специальный прибор - анемометр : чем сильнее дует ветер, тем быстрее крутится вертушка прибора.
Ветер бывает разной силы: слабый, умеренный, сильный.
Рис. 8. Определение силы ветра ()
Если ветер слабый, то на деревьях качаются только листья.
Умеренный ветер покачивает и ветви деревьев.
А сильный ветер гнет деревья, срывает из ветви и верхушки.
Это явление природы, но он очень помогает человеку. Ветер гонит облака над землей, и в разных местах выпадают дождь, снег, град. От городов ветер уносит загрязненный воздух, а приносит свежий воздух с полей, лесов и лугов. Высушивает дороги, надувает паруса кораблей, вращает крылья ветряных мельниц, разносит семена и пыльцу растений.
Рис. 14. Ветер разносит семена растений ()
Рис. 15. Принесенный ветром снег ()
Рис. 16. Поднятые ветром волны ()
Рис. 17. Наполненные ветром паруса ()
Человек давно научился использовать энергию ветра: ветряная мельница - это пример преобразования энергии ветра в механическую энергию. Но сейчас хозяйственная и бытовая деятельность человека тесно связана с электричеством, поэтому для получения электрической энергии из энергии ветра был создан ветрогенератор. Энергия ветра - это возобновляемый вид энергии, так как она является следствием деятельности Солнца. Ветроэнергетика является бурно развивающейся отраслью.
Рис. 19. Строение ветрогенератора ()
Но временами ветер достигает огромной силы, он называется ураганом. Такой ветер ломает деревья, сносит крыши домов, обрывает провода, поднимает высокие волны. Сильный ветер на море называется штормовым.
Смерч или торнадо- чрезвычайно сильный атмосферный вихрь, где ветер обращается вокруг оси по спирали. Принимает форму столба диаметром от десятков до нескольких сотен метров и существует от нескольких минут до нескольких часов.
Наиболее часто (несколько десятков случаев в год) смерчи наблюдаются в Аллее торнадо в США - в полосе от северного Техаса до Айовы. Здесь наиболее значительна разница температур между холодными и тёплыми воздушными массами. В России смерчи чаще наблюдаются в европейской части, особенно в центральной полосе и на юге, однако не более 1-2 раз за несколько лет. Серия смерчей в августе 2002 года в районе Новороссийска вызвала гибель около 60 человек и нанесла значительный материальный ущерб.
Это сильный ветер с большим количеством снежных масс, сопровождающийся плохой видимостью на дорогах и на любой другой местности.
Ветер с высокой температурой и низкой относительной влажностью воздуха в степях, полупустынях и пустынях.
Итак, ветер может и созидать, и разрушать.
На следующем уроке мы вспомним, какие свойства воздуха нам уже известны из предыдущих уроков. Рассмотрим ряд экспериментов, которые познакомят нас с новыми свойствами воздуха: его объемом, весом и упругостью. А также узнаем, где люди используют свои знания о свойствах воздуха в обычной жизни.
- Вахрушев А.А., Данилов Д.Д. Окружающий мир 3. М.: Баллас.
- Дмитриева Н.Я., Казаков А.Н. Окружающий мир 3. М.: ИД «Федоров».
- Плешаков А.А.Окружающий мир 3. М.: Просвещение.
- Академик ().
- Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» ().
- Методический кружок ().
- Составьте тест (4 вопроса с тремя вариантами ответов) на тему «Ветер».
- Подготовьте сообщение о смерчах на территории нашей страны.
- Проведите опыты по доказательству движения теплого и холодного воздуха. Опишите свои действия, наблюдения, результаты.
- *Напишите сказку или фантастический рассказ на тему «Подхватил меня теплый ветер».