Формулы как найти воздух в классе

1. Исследовательский проект «Сколько воздуха помещается в классной комнате?»

Выполнила ученица 4 «ф» класса
МОУ СОШ №16
Кравцова Елизавета
Руководитель:Хомякова Ю.Е.

2. Цель исследования

Я хочу узнать:
сколько воздуха
содержится в
закрытой классной
комнате . Как
изменяется качество
воздуха после
проветривания.

3. Гипотеза

Я считаю, что воздуха в
закрытой классной комнате
очень много и поэтому совсем
необязательно ее проветривать,
тем более ,когда на улице
холодно.

4. План исследования

1.
2.
3.
4.
Научиться вычислять объем прямоугольного
параллелепипеда (классная комната имеет
такую форму).
Узнать, сколько воздуха расходует человек.
Рассчитать на сколько хватит воздуха, который
содержится в классной комнате.
Сделать выводы.

5.

Наша классная комната имеет форму
прямоугольного параллелепипеда,
значит ее объем можно вычислить по
формуле V=abc, где V — объем
комнаты, а значит количество
воздуха в ней, a — длина комнаты, b ширина комнаты и c – высота
комнаты.

6. С помощью Датчика расстояния измерим длину, ширину и высоту комнаты.

7.

8.

Наши измерения:
8 м — длина комнаты, 5 м — ширина комнаты и
3 м– высота комнаты.

9.

Кабинет №6
3м
5м
8м
V = 8 м • 5 м • 3 м = 120 м3
Получили, что в комнате содержится
почти что 120 кубических метров
воздуха.

10. Сколько приходится на одного человека?

Объем воздуха кабинета разделим
на количество человек, находящихся
в классе :
120:8=15 м3

11. Сколько весит воздух?

Вес воздуха составляет около 1 кг 200г
на каждый кубический метр.
1 кубический дециметр воздуха равен 1
литру.
120 м3 = 144000 дм3 = 144000 л.
Значит, в классной комнате может
поместиться до 144000 литров воздуха.

12. Как мы дышим?

Человек, как и большинство сухопутных
животных, дышит атмосферным воздухом.
Наша дыхательная система приспособлена
исключительно для наземной жизни.
Процесс дыхания состоит из двух
движений – из вдоха и выдоха. Во время
вдоха воздух входит в легкие, а во время
выдоха – выходит из них. При выдохе из
легких выходит воздух, в котором вместо
кислорода содержится углекислый газ, а
так же водяной пар. Обычно за одну
минуту человек совершает от 20 до 25
вдохов и выдохов

13. Сколько воздуха вмещают наши легкие?

При нормальном спокойном дыхании за один
вдох в наши легкие вмещается 500 грамм
воздуха; это означает, что через легкие
проходит от 8 до 12 литров воздуха за 1
минуту, если человек отдыхает или
неторопливо идет.
Часто бывает так, что организму необходимо
большее количество воздуха – например,
когда человек совершает какое-нибудь усилие.
В этом случае за один вдох легкие способны
вместить до двух литров воздуха, и за минуту
через легкие может пройти около 100 литров
воздуха. Это объясняется тем, что при
совершении физических усилий человек
начинает дышать в четыре раза быстрее.

14. Эксперимент Я решила узнать, сколько времени может выдержать человек без воздуха. Для этого провели эксперимент . Все ребята глубоко вздох

Эксперимент
Я решила узнать, сколько времени может
выдержать человек без воздуха. Для этого
провели эксперимент . Все ребята глубоко
вздохнули, закрыли рот и нос ладошкой.
Результаты эксперимента вы видите на
слайде. Средняя продолжительность
задержки дыхания у девочек — 45 сек, у
мальчиков – 54 сек.

15. Человек не может прожить без кислорода!

16. Что происходит с воздухом, который мы вдыхаем?

Мы вдыхаем воздух при помощи рта и носа, и
после этого он через глотку и трахею попадает
в легкие. Каждое из двух легких состоит более
чем из трехсот миллионов мельчайших
воздушных пузырьков; эти пузырьки называют
альвеолами.
В альвеолах происходит газообмен между
воздухом и кровью. Кровь циркулирует по
мельчайшим кровеносным сосудам –
капиллярам, которые окружают альвеолы.
Через тонкую оболочку альвеол кислород из
воздуха проникает в капилляры и попадает в
кровь. Взамен кислорода из крови выделяется
углекислый газ, который растворяется в
воздухе внутри альвеол и выходит из них при
выдохе.

17.

18. С помощью датчика содержания СО2 измерим качество воздуха в классной комнате.

19. Содержание СО2 в классе выше нормы :2019 ppm

20. Содержание СО2 после проветривания в норме:200ppm.

21. Измерение уровня СО2 в кабинете №4.

22. Я порекомендовала проветрить кабинет №4, т.к. содержание СО2 выше нормы.

23. Выводы

Получается, что если комнату не проветривать,
то воздуха пригодного для дыхания хватит
совсем не надолго. Поэтому в комнате
соблюдать режим проветривания. К таким
выводам я пришла благодаря математике. Ведь,
зная формулы для вычисления объема
прямоугольного параллелепипеда и
соотношения между единицами объема, я смогла
решить задачу о количестве воздуха и
познакомился с основами здорового образа
жизни.

24. Ресурсы

Математика-5: Учебн. Для 5 кл.
общеобразоват. учреждений /
Г.В.Дорофеев, И.Ф.Шарыгин и др. – М.
Просвещение, 2004
Что? Зачем? Почему? Большая книга
вопросов и ответов / Пер. К.Мишиной,
А.Зыковой. – М.: Изд-во Эксмо, 2002

Найдите массу воздуха в классе, где вы занимаетесь при температуре 25 градусов Цельсия и нормальном атмосферном давлении. Молярную массу воздуха принять равной 0,031 кг/моль

Наш класс имеет такие размеры:    

— длина L=10 м

— ширина d=6 м

— высота 3,2 м

Нормальное атмосферное давление составляет 101325 Па. 

Температуру переведём из градусов Цельсия в единицы СИ, то есть в градусы Кельвина.

$T=t^{circ}C+273=25+273=298$ K

Теперь можем записать условие задачи в стандартном виде. 

Дано:

$L=10$ м

$d=6$ м

$h=3,2$ м

$T=298;K$

$P=101325$ Па

$mu=0,031$  кг/моль

Найти:  m

Воздух — это смесь газов. Для газов справедливо уравнение  Менделеева-Клапейрона:    

$PV=frac{m}{mu}RT$              (1)

где $P,;V,;m,;mu,;R,;T$ — соответственно давление газа, его объем, масса газа, молярная масса газа, универсальная газовая постоянная, абсолютная температура газа. 

Из формулы (1) выразим искомую массу:

$m=frac{mu PV}{RT}$               (2)

Объём газа равен объёму нашего класса.         $V=Ldh$            (3)

Подставим (3) в (2).

$m=frac{mu PLdh}{RT}$                 (4)

Подставляем данные из условия. 

$m=frac{0,031*101325*10*6*3,2}{8,31*298}approx 243,5$ кг 

Ответ: масса воздуха в нашем классе при заданных условиях составляет 243,5 кг 

Министерство образования и науки РБ

 МО Бичурский район

МБОУ Буйская средняя общеобразовательная
школа

XII Республиканская
научно-практическая

конференция учащихся начальных классов

«Первые шаги»

Номинация: Экология

Тема: «Воздух в моём классе»

Автор: Михайлова Анастасия, ученица 3
класса

Буйской СОШ, Бичурского района

Домашний адрес: с. Буй, ул. Комсомольская
д.20

Телефон: 89146345833

Руководитель: Бурцева
Надежда Юрьевна

Телефон: 89149855984

г. Улан-Удэ

2016г.

Оглавление

Введение

Глава 1. Физические показатели состояния
воздушной среды в закрытом помещении

Глава 2. Воздух в моём классе

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

Введение

Без воздуха человек погибнет через несколько
минут. Воздух жизненно важен для всех живых существ на Земле. Потребность
человека в воздухе очень высока. Для дыхания одного человека в совершенно
закрытом помещении требуется не менее 2 кубических метров воздуха в час.

Кислородом, который входит в состав
воздуха, дышат люди и животные. Для организма очень вреден спертый воздух
душных помещений, в которых содержание кислорода снижено, а ядовитых газов
(аммиака, сероводорода, углекислого газа) – повышено.

Наш класс занимается в кабинете № 5.
Мы приходим к первому уроку  и проводим в кабинете не меньше 5 часов в день.
Поэтому не только интересно, но и важно для нашего здоровья, знать каким
воздухом мы дышим.

Целью исследовательской
работы является анализ  и оценка состояния воздуха моего класса.

Для того чтобы это выяснить нужно
решить следующие задачи:

1.     
Узнать площадь и объем классной комнаты;

2.     
Определить температуру и влажность воздуха
в кабинете;

3.     
Выяснить режим проветривания класса;

4.     
Вычислить режим вентиляции.

Предметом моего исследования является
классная комната.

Объектом – воздух в нашем классе

При проведении исследования использовались
методы: измерение, наблюдение, работа с источниками информации.

Глава
1. Физические показатели состояния воздушной среды

Физические свойства
воздуха — это температура, влажность, подвижность воздуха,
барометрическое давление, электрическое состояние. Действие воздушной среды на
организм комплексное, но одно из существенных воздействий связано с физическими
свойствами воздуха, поскольку они в значительной степени определяют теплообмен
организма с окружающей средой.

Температура
воздуха является постоянно
действующим фактором окружающей среды. Лучше всего человек чувствует себя при
температуре 18 — 22⁰С. Высокая температура
воздуха, как и низкая,  может привести к проблемам со здоровьем.

При длительном
воздействии высокой температуры воздуха нарушается и деятельность
желудочно-кишечного тракта, затрудняет работу сердечно-сосудистой системы,
вызывает ослабление внимания, нарушение точности и координации движений,
замедление реакций.

Влажность
воздуха имеет большое значение,
поскольку влияет на теплообмен организма с окружающей средой. Человек будет чувствовать себя комфортно, если относительная влажность воздуха будет находиться в пределах от 60 до 80%.

В случае
снижения влажности ниже порога в 40% практически любой здоровый человек
начинает испытывать сонливость, рассеянность, чувство сухости кожи. В сухом
воздухе можно скорее замерзнуть, поскольку испаряющаяся с поверхности кожи
влага охлаждает тело. Кроме того, в пересушенном воздухе легко поднимается пыль
различного происхождения, в то время как в среде с нормальной влажностью
взвешенные микрочастицы оседают.

Особенно
страдают от сухости воздуха маленькие и грудные дети.
Доктор Комаровский пишет: «Для
здорового ребенка влажность должна быть не менее 60%, для
больного респираторной инфекцией — не менее 70%. Более 80% не надо».

Определение температуры воздуха
проводится с помощью специального прибора – термометра. Его нужно разместить в
кабинете на несколько минут, а потом определить температуру по шкале.

Влажность воздуха определяется при
помощи гигрометра – прибора  для измерения влажности воздуха. Его тоже нужно
разместить  в кабинете на некоторое время.

Для дыхания одному человеку требуется
2 кубических метра воздуха в час. Зная объем воздуха в классе, можно
рассчитать  на какое время хватит воздуха людям в этом классе.

Для того чтобы вычислить площадь
классного кабинета, нужно  измерить его длину и ширину. Затем по формуле найти
его площадь:

Пл = Дл * Шир

Вычисление объема класса также
проводится по специальной формуле:

Об = Пл * Выс

Выяснить режим проветривания можно
путем опроса классного руководителя. Или засечь время, когда открываются двери
кабинета для проветривания и когда закрываются, а потом вычислить разницу между
временем закрытия и временем открытия.

Вычислить режим вентиляции (R)
можно по формуле:

R
= S₁
: S₂

Где S₁
– площадь форточек, S₂ 
— площадь пола. Нормой считается показатель  R
=  0,02.

Глава
2. Воздух в моём классе

В первую очередь мы определили
площадь пола класса. С помощью рулетки измерили длину класса – 7м 68см. с
помощью рулетки измерили ширину класса – 5м 65см. перевели все данные в
сантиметры: длина – 768см, ширина – 565см. затем нашли площадь пола:

768см * 565см = 433 920см²

Для определения объема классной
комнаты мы измерили высоту потолка в кабинете —  368см. Затем умножили высоту
на площадь пола:

368см * 433920см² =
159 682 560см³ или ≈160
м³

Рассчитаем объем воздуха в классе,
который приходится на каждого ученика (в нашем классе учится 6 человек).
Получается, что на каждого третьеклассника приходится по 26 м³ 
воздуха. Этого достаточно для 13 часов. Но если мы занимаемся вместе со 2 
классом (всего 11 человек), то на каждого приходится по 14 м³,
хватает на 7 часов при полностью закрытых дверях.

При помощи термометра измерили
температуру воздуха в классе. Температура составила – 21 -22⁰С.
Что     соответствует нормам.

При помощи гидрометра измерили
влажность воздуха. Она составила – 62%. Это       соответствует гигиеническим
нормам.

По нашим наблюдениям кабинет
проветривается с 11часов 5 минут до 15 часов 30 минут, то есть 4 часа 25 минут.

Но нужно отметить, что проветривается
кабинет при открытии дверей в коридор. А форточка в классе у нас одна и та не
открывается.

Измерив площадь класса и площадь
дверного проёма, мы вычислили режим вентиляции:

18718см² : 433920см²=
0,0431

При сравнении с нормативом (0,02),
можно сказать, что режим вентиляции превышает показатели, но воздух в кабинет
поступает из коридора и назвать его свежим нельзя.

Заключение

В течение суток человек делает
примерно 30 000 вдохов и выдохов. Мы не замечаем воздух, пока не
испытываем его недостатка. Нам просто необходим воздух для жизни. Но человеку
нужен не просто воздух, а чистый воздух, чтобы оставаться здоровым.

Наше  исследование позволило
выяснить, каким воздухом дышат третьеклассники и второклассники МБОУ «Буйская
СОШ».  По результатам работы мы посчитали, что объем воздуха на каждого ученика
равен 14 м³.  Мы сделали вывод, что показатели температуры и
влажности воздуха соответствуют норме. Режим проветривания комнат соблюдается.
Режим вентиляции превышает необходимую норму в 2 раза.

Но воздух в наш кабинет поступает из
коридора школы, и назвать его свежим мы не можем.

Список использованной литературы

1.     
Алексеев, С.В. Практикум по экологии.
Учебное пособие/Н.В. Груздева, А.Г. Муравьев, Э.В. Гущина – М.: АО МДС, 1996.

2.     
Андропова, М.В.  Школьная
гигиена — М.: Медицина, 1970.

3.      Нестерова, О.В. Санитарные правила и нормы в организации
деятельности образовательных учреждений — М.:Учитель,2006г.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение
1.

Площадь и кубатура
помещения, приходящиеся на 1 учащегося.

Доклад

Здравствуйте, меня зовут Михайлова Настя.
Я учусь в 3 классе Буйской средней школы. Мой доклад называется ВОЗДУХ В МОЁМ
КЛАССЕ.

 Без воздуха человек погибнет через несколько
минут. Воздух жизненно важен для всех живых существ на Земле. Потребность
человека в воздухе очень высока. Для дыхания одного человека в совершенно
закрытом помещении требуется не менее 2 кубических метров воздуха в час.

Кислородом, который входит в состав
воздуха, дышат люди и животные. Для организма очень вреден спертый воздух
душных помещений, в которых содержание кислорода снижено, а ядовитых газов
(аммиака, сероводорода, углекислого газа) – повышено.

Наш класс занимается в кабинете № 5.
Мы приходим к первому уроку  и проводим в кабинете не меньше 5 часов в день.
Поэтому не только интересно, но и важно для нашего здоровья, знать каким
воздухом мы дышим.

Целью
исследовательской работы является анализ  и оценка состояния воздуха моего
класса.

Для того чтобы это выяснить нужно
решить следующие задачи:

1.               
Узнать площадь и объем классной комнаты;

2.               
Определить температуру и влажность воздуха
в кабинете;

3.               
Выяснить режим проветривания класса;

4.               
Вычислить режим вентиляции.

Физические свойства воздуха — это температура,
влажность, подвижность воздуха, барометрическое давление, электрическое
состояние. Действие воздушной среды на организм комплексное, но одно из
существенных воздействий связано с физическими свойствами воздуха, поскольку
они в значительной степени определяют теплообмен организма с окружающей средой.

Температура воздуха является постоянно действующим фактором окружающей среды. Лучше
всего человек чувствует себя при температуре 18 — 22⁰С. Высокая температура
воздуха, как и низкая,  может привести к проблемам со здоровьем

Влажность
воздуха имеет большое значение,
поскольку влияет на теплообмен организма с окружающей средой. Человек будет чувствовать себя комфортно, если относительная влажность воздуха будет находиться в пределах от 60 до 80%.

Для дыхания одному человеку требуется
2 кубических метра воздуха в час. Зная объем воздуха в классе, можно
рассчитать  на какое время хватит воздуха людям в этом классе.

Воздух в моём классе

В первую очередь мы определили
площадь пола класса. С помощью рулетки измерили длину класса – 7м 68см. с
помощью рулетки измерили ширину класса – 5м 65см. перевели все данные в
сантиметры: длина – 768см, ширина – 565см. затем нашли площадь пола:

768см * 565см = 433 920см²

Для определения объема классной
комнаты мы измерили высоту потолка в кабинете —  368см. Затем умножили высоту
на площадь пола:

368см * 433920см² =
159 682 560см³ или ≈160 м³

Рассчитаем объем воздуха в классе,
который приходится на каждого ученика (в нашем классе учится 6 человек).
Получается, что на каждого третьеклассника приходится по 26 м³ 
воздуха. Этого достаточно для 13 часов. Но если мы занимаемся вместе со 2 
классом (всего 11 человек), то на каждого приходится по 14 м³,
хватает на 7 часов при полностью закрытых дверях.

При помощи термометра измерили
температуру воздуха в классе. Температура составила – 21 -22⁰С.
Что     соответствует нормам.

При помощи гидрометра измерили
влажность воздуха. Она составила – 62%. Это       соответствует гигиеническим
нормам.

По нашим наблюдениям кабинет проветривается
с 11часов 5 минут до 15 часов 30 минут, то есть 4 часа 25 минут.

Но нужно отметить, что проветривается
кабинет при открытии дверей в коридор. А форточка в классе у нас одна и та не
открывается.

Измерив площадь класса и площадь
дверного проёма, мы вычислили режим вентиляции:

18718см² : 433920см²=
0,0431

При сравнении с нормативом (0,02),
можно сказать, что режим вентиляции превышает показатели, но воздух в кабинет
поступает из коридора и назвать его свежим нельзя.

ГДЗ учебник по физике 7 класс Перышкин. §42. Задание. Номер №1

Решение

Дано:

a = 6 м − длина комнаты;

b = 3 м − ширина комнаты;

c = 2,6 м − высота комнаты;
ρ = 1,29

к

г

/

м

3

;
Найти:

P−?

m−?
Решение:

V = abc;

V = 6 * 3 * 2,6 = 46,8

м

3

;

m = ρV;

m = 1,29 * 46,8 =60,37 кг;

P = gm;

g = 9,8 Н/кг;

P = 9,8 * 60,37 кг * 1 = 591,6 Н.
Ответ. 591 Н.