Какое явление в природе увеличивает количество водяного пара в атмосфере

Водяной пар в атмосфере.

Цель: 1. Сформировать представление о насыщенном и ненасыщенном воздухе, о причинах образования облаков и их видах.

2. Научить вычислять относительную и абсолютную влажность воздуха.

3. Воспитать познавательный интерес к урокам географии

Тип урока: изучение нового материала

Форма проведения: лекция с элементами беседы

Оборудование: учебники, мультимедийная презентация

Методы: частично-поисковый, словесный, репродуктивный, объяснительно-иллюстративный

Содержание урока

Методика проведения

I. Организационный момент

Вступительное слово учителя

II. Изучение нового материала

Объяснение учителя и беседа, сопровождающаяся вопросами и заданиями. Демонстрация мультимедийной презентации

Учитель протирает доску влажной тряпкой и просит учеников обратить внимание, что будет происходить (ученики отмечают, что доска высыхает).

— Куда девается вода с доски? (испаряется)

— Какое значение это имеет для атмосферы? Для её состава? (в атмосфере содержится вода)

— В каком состоянии находится вода в атмосфере?

— Видим ли мы водяной пар?

1. Абсолютная влажность – кол-во водяного пара, находящегося в атмосфере.

Вопрос 1: Как вы думаете, какое явление в природе увеличивает количество водяного пара в атмосфере? ИСПАРЕНИЕ

Вопрос 2: А теперь подумайте, почему лужи в теплую погоду высыхают быстрее? В теплую ясную погоду испарение происходит быстрее, чем в прохладную.

2. Приборы для измерения влажности воздуха: гигрометр и психрометр

3. Воздух, который не может вместить больше водяного пара, чем он уже содержит, называют насыщенным.

Воздух, который содержит водяного пара меньше, чем мог бы содержать, называется ненасыщенным.

4. Зависимость количества водяного пара в насыщенном воздухе от его температуры

Вопрос 3: В чём проявляется зависимость? Чем выше температура воздуха, тем больше может содержаться воды в таком воздухе.

5. Решение задач с использованием таблицы 1:

1) Сколько граммов водяного пара может вместить 1 м 3 насыщенного воздуха при его нагревании от 0 0 С до + 10 0 С?

от + 20 0 С до +30 0 С?

Ответ: 4 г; 13 г.

2) Является ли воздух насыщенным, если при температуре + 20 0 С 1 м 3 его содержит 7 г водяного пара?

Ответ: Нет, не хватает 10 г до насыщения.

5. Проблемное задание: Почему утром появляется роса, почему при восходе солнца она исчезает?

Если Ученики затрудняются, учитель в беседе им объясняет.

— Днем температура воздуха была 30 0 С. Сколько воды могло содержаться в 1 м 3 воздуха (при условии, что он насыщен)? 30 г.

— Утром температура упала до + 10 0 С. Сколько грамм воды может содержаться при данной температуре? 9 г.

— Какой возникает вопрос? (Куда девалась «лишняя» вода, массой 21г)

— Какой напрашивается ответ? (Вода выпала в виде росы)

Вопрос 4: А куда испарилась роса днем и почему? (Температура повысилась до + 30 0 С, и воздух, имея в себе 9 г воды, превратился в ненасыщенный, и поэтому началось испарение, и роса исчезла)

6. Туман – взвешенные в воздухе мельчайшие капельки воды, образовавшиеся в результате конденсации водяного пара при охлаждении воздуха или испарении над водоемами и влажными участками суши.

7. Относительной влажностью воздуха называется отношение абсолютной влажности воздуха к максимальной, выраженной в процентах

8. Решите задачу:

Задача 3: Определите относительную влажность, если при t + 30 0 С в воздухе содержалось 17 г воды.

Х = 17 * 100 / 30 = 56 %

9. Туман и облака

Вопрос 5: Почему образуется туман? (Взвешенные в воздухе мельчайшие капли воды. Образуется в результате конденсации пара вблизи поверхности земли)

Облако – это скопление водяных капель в воздухе, они образуется всегда при подъеме воздуха над земной поверхностью при испарении влаги. Облака имеют разнообразную форму, зависящую от высоты и условий их образования.

10. Виды облаков (схема)

Вопрос 6: Почему не из всех облаков выпадают осадки?

III. Закрепление изученного материала

Что такое абсолютная влажность воздуха?

Какой воздух называется насыщенным?

Что такое туман?

Что такое конденсация?

Что такое относительная влажность?

Каким прибором измеряется влажность?

Что такое облака?

Назовите основные виды облаков

Какие из них образуются ниже? Какие выше?

IV. Домашнее задание

Сообщение темы урока и плана работы учащихся на уроке, запуск ММ презентации

Атмосфера Земли — Вода в атмосфере Земли и гидрологический цикл

— в виде пара (водяной газ, образующийся в процессе испарения воды),
— в жидком состоянии (облачные элементы в виде капель воды, дождевые капли),
— в замерзшем состоянии (облачные элементы в виде ледяных кристаллов, снежинки, градины).

Отличительной особенностью воды от других составных элементов атмосферы Земли, является то, что ее содержание в атмосфере постоянно меняется.

Содержание воды в атмосфере Земли зависит от:

• — температуры воздуха,
• — состояния испаряющей поверхности.

В арктических странах температура воздуха очень низкая, поэтому в атмосфере содержится очень малое, с трудом поддающееся измерению, количество воды – т.е. воздух является сухим. В жарких же странах, где процесс испарения идет очень интенсивно, наоборот, количество воды в атмосфере Земли может достигать 4% и воздух является очень влажным.

Единицы измерения содержания воды в атмосфере Земли.

Парциальное давление водяного пара.

Парциальное давление (гПа) – давление отдельно взятого компонента в газовой смеси, в нашем случае, паров воды в атмосфере. Т.е., парциальное давление водяного пара – это давление, которое имел бы водяной пар, если бы он занимал объем, равный объему газовой смеси, в которой он находится (при той же температуре).

Газы всегда вытекают из области с высоким парциальным давлением в область с более низким давлением; и чем больше разница, тем быстрее поток.

При повышении температуры воздуха, процесс испарения становится все интенсивнее, в воздух поступает все большее количество молекул воды, и парциальное давление паров воды увеличивается.

Когда достигается равновесие между количеством молекул, покидающих воду и возвращающихся в нее, давление становится равновесным, а пар – насыщенным. При новом повышении температуры для поддержания насыщенности водяного пара, необходимо новое поступление молекул воды в воздух.

• Таким образом, чем выше температура воздуха, тем большее количество водяного пара может содержаться в воздухе и тем выше равновесное парциальное давление пара.

При понижении температуры воздуха начинается отток молекул воды из атмосферы Земли. Это происходит путем конденсации паров воды. Так, при охлаждении температуры воздуха, под утро выпадает роса, а если подморозит, то образуется иней.

Абсолютная влажность воздуха

Абсолютная влажность воздуха (г/м 3 ) – масса водяного пара в граммах, содержащаяся в 1 куб. м. воздуха. Другими словами, это плотность водяного пара в воздухе.

Абсолютная влажность воздуха зависит от температурного режима и переноса (адвекции) влаги с океаническими массами воздуха. При одной и той же температуре воздух может поглотить вполне определенное количество водяного пара и достичь состояния полного насыщения.

Абсолютная влажность воздуха в состоянии его насыщения носит название влагоёмкости. Влагоемкость воздуха увеличивается с повышением температуры.

Зависимость количества водяного пара в насыщенном воздухе от температуры воздуха.

Упругость водяного пара.

Упругость водяного пара в атмосфере — парциальное давление водяного пара, находящегося в воздухе; выражается в мбар или мм рт. ст. (по системе СИ — в гПа). Упругость водяного пара зависит от количества водяного пара в единице объёма и является одной из характеристик влажности воздуха.

Упругость водяного пара у земной поверхности может быть около нуля (в Антарктиде, зимой в Якутии, иногда в пустынях) и до 30—35 мбар вблизи экватора. Упругость пара в полярных широтах зимой меньше 1 мбар (иногда лишь сотые доли мбар) и летом ниже 5 мбар; в тропиках же она возрастает до 30 мбар, а иногда и больше. В субтропических пустынях упругость водяного пара понижена до 5—10 мбар. С высотой упругость пара быстро убывает — в 2 раза в нижних 1,5 км и почти до нуля на верхней границе тропосферы.

Максимальные значения упругости водяного пара и абсолютной влажности воздуха при различных температурах воздуха.

Максимальная упругость водяных паров Е, мм рт. ст.

Урок 10. Влага в атмосфере

Абсолютная влажность – количество водяного пара в граммах, содержащееся в 1 м 3 воздуха.

Относительная влажность воздуха – отношение количества водяного пара, которое содержится в атмосфере к максимальному количество водяного пара, который может вместить себя воздух при данной температуре.

Облако – скопление водяных капель или кристаллов льда, находящихся на значительной высоте над поверхностью Земли.

Атмосферные осадки – вода в жидком или твёрдом состоянии, выпавшая на землю.

Основная и дополнительная литература по теме

1. География. 5 – 6 класс / А. И. Алексеев, В. В. Николина, Е. К. Липкина и др. – М.: Просвещение, 2019.
2. Сайт: Научно – популярная энциклопедия. Вода России. http://water-rf.ru/.
3. Сайт: География. https://geographyofrussia.com/mirovoj-okean-i-ego-chasti/.
4. Сайт: Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов www.school-collection.edu.ru.
5. Сайт: Издательство «Просвещение» www.prosv.ru.
6. Сайт: Российская версия международного проекта Сеть творческих учителей www.it-n.ru.
7. Сайт: Российский общеобразовательный Портал www.school.edu.ru.
8. Сайт: Федерация Интернет-образования, сетевое объединение методистов www.som.fio.ru.
9. Сайт. Мир океана. http://www.seapeace.ru.
10. Сайт. Гидрометцентр России. https://meteoinfo.ru

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Что происходит с водой в атмосфере? Как вы считаете, одинаково ли чувствует себя человек, находясь в экваториальном лесу и пустыне? При примерно одинаковых температурах человек по-разному себя ощущает в экваториальных широтах и тропиках. Всё дело во влажности воздуха. Каждый раз, перед выходом на улицу, вы смотрите за окно. Вам важно знать, не идёт ли на улице дождь или снег.

Влага в атмосфере постоянно переходит из одного состояния в другое – превращается то в пар, то в воду или даже лёд. Количество водяного пара в граммах, содержащееся в 1 м 3 воздуха, называют абсолютной влажностью. Чем выше температура воздуха, тем больше водяного пара может в нём содержаться. Влажный воздух насыщен водяным паром, а сухой не насыщен. У них разная относительная влажность.

При подъёме вверх воздух охлаждается, пар превращается в капли воды. Капли не выпадают на землю, а «плавают» в воздухе – образуются облака. Облака бывают: кучевые, слоистые, перистые. Если капель воды в облаке много – выпадают осадки. Атмосферные осадки вода в жидком или твёрдом состоянии, выпавшая на землю. Количество осадков измеряется в миллиметрах (мм). Больше всего осадков выпадает у экватора и на склонах гор, стоящих на пути влажных ветров.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Расставьте подписи к изображениям.

Варианты ответов:

Правильный вариант ответа:

Задание 2. Установи соответствие между осадками их определением.

Дождь, снег, град

Атмосферные осадки, которые выделяются из насыщенного водяным паром воздуха при соприкосновении с охлаждёнными поверхностями (землёй, стенами домов и др.)

Иней, роса, гололёд

Атмосферные осадки, выпадающие из облаков

Правильный ответ:

Дождь, снег, град

Атмосферные осадки, выпадающие из облаков

Иней, роса, гололёд

Атмосферные осадки, которые выделяются из насыщенного водяным паром воздуха при соприкосновении с охлаждёнными поверхностями (землёй, стенами домов и др.)

Какое явление в природе увеличивает количество водяного пара в атмосфере

§ 35. Влага в атмосфере

• Какими показателями характеризуют влажность воздуха.

• Как образуются туман и облака.

• Что такое водяной пар? Какими свойствами он обладает?

Обратитесь к электронному приложению Что такое влажность воздуха. В атмосфере всегда присутствует водяной пар. Он так же невидим, как и все остальные газы воздуха. Водяной пар появляется в атмосфере в результате испарения воды с поверхности водоёмов и суши. Много воды испаряют растения.

Где больше водяного пара — в воздухе вблизи морей и океанов или вдали от них?

Количество водяного пара в воздухе характеризуется с помощью двух показателей: абсолютной и относительной влажности воздуха.

Абсолютная влажность воздуха — это количество водяного пара в граммах, находящееся в 1 м 3 воздуха.

Абсолютная влажность растёт при увеличении температуры воздуха и запасов влаги на поверхности.

Однако воздух не может поглощать водяной пар бесконечно. Существует предел его насыщения влагой, который зависит от температуры (рис. 113). Степень насыщения воздуха водяным паром характеризует относительная влажность воздуха.

Относительная влажность воздуха — это отношение абсолютной влажности к тому количеству влаги, которое может содержать воздух при определённой температуре.

Рис. 113. Зависимость количества водяного пара в насыщенном воздухе от температуры воздуха

По рисунку определите, сколько водяного пара может содержать 1 м 3 воздуха при температуре –20; 0; +20 °С.

Рис. 114. Волосяной гигрометр

Относительную влажность выражают в процентах. Если при температуре +20 °С 1 м 3 воздуха содержит 8 1 /₂ г водяного пара, то это только половина того, что может содержаться в воздухе при данной температуре. Относительная влажность в этом случае составляет 50%.

Относительную влажность измеряют с помощью специальных приборов — гигрометров (рис. 114).

Показатель относительной влажности воздуха имеет большое значение для жизни растений, животных и человека. При маленькой относительной влажности ускоряется испарение с поверхности тел, содержащих воду. Человек чувствует себя хорошо при относительной влажности от 40 до 75%. Отклонение от этих показателей отзывается в организме ощущением сухости или сырости.

Рассчитайте относительную влажность воздуха:

• если абсолютная влажность составляет 6 г в 1 м 3 при температуре +30 °С;

• если абсолютная влажность составляет 2 1 /₂ г в 1 м 3 при температуре 0 °С.

Во что превращается водяной пар. Если воздух нагреть, он расширится и будет дополнительно поглощать водяной пар.

При охлаждении воздух, наоборот, сжимается и не может содержать в себе много водяного пара. Излишек влаги при этом выделяется в виде капелек воды, а при температуре ниже 0 °С — в виде кристалликов льда. Это явление называется конденсацией .

Конденсация — это переход воды из газообразного состояния в жидкое.

Рассчитайте, сколько граммов воды выделится из насыщенного воздуха с температурой +20 °С при его охлаждении до 0 °С.

Конденсация водяного пара — очень важный процесс, играющий большую роль в круговороте воды. Конденсация участвует и в процессах обмена теплом между землёй и атмосферой, так как при испарении воды тепло поглощается, а при конденсации водяного пара, наоборот, выделяется.

Рис. 115. Туман

Туманы часто наблюдаются в ясные прохладные ночи или ранним утром над низинами и водоёмами.

Когда конденсация водяного пара происходит в слое воздуха, находящемся около земной поверхности, образуется туман (рис. 115).

Туман — это мельчайшие капельки воды или кристаллики льда, парящие в приземном слое воздуха.

Как образуются облака. Водяной пар не всегда конденсируется близ поверхности. Когда воздух, нагреваясь от земной поверхности, поднимается вверх, вместе с ним поднимается и водяной пар. Поднимаясь, воздух постепенно охлаждается. На определённой высоте он достигает температуры, при которой водяной пар превращается в капельки воды или кристаллики льда. Так образуются облака (рис. 116).

Облака  — это видимые скопления капель воды и кристалликов льда, находящиеся на некоторой высоте в тропосфере.

Облака формируются в тропосфере вплоть до её верхней границы. В зависимости от температуры они могут быть полностью водяными, полностью ледяными или смешанными.

По высоте образования и внешнему виду облака объединяют в три основные группы: слоистые , кучевые и перистые .

С помощью рисунка 113 определите, при какой температуре начнут образовываться облака в воздухе с абсолютной влажностью 5 г в 1 м 3 . Рассчитайте высоту, где будет такая температура, если у поверхности она +18 °С.

Облака влияют на освещённость земной поверхности, выпадение осадков, обмен теплом между земной поверхностью и атмосферой.

Степень покрытия неба облаками называют облачностью . Этот показатель выражают в баллах от 1 до 10.