Исследование микроклимата домашней комнаты в условиях дистанционного обучения

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Валеева К.С. 1

---

1МАОУ СОШ с. Нижнетроицкий Туймазинского района Республики Башкоростан

Хизбатова Т.В. 1

---

1МАОУ СОШ с. Нижнетроицкий Туймазинского района Республики Башкоростан

Работа в формате PDF

1.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

Дистанционное обучение прочно входит в нашу жизнь, и я всерьез задумалась над тем, в каких домашних условиях проходят учебные занятия. В данной работе решила изучить состояние микроклимата в своей комнате, измерить некоторые его параметры и проанализировать, как от него зависят мое самочувствие, психологический настрой и усвоение мной учебного материала. Пользуясь Интернет-ресурсами, я выяснила, что исследование микроклимата школьных и домашних помещений не раз обсуждалось на научно-практических конференциях, поэтому степень изученности данной темы достаточно высока. Важность и ценность этих работ несомненна, но массового применения такие исследования не получили.

Проблема поддержания необходимого уровня температуры и влажности в жилых и рабочих помещениях всерьез никогда не воспринималась. За соблюдением санитарных норм в государственных и частных организациях, конечно же, следят соответствующие органы, согласно [1], а вот о том, что есть такое понятие как «климат-контроль жилого помещения» задумывались далеко не все. К сожалению, в условиях современной пандемии люди вынуждены практически все время находиться дома. Выводами, полученными в ходе исследования, я бы хотела поделиться с широким кругом учащихся.

Актуальность исследования заключается в том, что создание комфортных условий в доме является залогом нашего здоровья, а в связи с тем, что самоизоляция становится неотьемлемой частью нашей жизни, необходимо обратить на это особое внимание. В период «весна-осень» 2020 года в стране наблюдается сложная эпидемиологическая обстановка. Среди учащихся нашей школы резко возрос процент простудных заболеваний, поэтому очень важно научиться поддерживать в норме микроклимат своего жилья, так как несоответствие параметров микроклимата может вызвать негативные явления в организме человека.

Гипотеза исследования: если выяснить, что температура и влажность воздуха в комнате влияют на самочувствие организма человека, и научиться их регулировать, то можно создать благоприятный микроклимат для обучения и жизнедеятельности в домашних условиях.

Объект исследования: домашняя комната

Предмет исследования: микроклимат домашней комнаты

Цель работы: исследовать параметры микроклимата: температуру воздуха в комнате, его относительную влажность и выяснить значимость их регулирования в процессе дистанционного обучения.

Исходя из сформулированной гипотезы, для достижения цели исследования были поставлены следующие задачи:

- проанализировать литературу по данному вопросу;

- выбрать оборудование, необходимое для проведения исследования;

- выбрать или разработать методику определения параметров микроклимата домашней комнаты и оформить ее в виде памятки для учащихся;

- исследовать зависимость самочувствия организма человека от влажности и температуры воздуха в комнате;

- провести анализ полученных результатов.

Практическая значимость. Результаты исследований могут использоваться в целях улучшения микроклимата комнаты, в которой организуется дистанционное обучение.

Личным вкладом в исследование считаю рассмотрение еще одного аспекта дистанционного обучения - комфорта внешних условий, а также составление доступных и проверенных рекомендаций по малозатратному поддержанию микроклимата жилья. Считаю, что результаты исследования, полученные в работе, могут быть интересны учащихся.

Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы и трех приложений. В первой главе описываются теоретические вопросы по теме исследования, характеристики приборов для измерения параметров воздуха, во второй главе - описание экспериментов и их результаты. Для сравнения результатов измерений использовались документы ГОСТ и СанПиН. С целью совершенствования практических навыков изучалось пособие «Практикум по физике», автор А.В.Буров.

Сроки проведения исследования: сентябрь 2020г - январь 2021 г.

1. Теоретические основы исследования

1.1 Температура жилого помещения

Температура характеризует степень нагретости тела. Для ее измерения был создан прибор, называемый термометром. Его устройство основано на свойстве тел изменять объем при нагревании или охлаждении. [5]

Для измерения температуры воздуха в комнате следует руководствоваться следующими правилами:

нужно расположить термометр на расстоянии не менее 1 метра от внешних стен и на высоте не менее 1,5 метра;

термометр для измерения температуры воздуха нужно установить так, чтобы исключалась воздействие на него солнечных лучей, сильно нагретых поверхностей (например, кухонной плиты, радиаторов отопления) и охлажденных предметов;

отсчет и регистрацию показателей термометра проводят через десять минут после того, как он был размещен в исследуемом месте. [2]

Согласно требованиям ГОСТ и СанПиН для жилых помещений установлены следующие оптимальные и допустимые нормы температур воздуха: в холодный период оптимальная температура — 20–22°С, допустимая температура — 18–24°С, в теплый период оптимальная температура — 22–25°С, допустимая температура — 20–28°С. Оптимальная температура для жилых помещений — это показатель, который при длительном воздействии на человека обеспечивает нормальное состояние организма и ощущение комфорта. Допустимые показатели — это значения, которые при длительном воздействии на человека могут привести к ощущению дискомфорта, ухудшению самочувствия и понижению работоспособности, но при этом не вызывают ухудшение здоровья. [3; 7]

1.2 Влажность воздуха

Содержание водяного пара в атмосфере характеризует такое понятие, как «влажность». В зависимости от количества паров, находящихся при данной температуре в атмосфере, воздух бывает различной степени влажности. Абсолютная влажность воздуха показывает, сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объемом 1 м³ при данных условиях, т.е. плотность водяного пара. [6]

Относительная влажность дает более реальную картину влагосодержания. Она показывает в процентном отношении насыщение окружающего воздуха  водяным паром.

Нормальная относительная влажность воздуха в жилых помещениях в зависимости от температуры воздуха колеблется от 30 до 60 %. При температуре воздуха 16-20°С для людей, которые находятся в состоянии покоя, оптимальной будет влажность 40-60 %; при температуре, выше 20 °С или ниже 15 °С, оптимальная влажность воздуха должна быть 30-40 %. [3]

Относительную влажность воздуха измеряют с помощью психрометра. Чтобы правильно измерить влажность воздуха, нужно знать принцип действия психрометра. Психрометр состоит из двух термометров. Резервуар одного из них обернут тканью (батист или марля), конец которой погружен в цилиндр с дистиллированной водой. Расстояние от верхнего края цилиндра до резервуара термометра должна быть 3-4 см, чтобы был свободный обмен воздуха. Поднимаясь по ткани, вода испаряется и охлаждает влажный термометр, поэтому влажный термометр показывает более низкую температуру, чем сухой. Чем меньше влажность воздуха, тем больше испаряется вода, и тем больше будет разница между влажным и сухим термометрами. Прибор размещают на высоте 1,5 м от пола.

Показатели сухого и влажного термометров записывают через десять минут наблюдения. Относительную влажность определяют по психрометрическим таблицам на основе показателей сухого и влажного термометров.

1.3 Влияние температуры и влажности воздуха на жизнедеятельность человека.

Постоянное воздействие низких или высоких температур может оказать негативное влияние на состояние организма. В группу риска чаще всего попадают люди, страдающие респираторными и аллергическими заболеваниями. Повышенная температура воздуха в помещении приводит к снижению физической и умственной работоспособности, быстрой утомляемости, увеличивает нагрузку на сердце.

При пониженной температуре происходит излишняя потеря тепла, из-за чего повышается риск простудных и острых респираторных заболеваний, усугубляется течение хронических болезней и обостряются воспалительные процессы.

Недостаточная влажность приводит к следующим последствиям: пересыхание слизистых оболочек горла, носа и глаз, что сопровождается частыми респираторными заболеваниями и ухудшением зрения, сухость кожи, ломкость волос и ногтей, головные боли и общее недомогание, аллергия из-за скопления в воздухе большого количества раздражающих веществ.

Слишком высокая влажность тоже отклонение от нормы, которое негативно воздействует на человека. Главная проблема в такой ситуации ― плесень, которая может спровоцировать развитие различных инфекционных заболеваний и аллергии. Больше всего от постоянной сырости страдают дети. Если не устранить источник проблемы, то сберечь здоровье вряд ли получится. При регулярном нахождении в такой обстановке ухудшается самочувствие человека в целом, особенно при очень теплом воздухе. Чем больше влаги, тем более высокой ощущается температура. В совокупности это может привести к падению артериального давления, вялости, спутанности сознания. [4]

2.Экспериментальное исследование

2.1 Статистика по школе и анкетирование одноклассников

По данным, полученным в поликликлинике, из 393 учащихся нашей школы в сентябре 2020 года переболели ОРВИ 188 человек, что составило 48% от общего количества учащихся школы. Эти показатели более, чем в 2 раза превышают показатели заболеваемости простудными заболеваниями в сентябре 2019 года. Данный тревожный факт свидетельствует об актуальности моих исследований.

С целью выяснить осведомленность моих одноклассников о таком понятии как микроклимат в квартире или в жилом доме, я провела анкетирование (приложение 1). Анализируя ответы респондентов, я пришла к выводу, что одноклассники не задумывались над проблемой поддержания комфортных условий в своей домашней комнате.

2.2 Описание оборудования

Для выполнения работы я использовала школьный психрометрический гигрометр ВИТ. Как написано в инструкции, наличие термометра позволяет обойтись одним прибором для полного контроля и круглосуточного мониторинга таких показателей, как температура и влажность. Заполнила стеклянный резервуар дистилированной водой и повесила прибор на стену на уровне глаз, чтобы было удобно снимать показания (приложение 3).

2.3 Измерение параметров воздуха

Измерения начались в сентябре 2020 года, когда в школе был объявлен карантин, и мы перешли на дистанционное обучение. Результаты измерений представлены в приложении 2. Средняя температура комнаты была 17,5°С, а относительная влажность 64,3%. Данные показатели не соответствовали нормам: температура была ниже оптимальной из-за холодных батарей отопления. Влажность воздуха выше нормы по этой же причине. Очень быстро наступала усталость от занятий, вещи казались влажными и отсыревшими. Практически сразу после проветривания терялось ощущение свежего воздуха.

Показания температуры стали выше после включения обогревателя, с ростом температуры стала понижаться влажность воздуха и достигла минимально допустимого значения 30%. После дистанционных занятий за компьютером появлялось ощущение сухости в глазах, раздражение в носу. От постоянной работы обогревателя стала болеть голова. Воздух стал казаться мне пыльным, хотя я убираюсь в своей комнате каждый день.

Выводы, к которым я пришла после сравнительного анализа своего самочувствия и показаний прибора следующие: при длительном нахождении в комнате и выполнении умственной работы комфортные условия в комнате имеют большое значение. Ухудшения здоровья я не почувствовала, но испытала негативное воздействие внешних факторов.

Определяя температуру и влажность воздуха в комнате психрометром, я задумалась над вопросом, какими еще способами можно измерить эти физические величины или получить о них представление.

Эксперимент 1. Использую бытовой комнатный термометр п-5. Снимаю показания. Обертываю конец стеклянного резервуара мокрой ваткой и через 10 минут снимаю показания. По разности температур определяю относительную влажность воздуха, используя психрометрическую таблицу на странице 209 сборника задач по физике 7-9, автор В.И.Лукашик.

Вывод; полученный результат на 5% отличается от показаний, снятых с психрометра, но приблизительно позволяет судить о значениях влажности. Показания сухого термометра в психрометре и бытового термометра совпадают.

Эксперимент 2. Взвешиваю поваренную соль, определяю ее массу на электронных весах. Решила отмерить 300 граммов. Расстилаю тонким слоем на газете, помещаю в комнате, выбираю место подальше от окна, выключаю обогреватель и оставляю на сутки. После вторичного взвешивания масса соли увеличилась на 1 грамм. Соль обладает свойством впитывать влагу из окружающего воздуха. Проводила опыт несколько раз, сравнивая показания психрометра с избыточной массой соли.

Вывод: чем больше избыточная масса соли, тем выше влажность воздуха. При возрастании массы соли более, чем на 3%, влажность воздуха в комнате превышает допустимые значения. Вместо соли можно взять рис, обладающий такими же свойствами.

Эксперимент 3. Беру стакан с водой, чтобы от края осталось 4-5 см. Измеряю температуру. Показания термометра 18°С. Ставлю в холодильник. Через 5 часов вновь измеряю температуру. Вода охладилась до 4°С.

Смотрю на внутренние стенки стакана, которые покрылись мелкими капельками воды. Через 5 минут стенки высохли. Влажность пониженная. Этот же опыт по моей просьбе делала моя одноклассница Бояренцева Карина, проживающая в частном доме. В ее эксперименте капли стекали вниз, значит в доме влажность повышенная.

Вывод: при нормальной влажности стенки остаются запотевшими некоторое время, капельки воды не исчезают и не стекают вниз.

Эксперимент 4, основанный на народных приметах. Наше село со всех сторон окружено лесами, в которых много хвойных деревьев. Сосновых или еловых шишек в доме не оказалось ни у одного из моих одноклассников. А ведь шишку можно считать природным гигрометром. У нее есть способность сжимать свои чешуйки при повышенной влажности. При пониженной влажности они раскрываются.

Конечно же, я нашла шишки и провела этот опыт (приложение 4).

Вывод: народные методы помогают создать в квартире благоприятную атмосферу.

2.4 Рекомендации по поддержанию комфортного микроклимата

Когда-то Лев Толстой сказал: «Счастлив тот, кто счастлив у себя дома». Нам нужно такое место, где мы чувствуем себя защищенными от вирусов, где спокойно и хорошо, где комфортный микроклимат, где создана благоприятная атмосфера для дистанционного обучения. В связи с этим я разработала следующие рекомендации.

1. В квартире или в доме обязательно должен быть бытовой комнатный термометр. Если в комнате температура ниже 16°С, без обогревателя не обойтись. Нельзя пользоваться для обогрева помещения газовой плитой, хотя, если вы решили испечь пирог или тортик, то согреете дом на 2-3°С. Если зимой в жилом помещении температура выше 24 °С, понижайте, проветривая комнату. Впрочем, проветривать комнату необходимо при любой температуре три раза в день. Если летом дома температура выше 28°С, включите вентилятор, поставив перед ним две пластиковые бутылки с замороженной водой. Направьте лопасти на них – и через 5-10 минут в помещении станет намного прохладнее.

2. Для измерения влажности я описала четыре малозатратных эксперимента, проведение которых без особого труда позволит получить представление о влажности воздуха.

Если влажность в доме ниже нормы, используйте подручные средства. Особенно это актуально во время отопительного сезона. Развешивайте на батареях мокрое белье или устанавливайте рядом сушилки. Этот способ поможет уменьшить температуру и повысить влажность. Рядом с батареями отопления можно поставить тазик с водой, а еще лучше приобрести аквариум, вода в нем будет понемногу испаряться и насыщать сухой воздух влагой. Во время дистанционного обучения больше свободного времени, изготовьте искусственный фонтанчик. Он украсит вашу комнату, наполнит журчанием и будет увлажнять воздух. Посадите комнатные растения. Они насыщают воздух кислородом и отдают часть влаги. При поливе и опрыскивании также происходит увлажнение.

Если влажность в комнате высокая, чаще открывайте окна во время сушки белья, приготовления пищи, после принятия водных процедур. Оставляйте окна не занавешенными для доступа дневного света, особенно в яркую солнечную погоду, это способствует быстрому устранению ощущения сырости. Лучи солнца эффективно просушивают комнаты за несколько часов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе исследования был изучен материал о параметрах микроклимата, таких, как температура воздуха и его влажность. Описаны особенности работы с психрометрическим гигрометром и термометром. Также рассмотрен вопрос о влиянии температуры и влажности воздуха на жизнедеятельность человека.

В результате анкетирования было выявлено, что о проблеме поддержания комфортных условий в доме большинство респондентов не задумывалось. Поработав над этой темой, я пришла к выводу, что проблема, над которой я работала, особенно актуальна на сегодняшний день.

Дистанционное обучение может стать составляющей частью образовательного процесса. Важно, чтобы учащиеся научились отслеживать и поддерживать оптимальное состояние воздуха в своей комнате в частности, и во всем доме в целом.

В ходе измерений выяснилось, что температура и влажность воздуха в комнате являются переменными величинами и не всегда соответствуют санитарным нормам ГОСТ и СанПиН. Показания были занесены в таблицу.

Для общего понимания о состоянии воздуха в комнате  разработаны эксперименты, выполнение которых доступно многим школьникам. Результаты экспериментов подтверждаются показаниями психрометра и их можно взять на вооружение. Также в работе отмечены факты взаимосвязи негативных ощущений моего организма и показаний гигрометра в то время, когда они не соответствовали оптимальным интервалам. В связи с этим мною разработаны рекомендации по поддержанию комфортного микроклимата в доме, которые могут быть использованы для практического применения.

В дальнейшем направление моего исследования будет нацелено на изучение еще одного параметра микроклимата – скорости потоков воздуха в комнате и поиску способов ее измерения.

Таким образом, цель работы достигнута.  Гипотеза подтвердилась.

.

ЛИТЕРАТУРА

1.Федеральный закон Российской Федерации (о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения) от 30.03.1999 N 52-ФЗ ;

2.Буров  В.А. Практикум по физике. – М .Просвещение. 1972., 70 с.;

3.ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях»;

4.Интернет-ресурсы: [email protected];

5.Мякишев Г.Я., Физика, 10 класс, М.: Просвещение,2020, 432 с;

6.Перышкин А.В., Физика. 8 класс, М.: Дрофа.2019., 238 с.;

7.СанПиН 2.1.2.2645—10. Санитарно-эпидемиологические

требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1Анкетирование учащихся

1.Есть такие параметры воздуха в помещении как температура и влажность. За их показаниями строго следят в медицинских учреждениях и аптеках для правильного хранения лекарств, в книгохранилищах и библиотеках – для сохранности книг, на нашем местном предприятии «Агрогриб» - для эффективного роста грибов. Как ты считаешь, в комнате, где ты живешь и учишься дистанционно, нужно следить за температурой и влажностью?

2. Есть ли у тебя в комнате термометр?

3. Какими способами можно измерить влажность в комнате?

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Таблица измерений показаний сухого и влажного термометров

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Психрометрический гигрометр ВИТ-1

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Еловая шишка – природный гигрометр